Im Special: Das benutzerfreundliche Dante–Netzwerk

Audionetzwerke sind der Trend in der Tontechnik. Sie bieten umfangreiche Routing-Möglichkeiten und einfache sowie günstige Konfiguration von komplexen Setups. Ein Netzwerk sticht dabei in letzter Zeit besonders heraus: Das Dante-Netzwerk.

Bereits seit einiger Zeit begegnet dem Besucher auf den einschlägigen Messen der Pro-Audio-Branche immer wieder der Satz „Dante Spoken Here!“. Mal als kleine Anmerkung, mal als große Headline über neuen Produkten. Dieser Satz ist ein Hinweis, dass die Produkte dieses Herstellers das Dante-Protokoll beherrschen.

Dante bedeutet „Digital Audio Network Through Ethernet“ und ist das inzwischen wohl bekannteste und am weitesten verbreitete digitale Audionetzwerk. Über 200 Hersteller von Pro-Audio-Produkten haben Dante bereits lizenziert und stellen mehrere Hundert Geräte mit Anbindung an das Netzwerk zur Verfügung. Aber was macht Dante denn so interessant für die Audio-Branche?

Das von Audinate entwickelte und bereits 2006 eingeführte Netzwerk arbeitet auf IP-Basis, wie man es auch von Heim- oder Büronetzwerken kennt und besteht aus einer Kombination aus verschiedenen Netzwerk-Protokollen sowie Hardware und Software. Ein entscheidender Vorteil ist die Möglichkeit, nicht nur Audiodaten sondern auch Steuerdaten zu übertragen. So können auch im Netzwerk angebundene Geräte ferngesteuert und konfiguriert werden.

Außerdem ist Dante ein Standard, der ein kostengünstiges Setup ermöglicht. So können beispielsweise Computer ohne spezielle Hardware, nur über Software, wie der Dante Virtual Soundcard, per Netzwerkkabel an das Dante-Netzwerk angebunden werden. Bessere Ergebnisse erreicht man am Computer jedoch mit speziellen Dante-Erweiterungskarten wie beispielsweise der RedNet-Karte von Focusrite. Mit Dante VIA ist es sogar möglich, mehrere Computer ohne Dante-Hardware zu einem Dante-Netzwerk zu verbinden.

Aufbau eines Dante-Netzwerks

Das einfachste und kleinste mögliche Dante-Netzwerk ist die Verbindung zweier Dante-fähiger Geräte per Netzwerkkabel. Ein sehr verbreitetes Beispiel dafür ist die Verbindung eines Digitalmischpults mit einer Netzwerkfähigen Stagebox. Das Routing und die Konfiguration übernimmt dabei das Digitalmischpult. Sind diese Funktionen nicht implementiert, kann das ein Computer mit der Dante-Controller-Software von Audinate übernehmen.

Auch wenn es gerade bei diesem Setup sehr verlockend klingt, drahtloses W-Lan ist nicht für Dante geeignet. Da geringe Latenzen und hohe Kanalzahlen per W-Lan nicht machbar sind, wurde die Dante-Software von Audinate so konfiguriert, dass sie W-Lan-Netzwerke erst gar nicht erkennt.

Die Konfiguration der IP-Adressen und der Wordclock läuft automatisch ab, kann aber auch per Hand konfiguriert werden, was bei der Verwaltung komplexer Setups hilfreich sein kann, jedoch Grundkenntnisse in der Netzwerktechnik erfordert. Sobald die Geräte miteinander verbunden sind, erscheinen alle Ein- und Ausgänge im Routing Menü des Pults oder der Software und können wie die internen I/Os genutzt werden.

Sollen mehrere Dante-Geräte in einem Netzwerk verbunden werden, wird im Idealfall ein Netzwerk-Switch benötigt, an dem alle Geräte angeschlossen werden. Es ist zwar möglich mehrere Dante-Geräte als Daisy-Chain aneinander anzuschließen, jedoch wird die Netzwerklast dadurch unnötig erhöht, was sich auch negativ auf die Latenz auswirken kann. Audinate empfiehlt, die Daisy-Chain-Anbindung nicht einzusetzen.

Bei der Auswahl eines Switches sollte man darauf achten, dass dieser auch für Dante geeignet ist. Eine Auflistung von kompatiblen Geräten ist auf der Audinate-Homepage zu finden. Empfohlen werden für höhere Kanalzahlen Gigabit-Switches. Es ist auch darauf zu achten, dass die Switches nicht mit dem EEE-Standard (Energy Efficient Ethernet bzw Green Ethernet) arbeiten, da das zu hohen Latenzen und Dropouts führen kann. Bei einigen Switches, die mit dieser Technologie ausgestattet sind, kann die Option auch abgeschaltet werden.

