Otevřená architektura řízení - Open Control Architecture

tento článek je sirotek, jako žádné další články odkaz na to. Prosím zavést odkazy na tuto stránku z související články; zkuste Najít odkaz nástroj pro návrhy. (září 2013)

The Otevřená architektura řízení (OCA) is a protocol protocol architecture for control, monitoring, and connection management of networked audio and video devices. Takové sítě se označují jako „mediální sítě“.

Oficiální specifikací OCA je standard Audio Engineering Society (AES) známý jako AES70-2015, nebo prostě AES70. Tento dokument bude používat novější výraz „AES70“ k označení normy a architektury, kterou specifikuje.

AES70 je otevřený standard, který lze používat volně, bez licencí, poplatků nebo členství v organizaci.

Použitelnost

AES70 je určen k podpoře mediálních sítí, které kombinují zařízení od různých výrobců. Zaměřeno na profesionální aplikace, AES70 je vhodný pro mediální sítě od 2 do 10 000 zařízení, včetně sítí s důležitými a / nebo životně bezpečnými rolemi.

AES70 je určen pouze pro ovládání zařízení, monitorování a správu připojení. Neposkytuje transport mediálního programového materiálu. AES70 je však navržen pro práci s prakticky jakýmkoli schématem přenosu médií, jak to aplikace vyžaduje.

Části AES70 jsou oddělitelné a lze je použít samostatně. Například zařízení může implementovat správu připojení AES70, ale pro provozní řízení a monitorování může používat jiné prostředky.

AES70 se nazývá „architektura“, protože poskytuje základ pro definici více řídicích protokolů. Všechny tyto protokoly sdílejí společný programovací model, ale liší se v podrobnostech signalizace v závislosti na formě podkladového mechanismu přenosu dat. Aplikace AES70 použije jakýkoli protokol AES70, který je vhodný pro dostupnou komunikační metodu.

Pozadí

OCA, architektura AES70, byla vyvinuta OCA Alliance,^[1] obchodní sdružení, začátek roku 2011. OCA byla založena na existujícím kontrolním protokolu s názvem OCP, který byl vytvořen společností Bosch Communications Systems v letech 2009 a 2010. OCP byl zase založen na pojmenovaném standardu protokolu embryonální kontroly AES-24^[2][3]vyvinutý AES na počátku 90. let.

Od samého začátku bylo záměrem všech zúčastněných nechat OCA vykreslit do otevřeného veřejného standardu. Aliance dokončila vývoj OCA na podzim roku 2014 a přenesla specifikaci na AES k vykreslení do formálního standardu. Formální standard AES70 byl zveřejněn 4. ledna 2016.

Aliance OCA dnes pracuje na vývoji a zdokonalení funkčnosti AES70 a na podpoře přijetí AES70 v celém odvětví profesionálních mediálních systémů. Aliance podporuje porozumění a přijetí AES70, usnadňuje vytváření implementací AES70 a souvisejících nástrojů a technologií a vyvíjí budoucí funkční vylepšení standardu AES70.

Strukturální přehled

Rozsah

AES70 definuje ovládací rozhraní, které mediální zařízení prezentuje síti, ke které je připojeno. AES70 se tedy zabývá systematickým zobrazováním funkcí zařízení a řízením a sledováním těchto funkcí prostřednictvím dobře definované rodiny protokolů.

Mediální sítě obvykle zahrnují jedno nebo více zařízení zvaných „řadiče“ s uživatelskými rozhraními, která lidem umožňují ovládat a monitorovat zvukové a / nebo obrazové funkce síťových zařízení. V sítích kompatibilních s AES70 používají řadiče ke komunikaci se zařízeními, která ovládají, protokoly AES70.

AES70 definuje řídicí protokol používaný mezi řadiči a zařízeními; jeho rozsah se nevztahuje na návrh nebo konstrukci řadičů nebo jejich uživatelských rozhraní.

AES70 je určen pro profesionální použití. Technické požadavky na takové aplikace byly podrobně popsány jinde.^[4] Rozsah OCA vylučuje aplikace v domácnostech, automobilech a dalších spotřebitelských oblastech.

