AES/EBU

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
Aller à : navigation, rechercher

Officiellement nommé AES3, AES/EBU est un standard de communication dédié au transfert de données audio numériques.

Historique[modifier | modifier le code]

Ce standard a été développé conjointement par l'Audio Engineering Society (AES) et l'European Broadcasting Union (EBU). La première version du standard est sortie en 1985, connue sous le nom AES/EBU. Une révision a eu lieu en 1992 puis une autre en 2003.

Technologie[modifier | modifier le code]

Le AES3 est un protocole de communication couvrant les couches 1 (physique) et 2 (liaison) du modèle ISO.

Connectiques[modifier | modifier le code]

Le standard ne définit pas sa connectique mais fait référence à celles de la Commission électrotechnique internationale (IEC).

IEC 60958 Type I—Balanced, XLR[modifier | modifier le code]

Connecteurs XLR femelle (à gauche) et mâle (à droite) à trois broches utilisé par IEC 60958 Type I.

Les connecteurs IEC 60958 Type I utilisent une ligne symétrique : 3-conducteurs, 110-ohm en paires torsadées avec connecteur XLR (utilisation professionnelle). Le Type I est utilisé habituellement dans des installations professionnelles et est considéré comme le connecteur du standard.


IEC 60958 Type II—Unbalanced, RCA[modifier | modifier le code]

Connecteur RCA utilisé par IEC 60958 Type II.

Les connecteurs IEC 60958 Type II utilisent une ligne asymétrique : 2-conducteurs, 75-ohm câble coaxial avec connecteur RCA (utilisation grand publique). Le Type II est utilisé habituellement dans des installations des particuliers et est appelé connecteur S/PDIF coaxial.


IEC 60958 Type II Optical—Fiber, F05/TOSLINK[modifier | modifier le code]

Connecteur F05/TOSLINK utilisé par IEC 60958 Type III.

Les connecteurs IEC 60958 Type II Optical utilisent une fibre optique, habituellement en matière plastique et plus occasionnellement en verre, avec connecteur F05. Comme le Type II, il est utilisé habituellement dans des installations des particuliers.


Autres types de liaison[modifier | modifier le code]

Connecteur BNC

La révision AES-3id du standard ajoute la connexion par câble de 75-ohm avec connecteur BNC.

Le signal audio numérique AES3 peut être aussi transmit en mode asynchrone. C'est le standard AES47 (correspondant à l'IEC 62365) qui décrit le passage des trames AES3 vers les cellules ATM. Cela requière une infrastructure CAT5 ou CAT6.


Protocole[modifier | modifier le code]

Simple représentation du protocole AES/EBU et S/PDIF

Composition[modifier | modifier le code]

La transmission des données se décompose en une suite de blocs audio.
Chaque bloc audio est composé de 192 trames.
Une trame est composée de deux mots de 32 bits.
Et chaque mot correspond a un canal (A et B). Par exemple, dans le cas d'un signal stéréo, le canal A est utilisé pour le signal gauche et le canal B pour le signal droit.

Séparation des blocs[modifier | modifier le code]

Afin de pouvoir identifier facilement un nouveau bloc audio, le premier mot de la première trame du bloc commence par le préambule "Z" (voir #Mot de base). Soit:

"X" Ca.A "Y" Ca.B "Z" Ca.A "Y" Ca.B "X" Ca.A "Y" Ca.B "X" ...
|__mot__||__mot__||__mot__||__mot__||__mot__||__mot__||__ ... | || || || ... |___trame 191____||____trame 0_____||____trame 1_____||__ ... || ... __bloc audio____||_______________bloc audio_____________ ...

Mot de base[modifier | modifier le code]

Le mot de 32 bits est découpé de la façon suivante:

bits description
0-3 Appelé "préambule", ces bits ne contiennent pas de données mais sont là pour faciliter la synchronisation du signal et pour identifier les mots entre eux. Ils ne sont pas codés en biphase marqué, ils ne représentent donc pas de données réelles et sont donc uniques dans le flux de données et facilement identifiables.

