Articulo de referencia

Arquitectura de control abierta

La Open Control Architecture (OCA) es una arquitectura de protocolo de comunicaciones para el control, la monitorización y la gestión de conexiones de dispositivos de audio y ví...

La Open Control Architecture (OCA) es una arquitectura de protocolo de comunicaciones para el control, la monitorización y la gestión de conexiones de dispositivos de audio y vídeo en red. Estas redes se denominan "redes multimedia".

La especificación oficial de OCA es el estándar de la Audio Engineering Society (AES) conocido como AES70-2015 , o simplemente AES70 .

AES70 es un estándar abierto que puede utilizarse libremente, sin licencias, tasas ni afiliación a ninguna organización.

Aplicabilidad

AES70 está diseñado para admitir redes multimedia que combinan dispositivos de diversos fabricantes. Orientado a aplicaciones profesionales, AES70 es adecuado para redes multimedia de 2 a 10 000 dispositivos, incluidas redes con funciones críticas o de seguridad vital.

AES70 se utiliza exclusivamente para el control, la monitorización y la gestión de conexiones de dispositivos. No permite la transmisión de material multimedia. Sin embargo, AES70 está diseñado para funcionar con prácticamente cualquier esquema de transmisión multimedia, según lo requiera la aplicación.

Los componentes de AES70 son separables y pueden utilizarse de forma independiente. Por ejemplo, un dispositivo puede implementar la gestión de conexiones AES70, pero utilizar otros medios para el control y la monitorización operativos.

AES70 se denomina "arquitectura" porque proporciona la base para la definición de múltiples protocolos de control. Estos protocolos comparten un modelo de programación común, pero varían en los detalles de señalización, según el mecanismo de transporte de datos subyacente. Una aplicación AES70 utilizará el protocolo AES70 más adecuado para el método de comunicación disponible.

Fondo

OCA, la arquitectura de AES70, fue desarrollada por la OCA Alliance , [ 1 ] asociación comercial , a partir de 2011. OCA se basó en un protocolo de control existente llamado OCP , que había sido creado por Bosch Communications Systems en 2009 y 2010. OCP, a su vez, se basó en un estándar de protocolo de control embrionario llamado AES-24 [ 2 ] [ 3 ] desarrollado por la AES a principios de la década de 1990.

Desde el principio, la intención de todos los involucrados fue que OCA se convirtiera en un estándar público abierto. La Alianza completó el desarrollo de OCA en otoño de 2014 y transfirió la especificación a la AES para su conversión en un estándar formal. AES70, el estándar formal, se publicó el 4 de enero de 2016.

Actualmente, la Alianza OCA trabaja para desarrollar y mejorar la funcionalidad de AES70 y promover su adopción en toda la industria de sistemas de medios profesionales. La Alianza fomenta la comprensión y la adopción de AES70, facilita la creación de implementaciones de AES70 y herramientas y tecnologías relacionadas, y desarrolla futuras mejoras funcionales del estándar AES70.

Descripción general de la estructura

Alcance

AES70 define la interfaz de control que un dispositivo multimedia presenta a la red a la que está conectado. Por lo tanto, AES70 se ocupa de la representación sistemática de las funciones del dispositivo, así como del control y la monitorización de dichas funciones mediante una familia de protocolos bien definida.

Las redes multimedia suelen incluir uno o más dispositivos denominados "controladores" con interfaces de usuario que permiten a los usuarios controlar y supervisar el funcionamiento del audio y/o vídeo de los dispositivos conectados. En las redes compatibles con AES70, los controladores utilizan protocolos AES70 para comunicarse con los dispositivos que controlan.

AES70 define el protocolo de control utilizado entre controladores y dispositivos; su alcance no abarca el diseño o la construcción de controladores ni sus interfaces de usuario.

AES70 está diseñado para su uso en aplicaciones profesionales. Los requisitos técnicos para dichas aplicaciones se han detallado en otra parte. [ 4 ] El alcance de OCA excluye las aplicaciones en hogares, automóviles y otras áreas de consumo.