Model zařízení

Model zařízení AES70 je kanonický popis ovládacího rozhraní, které zařízení kompatibilní s AES70 představuje pro síť. Model zařízení AES70 je objektově orientovaný. Definuje požadovanou a volitelnou sadu objektů („objekty OCA“), které implementuje ovládací rozhraní zařízení. Pomocí protokolu AES70 mohou řadiče přistupovat k vlastnostem těchto objektů za účelem provádění operací kontroly, monitorování a správy připojení.

Objekty OCA jsou abstrakce, které představují řídicí a monitorovací body zařízení a připojení médií. Mohou nebo nemusí odpovídat skutečným programovacím objektům nebo hardwarovým komponentám uvnitř zařízení. Pokud zařízení správně implementuje protokol AES70, je kompatibilní s AES70. AES70 nedefinuje, jak toho lze nebo by mělo být dosaženo.

Obecně řečeno, model zařízení AES70 má tendenci se lišit od modelů zařízení v jiných řídicích architekturách.^[5][6]několika způsoby:

1. AES70 nepředpokládá hierarchickou strukturu zařízení.
2. AES70 nedefinuje konkrétní konfigurace zpracování, moduly zpracování signálu, typy zařízení nebo rodiny zařízení.
3. AES70 nedefinuje uživatelské rozhraní řadiče ani prvky uživatelského rozhraní.
4. AES70 má silnou podporu pro dynamicky rekonfigurovatelná zařízení.
5. AES70 nabízí silný a transportně-agnostický model pro správu připojení.
6. Repertoár funkcí AES70 pro správu a úklid je relativně bohatý.

Struktura třídy

Struktura tříd AES70 definuje sadu tříd („třídy OCA“), které zařízení mohou použít k vytvoření instance objektů OCA. Existují tři druhy tříd:

• Pracovníci, které představují aplikační funkce zařízení - ovládání zesílení, hladinoměry, spínače, ekvalizéry atd.
• Agenti, které různými způsoby upravují a podporují řídicí funkce.
• Manažeři, které představují různé globální stavy zařízení.

Třídy OCA lze obecně rozdělit do tří funkčních sad:

• Třídy managementu, které poskytují základní funkce pro správu zařízení a úklid.
• Kontrolní a monitorovací třídy, které se zabývají provozem zařízení.
• Třídy správy připojení, které se zabývají nastavením, dohledem a demontáží připojení mediálního streamu a službami adresáře (neboli „discovery“) pro umístění a identifikaci síťových zařízení.

Protokoly

Jak je uvedeno výše, architektura AES70 podporuje více protokolů, v závislosti na povaze použitého síťového média. V současné době AES70 definuje jeden protokol s názvem OCP.1. OCP.1 je protokol AES70 pro TCP /IP sítí. Budoucí plány zahrnují OCP.2, bajtovou sériovou verzi pro USB sítě, připojení Bluetooth a odkazy typu point-to-point a OCP.3, textová verze v JSON.

Každý protokol AES70 definuje tři druhy zpráv následovně:

• Příkazy - směrnice z řadiče k objektu v zařízení, vyžadující nějakou akci nebo načítání nějaké hodnoty parametru;
• Odpovědi - odpovědi z objektu do řadiče, označující úspěch nebo neúspěch předchozího příkazu a vrácení hodnot parametrů, pokud jsou požadovány;
• Oznámení - automaticky generované zprávy z objektu v zařízení do řídicí jednotky, indikující výskyt nějaké podmínky nebo periodické hlášení hodnoty parametru, jako je amplituda signálu.

Kontrolní repertoár

Repertoár ovládání AES70 zahrnuje řízení, monitorování a správu připojení zvukových zařízení. Budoucí verze rozšíří repertoár ovládání zvuku a mohou se týkat i video zařízení.

AES70 obsahuje funkce, které výrobcům umožňují rozšířit strukturu třídy OCA tak, aby řešila funkce, které nejsou ve standardním repertoáru. Tato rozšíření mohou být veřejná nebo důvěrná podle volby výrobce.

Tabulka 1 shrnuje kontrolní repertoár AES70-2015.

Pozoruhodné funkce

Správa připojení

Ačkoli AES70 sám o sobě neposkytuje funkce přenosu médií, je navržen pro rozhraní s moderními standardy přenosu médií pro řízení směrování signálu a dalších funkcí nastavení připojení a pro rozhraní se službami síťového adresáře / zjišťování. V této kapacitě poskytuje AES70 užitečnou úroveň abstrakce pro aplikace, což umožňuje řadičům a zařízením používat jeden běžný softwarový model pro správu streamových připojení různých transportních architektur.