Trois types de valeur existent:
* Z ⇒ marque un mot qui est en canal A (1er canal transmis) en début de block:
 - 11101000 si le précédent état de la ligne est "0"
 - 00010111 si c'est "1".

* X ⇒ marque un mot de canal A qui n'est pas en début d'un block:
 - 11100010 si le précédent état de la ligne est "0"
 - 00011101 si c'est "1".

* Y ⇒ marque un mot qui n'est pas un canal A (tous les autres canaux) :
 - 11100100 si le précédent état de la ligne est "0"
 - 00011011 si c'est "1".

Dans l'extension du standard IEC, ils sont appelés M, W, B.

4-7 Ces 4 bits transportent des informations auxiliaires dont la signification n'est pas imposé.
Ils peuvent être utilisés comme un canal audio basse résolution pour l'ajout de commentaires de production ou de studio à studio. Ils peuvent aussi être utilisés pour agrandir la résolution des données du son pour aller jusqu’à 24 bits mais dans ce cas la source et le récepteur doivent être capable de supporter ce format.
8-27 Ce sont les 20 bits de données du son.
L'envoi commence par les bits de poids faible suivit des bits de poids fort. Si la source ne peut fournir des données sur 20 bits, les bits de poids faible inutilisés seront mis à la valeur logique "0" (par exemple, pour les données issues d'un CD qui sont sous format 16 bits, les bits 8 à 11 seront mis à zéro).
28 Bit de validité: mis à zéro si les bits de données (8-27) sont corrects et peuvent être utilisés directement pour une conversion numérique/analogique. Si la valeur est "1", le récepteur peut couper le son pendant la réception de ces valeurs fausses. Ce bit est utilisé par la plupart des lecteurs CD pour indiquer une dissimulation plutôt qu'une correction d'erreur à lieu.
29 Bit d'utilisateur : aucune valeur imposée.
Ce bit en association avec les 191 autres bits du bloc audio permet d'y mettre des données comme le nom de la chanson, sa durée, son numéro et toutes autres données possibles. Ce bit étant présent dans chaque canal, la longueur des données transmissibles est multiple du nombre de canaux (longueur = 192 * nombre de canaux).
30 Bit de statut du canal : sa structure dépends du standard utilisé AES/EBU ou S/PDIF.
31 Bit de parité: pour la détection d'erreur.
Le récepteur doit vérifier la loi suivante: le bit de parité est égal à "0" si la somme des autres bits est paire, et égal à "1" dans le cas contraire.

Statut du canal[modifier | modifier le code]

Pour chaque bloc audio, les bits en position 29 sont associés ensembles. Ils forment ainsi pour chaque canal un statut de 192 bits. Celui-ci est généralement représenté comme un ensemble de 24 octets (192/8). Le contenu de l'état du canal est complètement différent entre AES3 et le S/PDIF. Il converge sur une seule donnée qui est le premier bit du premier octet (1 pour AES3 et 0 pour S/PDIF).