Modelo de dispositivo

El modelo de dispositivo AES70 es la descripción canónica de la interfaz de control que un dispositivo compatible con AES70 presenta a la red. Este modelo está orientado a objetos y define un conjunto de objetos obligatorios y otro opcional («objetos OCA») que implementa la interfaz de control del dispositivo. Mediante el protocolo AES70, los controladores pueden acceder a las propiedades de estos objetos para realizar operaciones de control, monitorización y gestión de la conexión.

Los objetos OCA son abstracciones que representan puntos de control y monitorización del dispositivo, así como conexiones de medios. Pueden o no corresponder a objetos de programación o componentes de hardware reales dentro del dispositivo. Si un dispositivo implementa correctamente un protocolo AES70, cumple con dicho protocolo. AES70 no define cómo se puede o se debe lograr esto.

En términos generales, el modelo de dispositivo AES70 tiende a diferir de los modelos de dispositivos en otras arquitecturas de control. [ 5 ] [ 6 ] de varias maneras:

  1. AES70 no presupone una estructura de dispositivo jerárquica.
  2. AES70 no predefine configuraciones de procesamiento específicas, módulos de procesamiento de señales, tipos de dispositivos ni familias de dispositivos.
  3. AES70 no define interfaces de usuario de controladores ni elementos de interfaz de usuario.
  4. AES70 ofrece un sólido soporte para dispositivos reconfigurables dinámicamente.
  5. AES70 ofrece un modelo robusto e independiente del protocolo de transporte para la gestión de conexiones.
  6. El repertorio de funciones de gestión y mantenimiento del AES70 es relativamente amplio.

Estructura de clases

La estructura de clases AES70 define un conjunto de clases ("Clases OCA") que los dispositivos pueden usar para instanciar objetos OCA. Hay tres tipos de clases:

  • Trabajadores , que representan las funciones de aplicación de los dispositivos: controles de ganancia, medidores de nivel, interruptores, ecualizadores, etcétera.
  • Agentes que modifican y asisten en las funciones de control de diversas maneras.
  • Administradores , que representan varios estados globales de los dispositivos.

Las clases OCA se pueden agrupar a grandes rasgos en tres conjuntos funcionales:

  • Clases de administración , que proporcionan funciones básicas de administración y mantenimiento de dispositivos.
  • Clases de control y monitorización , que se ocupan del funcionamiento del dispositivo.
  • Las clases de gestión de conexiones se ocupan de la configuración, supervisión y desconexión de las conexiones de flujo multimedia, así como de los servicios de directorio (también conocidos como "descubrimiento") para la localización e identificación de dispositivos de red.

Protocolos

Como se mencionó anteriormente, la arquitectura AES70 admite múltiples protocolos, según la naturaleza del medio de red utilizado. Actualmente, AES70 define un protocolo, denominado OCP.1. OCP.1 es el protocolo AES70 para redes TCP / IP . Los planes futuros incluyen OCP.2, una versión de byte-serie para redes USB , conexiones Bluetooth y enlaces punto a punto, y OCP.3, una versión de texto en formato JSON .

Cada protocolo AES70 define tres tipos de mensajes, como sigue:

  • Comandos : directivas de un controlador a un objeto en un dispositivo, que solicitan algún tipo de acción o la recuperación de algún valor de parámetro;
  • Respuestas : respuestas de un objeto a un controlador, que indican el éxito o el fracaso de un comando anterior y devuelven los valores de los parámetros, cuando se solicitan;
  • Notificaciones : mensajes generados automáticamente desde un objeto en un dispositivo a un controlador, que indican la ocurrencia de alguna condición o informan periódicamente el valor de un parámetro, como la amplitud de la señal.

Repertorio de control

El repertorio de control AES70 abarca el control, la monitorización y la gestión de conexiones de dispositivos de audio. Las futuras versiones ampliarán este repertorio y podrían incluir también dispositivos de vídeo.

AES70 incluye características que permiten a los fabricantes extender la estructura de clases OCA para abordar funciones que no se encuentran en el repertorio estándar. Dichas extensiones pueden ser públicas o confidenciales, según lo decida el fabricante.

La Tabla 1 resume el repertorio de controles AES70-2015.