Aliance OCA definuje doporučené postupy pro propojení AES70 s různými dobře známými architekturami přenosu médií. Specifikace propojení AES70 s daným schématem přenosu médií se nazývá Přizpůsobení AES70.

Kontrolní seskupení

AES70 zahrnuje architektonické řešení problémů seskupování ovládacích prvků, tj. Použití jediného řídicího vstupu k provedení více provozních parametrů. Příkladem seskupení ovládacích prvků je řízení hlavního zesílení pokrývající více kanálů zařízení v jednom nebo více zařízeních.

Seskupování ovládacích prvků představuje obtížné problémy, zejména v systémech, kde může být daný provozní parametr ovlivněn více kontrolními skupinami. Například ve stereofonním vícecestném zvukovém systému může být zisk levého vysokofrekvenčního zesilovače ovlivněn nastavením hlavních ovládacích prvků pro (a) celkovou vysokofrekvenční úroveň, (b) úroveň levého kanálu a (c ) celková úroveň celého systému. V takových systémech je vyžadována inteligence strojů ke správě kumulativních efektů nastavení, které vedou k překročení nebo nedosažení hodnot parametrů. Mechanismus seskupování AES70 poskytuje základ pro takovou správu pro jedno nebo více zařízení.

Správa snímků a předvoleb

AES70 obsahuje výkonný a obecný mechanismus pro aplikaci, ukládání, vyvolání, nahrávání a stahování sad hodnot provozních parametrů. Jsou podporovány částečné i úplné snímky.

Překonfigurovatelné nastavení zařízení DSP

AES70 zahrnuje úplnou podporu pro správu konfigurací rekonfigurovatelných zařízení DSP, tj. Softwarových zařízení, jejichž topologie zpracování signálu lze definovat a předefinovat za běhu externími řadiči. U takových zařízení podporuje AES70 vytváření, konfiguraci a mazání prvků zpracování signálu a vnitřních signálních cest, které je spojují.

Proprietární rozšiřitelnost

AES70 je navržen tak, aby podporoval proprietární rozšíření s maximální kompatibilitou. Výrobci mohou definovat svá vlastní rozšíření kontrolního repertoáru, která budou existovat mírumilovně vedle standardních prvků.

Kompatibilita nahoru / dolů

Zařízení a řadiče AES70 budou i nadále spolupracovat, jak se AES70 v průběhu let vyvíjí. Zařízení, která používají různé verze OCA, budou obecně bez problémů směšovatelná v jedné mediální síti.

Bezpečnostní

Protokoly AES70 nabízejí možnosti šifrování a autentizace, které umožňují konstrukci zabezpečených řídicích a monitorovacích sítí. Zcela bezpečné mediální sítě budou vyžadovat také šifrování přenášeného obsahu programu; mechanismy takového šifrování leží mimo rozsah OCAAES70, i když ke konfiguraci a ovládání je možné použít AES70.

Spolehlivá schopnost aktualizace firmwaru

AES70 definuje primitiva, která umožňují spolehlivou aktualizaci firmwaru zařízení po síti. Tyto primitivy mohou být používány softwarem pro údržbu k zajištění toho, že neúplné aktualizace firmwaru nečiní kritická zařízení a sítě nefunkční.

Dostupnost

AES70 je otevřený a bezlicenční standard. Může být volně použit ve výrobcích, jak si vyberou výrobci. Přestože je AES70 podporována a podporována Aliancí OCA, členství v Alianci je ne pro použití AES70.

Dokumenty AES70

Dokumenty AES70 jsou k dispozici v obchodě Standards Audio Engineering Society (AES). Standard je rozdělen do tří částí a dvou významných příloh:

1. Rámec AES70

Tato specifikace, známá také jako OCF, popisuje celkovou architekturu AES70 a popisuje její mechanismy. OCF je publikován v dokumentu s názvem AES-1-2015: Standard AES pro zvukové aplikace sítí - Open Control Architecture - Část 1: Rámec.^[7]

2. Struktura třídy AES70

Tato specifikace, známá také jako OCC, popisuje objektově orientovanou strukturu tříd, která definuje funkční repertoár (správa připojení, řízení a monitorování) AES70. OCC je publikován v dokumentu s názvem AES70-2-2015: Standard AES pro zvukové aplikace sítí - Open Control Architecture - Část 2: Struktura třídy^[8]

Pro čtenáře je také důležité stáhnout si přílohu A tohoto dokumentu ve dvou formách (vysvětlení viz níže):

AES70-2-2015 Dodatek A (formát Enterprise Architect)^[9]

nebo

AES70-2-2015 Dodatek A (formát XMI)^[10]

3. Protokoly AES70

Tyto specifikace, známé také jako OCP.1, OCP.2 atd., Popisují protokoly, které implementují OCA kontrolu nad různými typy sítí.