Octet Bits Description
0 Contrôle élémentaire des données: vitesse d'échantillonnage, compression, phase.
0 La valeur 0 indique que le canal statut est de type S/PDIF, 1 indique que c'est du type AES/EBU.
1 La valeur 0 Indique que le codage du son se fait en LPCM, 1 indique que les données ne sont pas audio
2-4 Indique le type de réduction de bruit appliquée aux données. Généralement mis à 100b (rien).
5 La valeur 0 indique que la source est verrouillée sur un certain temps externe (non précisé), 1 indique que la source n'est pas verrouillée.
6-7 Fréquence d'échantillonnage. Ces bits sont redondant quand le signal est transmit en temps réel (la fréquence est donnée par la fréquence de transmission des données, soit par exemple: une réception de 250 blocs audio par second correspond à un échantillonnage de 48kHz).
00: fréquence non indiquée. La fréquence se déduit de la fréquence de transmission des données.
01: 48kHz
10: 44,1kHz
11: 32kHz
1 Indique si le flux audio est stéréo, mono ou autres combinaisons.
0-3 Indique la relation des 2 canaux:
0000: mode non indiqué.
0001: mode à 2 canaux.
0010: mode simple canal (mono).
0011: mode primaire/secondaire. Le premier mot est primaire.
0100: mode stéréo. Le premier mot est pour le canal gauche, le deuxième pour le canal droit.
0111: mode simple canal à fréquence d'échantillonnage double. Les 2 mots d'une trame portent des échantillonnages successifs du même canal. La fréquence d'échantillonnage et le double de celle indiquée par l'octet 0.
1000: idem 0100 mais concerne le canal gauche de la stéréo.
1001: idem 0100 mais concerne le canal droit de la stéréo.
1111: mode multiple-canal.
4-7 Indique le format du canal du mot de canal utilisateur:
0000: pas information utilisateur.
0001: structure de 192 bits et le préambule Z indique le début d'un bloc.
0010: réservé pour le standard AES18.
0011: définition utilisateur.
0100: données utilisateurs conforme au format définit par IEC 60958-3.
0101: réservé pour des méta-data
2 Longueur des données audio
0-2 Indique si les bits auxiliaires sont utilisées (bits 4-7 du mot de base).
000: les bits auxiliaires ne sont pas utilisés. Le son est codé sur 20bits.
001: les bits auxiliaires sont utilisés. Le son est codé sur 24bits.
010: les bits auxiliaires sont utilisés pour de la coordination de signal. Le son est codé sur 20bits.
3-5 Indique la longueur effective des données du son.
Si les bits auxiliaires sont utilisés pour le son:
000: non indiqué
001: 23bits
010: 22bits
011: 21bits
100: 20bits
101: 24bits.
Si les bits auxiliaires ne sont pas utilisés pour le son:
000: non indiqué
001: 19bits
010: 18bits
011: 17bits
100: 16bits
101: 20bits.
6-7 Indique le niveau d'alignement du volume sonore.
00: pas d'alignement.
01:alignement 20dB en dessous du maximum.
10:alignement 18,06dB en dessous du maximum.
3 Permet d'indiquer si le mode multiple-canal est actif et si oui quel est le numéro de canal actuel.
4 Indications complémentaires sur l'échantillonnage.
0-1 Référence digitale audio (lié à la norme AES11).
2 Réservé.
3-6 Fréquence d'échantillonnage:
1000: 24kHz
0100: 96kHz
1100/192kHz, 1001/22,05kHz, 0101/88,2kHz, 1101/176,4kHz.
7 Indique le ratio à appliquer:
0: pas de ratio.
1: la fréquence d'échantillonnage est 1/1,001 fois ce qui est indiqué par les bits 3-6 de l'octet 4, ou bits les bits 6-7 de l'octet 0.
5 Non utilisé (mis à zéro par défaut)
6-9 Adresse alphanumérique du canal source.
10-13 Adresse alphanumérique du canal destination.
14-17 Numéro du bloc audio sur 32bits.
18-21 Heure de la journée en seconde où le bloc audio a été créé.
22 Indique la fiabilité des données pour les octets du statut du canal. Si la valeur est mise à 1 les données ne sont pas fiables.
0-3 Réservé.
4 octets 0 à 5.
5 octets 6 à 13.
6 octets 14 à 17.
7 octets 18 à 21.
23 CRC sur les octets 0 à 22 du statut (x8+x4+x3+x2+1, initialisé à 1).

Codage sur le support physique[modifier | modifier le code]

Le transfert des données sur le support physique se fait par codage Codage Biphase Marqué (similaire au Codage Manchester Différentiel).
Exemple:

 | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | |  Horloge
  ___         _______     ___         ___
_|   |_______|       |___|   |_______|   |___ Donnée
   1   0   0   1   1   0   1   0   0   1   0  
  _   ___     _   _   ___   _     ___   _
_| |_|   |___| |_| |_|   |_| |___|   |_| |___ Signal
  1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0

Notes et références[modifier | modifier le code]

Annexes[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

  • S/PDIF
  • AES47 (en), décrit une méthode normalisée d'interconnexion audio numérique sur un réseau de télécommunications standard.
  • SMPTE

Liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]