Características destacadas

Gestión de conexiones

Si bien AES70 no proporciona funciones de transporte de medios por sí mismo, está diseñado para interactuar con los estándares modernos de transporte de medios para controlar el enrutamiento de señales y otras funciones de configuración de conexión, así como para interactuar con los servicios de directorio/descubrimiento de red. En este sentido, AES70 proporciona un nivel de abstracción útil para las aplicaciones, permitiendo que los controladores y dispositivos utilicen un modelo de software común para gestionar las conexiones de flujo de diversas arquitecturas de transporte.

La Alianza OCA define prácticas recomendadas para la interfaz de AES70 con diversas arquitecturas de transporte de medios conocidas. La especificación para la interfaz de AES70 con un esquema de transporte de medios determinado se denomina Adaptación de AES70 .

Agrupación de control

AES70 incluye una solución arquitectónica para los problemas de agrupación de controles, es decir, el uso de una única entrada de control para afectar a múltiples parámetros operativos. Un ejemplo de agrupación de controles es un control de ganancia maestro que abarca varios canales de dispositivos en uno o más dispositivos.

La agrupación de controles plantea problemas complejos, especialmente en sistemas donde un parámetro operativo determinado puede verse afectado por múltiples grupos de control. Por ejemplo, en un sistema de sonido estéreo multicanal, la ganancia del amplificador de alta frecuencia del canal izquierdo puede verse afectada por la configuración de los controles maestros para (a) el nivel general de alta frecuencia, (b) el nivel del canal izquierdo y (c) el nivel general de todo el sistema. En estos sistemas, se requiere inteligencia artificial para gestionar los efectos acumulativos de la configuración que provocan valores de parámetros fuera del rango normal. El mecanismo de agrupación AES70 proporciona la base para dicha gestión, ya sea para uno o varios dispositivos.

Gestión de instantáneas y preajustes

AES70 incluye un mecanismo potente y general para aplicar, almacenar, recuperar, cargar y descargar conjuntos de valores de parámetros operativos. Admite tanto instantáneas parciales como completas.

Configuración del dispositivo DSP reconfigurable

AES70 incluye soporte completo para la gestión de configuraciones de dispositivos DSP reconfigurables, es decir, dispositivos basados ​​en software cuyas topologías de procesamiento de señales pueden ser definidas y redefinidas en tiempo de ejecución por controladores externos. Para estos dispositivos, AES70 admite la creación, configuración y eliminación de elementos de procesamiento de señales y las rutas de señal internas que los conectan.

Extensibilidad patentada

AES70 está diseñado para admitir extensiones propietarias con la máxima compatibilidad. Los fabricantes pueden definir sus propias extensiones al repertorio de control, y estas coexistirán sin problemas con los elementos estándar.

Compatibilidad ascendente/descendente

Los dispositivos y controladores AES70 seguirán siendo interoperables a medida que AES70 evolucione con el paso de los años. En general, los dispositivos que utilizan distintas versiones de OCA podrán combinarse sin problemas en una misma red multimedia.

Seguridad

Los protocolos AES70 ofrecen opciones de cifrado y autenticación que permiten la creación de redes seguras de control y monitorización. Las redes de medios totalmente seguras también requerirán el cifrado del contenido de los programas transmitidos; si bien los mecanismos para dicho cifrado quedan fuera del alcance de OCAAES70, AES70 puede utilizarse para configurarlos y controlarlos.

Capacidad de actualización de firmware fiable

AES70 define primitivas que permiten la actualización fiable del firmware de los dispositivos a través de la red. Estas primitivas pueden ser utilizadas por el software de mantenimiento para garantizar que las actualizaciones incompletas del firmware no dejen inoperativos los dispositivos y redes críticos.

Disponibilidad

AES70 es un estándar abierto y de uso libre. Los fabricantes pueden utilizarlo libremente en sus productos. Si bien la Alianza OCA impulsa y promueve AES70, no es necesario ser miembro de la Alianza para utilizarlo.