V AES70-2015 je definován pouze jeden protokol - OCP.1. Je určen pro sítě TCP / IP. Budoucí aktualizace standardu budou definovat další protokoly. OCP.1 je publikován v dokumentu s názvem AES70-3-2015: Standard AES pro zvukové aplikace sítí - Otevřená architektura řízení - Část 3: Protokol pro sítě TCP / IP^[11]

Čtenáři by si také měli stáhnout přílohu B tohoto dokumentu v jedné ze dvou forem (vysvětlení viz níže):

AES70-3-2015 Dodatek B (formát Enterprise Architect)^[12]

nebo

AES70-23-2015 Dodatek B (formát XMI)^[13]

Dodatky

Dva dodatky uvedené výše jsou specifikace UML (Universal Modeling Language).

Soubory UML jsou ve dvou formách:

• Soubory * .eap jsou hlavní soubory z nástroje UML s názvem Enterprise Architect od Sparx Systems. Obvyklá verze nástroje stojí 240 USD, ale Sparx Systems [1] nabízí bezplatný prohlížeč, odkaz ke stažení zde [2]. K dispozici je také 30denní bezplatná zkušební verze celého balíčku - viz stránka ke stažení zde [3].
• Soubory * .xmi jsou hlavní soubory v XMI 2.1, což je standardní formát pro reprezentaci informací UML. XMI znamená „XML Metadata Interchange“. Soubory XMI lze otevřít většinou editorů UML, včetně bezplatných. Vidět Výměna metadat XML Pro více informací.

Aliance OCA

Aliance OCA,^[14] je nezisková společnost původně vytvořená k zajištění standardizace OCA. S vydáním standardu AES70 v roce 2016 se vyvinuly cíle Aliance a nyní jsou:

• Podpora přijetí AES70 prostřednictvím marketingu, vzdělávání a školení.
• Vývoj dokumentů a nástrojů, které doplňují standard AES70, poskytováním užitečných rad a materiálů vývojářům produktů kompatibilních s AES70 a koncovým uživatelům systémů AES70.
• Spolupráce s dalšími skupinami standardů s cílem zajistit optimální smíchání AES70 s dalšími průmyslovými standardy pro síťová média, zejména s těmi, které souvisejí s přenosem mediálních programů.
• Vývoj doporučených vylepšení standardu AES70.

Členy aliance jsou velké i malé společnosti, které chtějí řídit vývoj AES70 a těžit z výměny technologií a obchodních informací, které obchodní sdružení může poskytnout. Noví členové jsou vždy vítáni.

Dostupné vývojové nástroje / kód

K dispozici je řada vývojových nástrojů / otevřeného zdrojového kódu, což pomáhá při vývoji produktů kompatibilních s AES70.

• Příklad implementace zařízení v C ++ lze stáhnout z https://github.com/OCAAlliance/OCAMicro
• AES70 demo - ALSA (Linux Sound Card Driver) jako zařízení OCA s řadičem cloudového uživatelského rozhraní: https://deuso.de/alsa-demo/
• Bezplatné nástroje lze stáhnout z https://ocaalliance.github.io/downloads.html
• Knihovnu řadiče javascript lze stáhnout z https://github.com/DeutscheSoft/AES70.js
• Balíček npm s AES70.js je k dispozici na https://www.npmjs.com/package/aes70

Reference

externí odkazy

• http://ocaalliance.com/, web OCA Alliance.
• http://www.aes.org/standards, stránka standardů Audio Engineering Society. Účast na standardech AES je otevřená všem; Členství v AES není nutné.
• https://github.com/OCAAlliance/OCAMicro, implementace zařízení protokolu AES70. Podporováno členy OCA Alliance.