Documentos AES70

Los documentos AES70 están disponibles en la tienda de estándares de la Audio Engineering Society (AES). El estándar consta de tres partes y dos apéndices importantes, como se detalla a continuación:

1. Marco de trabajo AES70

También conocida como OCF, esta especificación describe la arquitectura general de AES70 y sus mecanismos. OCF se publica en un documento titulado AES-1-2015: Estándar AES para aplicaciones de audio en redes - Arquitectura de control abierto - Parte 1: Marco de trabajo . [ 7 ]

2. Estructura de clases AES70

También conocida como OCC, esta especificación describe la estructura de clases orientada a objetos que define el repertorio funcional (gestión de conexiones, control y monitorización) de AES70. OCC se publica en un documento llamado AES70-2-2015: Estándar AES para aplicaciones de audio en redes - Arquitectura de control abierto - Parte 2: Estructura de clases [ 8 ].
Es fundamental que los lectores también descarguen el Apéndice A de este documento en cualquiera de los dos formatos (véase más abajo para obtener una explicación):
Apéndice A de AES70-2-2015 (formato Enterprise Architect) [ 9 ]
o
AES70-2-2015 Apéndice A (formato XMI) [ 10 ]

3. Protocolos AES70

También conocidas como OCP.1, OCP.2, etcétera, estas especificaciones describen protocolos que implementan el control OCA sobre diversos tipos de redes.
En AES70-2015, solo se define un protocolo: OCP.1. Este protocolo es para redes TCP/IP. Las futuras actualizaciones del estándar definirán protocolos adicionales. OCP.1 se publica en un documento llamado AES70-3-2015: Estándar AES para aplicaciones de audio en redes - Arquitectura de control abierta - Parte 3: Protocolo para redes TCP/IP [ 11 ].
Los lectores también deben descargar el Apéndice B de este documento en cualquiera de los dos formatos (véase más abajo para obtener una explicación):
Apéndice B de AES70-3-2015 (formato Enterprise Architect) [ 12 ]
o
AES70-23-2015 Apéndice B (formato XMI) [ 13 ]

Los Apéndices

Los dos apéndices mencionados anteriormente son especificaciones del Lenguaje Universal de Modelado (UML).

Los archivos UML se presentan en dos formatos:

  • Los archivos *.eap son archivos maestros de la herramienta UML Enterprise Architect de Sparx Systems. La versión habitual de la herramienta cuesta 240 dólares estadounidenses, pero Sparx Systems ofrece un visor gratuito.
  • Los archivos *.xmi son archivos maestros en formato XMI 2.1, un formato estándar para la representación de información UML. XMI significa "Intercambio de Metadatos XML". La mayoría de los editores UML, incluidos los gratuitos, pueden abrir los archivos XMI. Consulte Intercambio de Metadatos XML para obtener más información.

La Alianza OCA

La Alianza OCA, [ 14 ] es una corporación sin fines de lucro formada originalmente para asegurar la estandarización de la OCA. Con la publicación del estándar AES70 en 2016, los propósitos de la Alianza han evolucionado y ahora son:

  • Promover la adopción de AES70 a través del marketing, la educación y la capacitación.
  • Desarrollar documentos y herramientas que complementen el estándar AES70, proporcionando consejos y materiales útiles a los desarrolladores de productos compatibles con AES70 y a los usuarios finales de sistemas AES70.
  • Colaborar con otros grupos de normalización para garantizar la combinación óptima de AES70 con otros estándares de redes de medios de la industria, especialmente aquellos relacionados con la transferencia de programas multimedia.
  • Desarrollar mejoras recomendadas para el estándar AES70.

Los miembros de la alianza son empresas, tanto grandes como pequeñas, que desean liderar la evolución de AES70 y beneficiarse del intercambio de información tecnológica y empresarial que una asociación comercial puede proporcionar. Siempre damos la bienvenida a nuevos miembros.

Herramientas/código de desarrollo disponibles

Existen diversas herramientas de desarrollo y código abierto que facilitan el inicio del desarrollo de productos compatibles con AES70.

  • Se puede descargar un ejemplo de implementación del dispositivo en C++ desde https://github.com/OCAAlliance/OCAMicro
  • AES70 Explorer: utilidad de desarrollo gratuita para el desarrollo de dispositivos AES70, descargada desde https://aes70explorer.com/
  • Las herramientas gratuitas se pueden descargar desde https://ocaalliance.github.io/downloads.html
  • Se puede descargar una biblioteca de controlador JavaScript desde https://github.com/DeutscheSoft/AES70.js
  • Un paquete npm con AES70.js está disponible en https://www.npmjs.com/package/aes70
  • Se puede descargar una biblioteca de controlador Swift y una implementación de dispositivo desde https://github.com/PADL/SwiftOCA

Referencias

  1. La Alianza de Arquitectura de Control Abierto, http://ocaalliance.com/
  2. AES24-1-1999 (w2004): Estándar AES para el control de sistemas de sonido - Protocolo de aplicación para el control y la monitorización de dispositivos de audio a través de redes de datos digitales - Parte 1: Principios, formatos y procedimientos básicos. 2004: Audio Engineering Society, Nueva York.
  3. AES24-2-tu (w2004): PROPUESTA DE BORRADOR del estándar AES para el control de sistemas de sonido: protocolo de aplicación para el control y la monitorización de dispositivos de audio a través de redes de datos digitales - Parte 2, tipos de datos, constantes y estructura de clases (para uso de prueba). 2004: Audio Engineering Society, Nueva York.
  4. Jeffrey Berryman, "Criterios técnicos para redes de medios profesionales", en Actas de la 44.ª Conferencia de la AES sobre redes, San Diego, 2011.
  5. Instituto Nacional Estadounidense de Estándares. "E1-17: Arquitectura para redes de control". Definición de ACN. Paquete de 17 documentos más archivos de apoyo. En http://webstore.ansi.org .
  6. Richard Foss y Andrew Eales, «Hacia un modelo estándar para dispositivos de audio en red», en Actas de la 44.ª Conferencia Internacional de la AES sobre Redes de Audio, San Diego, 2011. Incluye una útil descripción general de los protocolos de control de sistemas multimedia actuales.
  7. AES70-1-2015: Estándar AES para aplicaciones de audio en redes - Arquitectura de control abierta - Parte 1: Marco de trabajo. http://www.aes.org/publications/standards/search.cfm?docID=101 . Audio Engineering Society, enero de 2016.
  8. AES70-2-2015: Estándar AES para aplicaciones de audio en redes - Arquitectura de control abierta - Parte 2. http://www.aes.org/publications/standards/search.cfm?docID=102 . Audio Engineering Society, enero de 2016.
  9. Apéndice A de AES70-2-2015 (formato Enterprise Architect). http://www.aes.org/standards/models/AES70-2-AnnexA-151112-class-structure-1.eap . Audio Engineering Society, enero de 2016
  10. Apéndice A de AES70-2-2015 (formato XMI). http://www.aes.org/standards/models/AES70-2-AnnexA-151112-class-structure-1.xmi . Audio Engineering Society, enero de 2016.
  11. AES70-3-2015: Estándar AES para aplicaciones de audio en redes - Arquitectura de control abierta - Parte 3: Protocolo para redes TCP/IP. http://www.aes.org/publications/standards/search.cfm?docID=103 . Audio Engineering Society, enero de 2016.
  12. Apéndice A de AES70-2-2015 (formato Enterprise Architect). http://www.aes.org/standards\models/AES70-3-AnnexB-151112-tcpip-protocol-1.eap . Audio Engineering Society, enero de 2016.
  13. Apéndice B de AES70-2-2015 (formato XMI). http://www.aes.org/standards/models/AES70-3-AnnexB-151112-tcpip-protocol-1.xmi . Audio Engineering Society, enero de 2016.
  14. La Alianza de Arquitectura de Control Abierto, http://ocaalliance.com/
  • http://ocaalliance.com/ , el sitio web de la Alianza OCA.
  • http://www.aes.org/standards , la página de estándares de la Audio Engineering Society. La participación en los estándares de la AES está abierta a todos; no es necesario ser miembro de la AES.
  • https://github.com/OCAAlliance/OCAMicro , una implementación del protocolo AES70 para dispositivos. Con el apoyo de los miembros de OCA Alliance.