Auch bei der Nutzung von Switches konfiguriert das Dante-Netzwerk die IP-Adress-Vergabe und das Clocking automatisch, wenn es gewünscht ist. Das macht auch komplexere Setups für Techniker ohne große Netzwerk-Erfahrung bedienbar. Entscheidet man sich für die manuelle Konfiguration, muss man darauf achten, allen Geräten eine IP im gleichen Adressraum (z.B. 192.168.1.1 bis 192.168.1.255 ), sowie die gleiche Subnetzmaske (z.B. 255.255.255.0) zu geben und keine Geräte mit der gleichen IP zu versehen.

Im Dante-Netzwerk sind ebenso komplexe, wie umfangreiche Konfigurationen möglich, wie in allen anderen IP-Basierten Netzwerken, was jedoch dementsprechendes IT-Fachwissen voraussetzt. Die Anzahl der Geräte, die im Netzwerk verwendet werden können, ist in erster Linie durch die Anzahl der Ports des Switches begrenzt, wobei auch mehrere Switches miteinander verbunden werden können, um die Zahl der Ports zu erhöhen.

Mehrere Switches können beispielsweise in Stern-Form miteinander verbunden werden, wobei an einem Switch mehrere andere Switches angeschlossen werden. Solche Systeme sind einfach zu erweitern und bieten eine geringere Netzwerk-Latenz. In einem Ring zusammengeführte Switches erhöhen die Redundanz des Netzwerks, falls eine Kabelstrecke ausfallen sollte. Allerdings erfordert die Konfiguration etwas tiefere Kenntnisse der Netzwerktechnik, die man sich jedoch relativ schnell aneignen kann.

Audinate bietet auf der Seite www.audinate.com Tutorials und weiterführende Informationen zu Konfigurationen an. Auch einige Hersteller von Dante-kompatiblen Geräten geben nützliche Tipps zur erweiterten Konfiguration.

Kanalanzahl und Latenz

Auch wenn eine Vielzahl an Geräten in ein Dante-Netzwerk integriert werden kann, ist die Anzahl der gleichzeitig verwendbaren Audiokanäle begrenzt. Ein Gigabit-Netzwerk bietet genug Bandbreite um 512 Audio-Streams bei 48 kHz bidirektional zu übertragen. Allerdings können die in den Geräten verbauten Dante-Platinen nur eine begrenzte Kanalzahl verwalten. Dabei nutzen die Geräte so genannte Flows. Ein Flow ist ein Datenpaket, in dem vier Audiokanäle zur Übertragung zusammengefasst werden. Eine übliche Audioplatine kann 32 dieser Flows gleichzeitig übertragen, was zu einer maximalen Kanalanzahl von 128 Kanälen führt.

Dante ist normalerweise mit einer Sample-Rate von 48 kHz konfiguriert. Es sind aber auch Sample-Rates bis zu 192 kHz möglich, was allerdings die nutzbare Kanalanzahl einschränkt. Üblich ist eine Halbierung der Kanalzahl bei einer Verdoppelung der Sample-Rate.

Ein großes Thema bei der digitalen Audio-Übertragung und –Verarbeitung ist die Latenz, die technisch bedingte Verzögerungszeit zwischen dem aufgenommenen Schallereignis und der Wiedergabe durch das digitale System. Dante kann mit Latenzen von 0,15 bis 5 Millisekunden betrieben werden, abhängig von der Größe und der Konfiguration des Netzwerks sowie der verwendeten Geräte.

Diese Latenzzeiten sind vom Menschen nicht bis kaum wahrnehmbar und somit auch kein Problem bei der Nutzung im Recording- oder Live-Setup. Wie bei allen digitalen Audio-Setups müssen bei der Ermittlung der letztendlichen Gesamtverzögerung die Latenzen aller Geräte und jeder Software in der Signalverarbeitungskette addiert werden. In der Praxis zeigt sich jedoch eher selten ein Latenz-Problem, auch wenn mehrere digitale Geräte und Plugins in Reihe verwendet werden. Ein Auge sollte man jedoch trotzdem auf die Gesamtlatenz eines Systems haben, vor Allem im Live-Bereich, wenn das Monitoring für die Musiker über das digitale Setup läuft.

Dante-Netzwerke bieten auch die Möglichkeit, mit mehreren Latenzen in einem System zu arbeiten. So ist es möglich, kritische Anwendungen, wie die Übertragung von der Stagebox zur Audiokonsole für FoH und Monitoring, mit der kleinstmöglichen Latenz zu betreiben und andere Anwendungen, wie beispielsweise Mehrspurmitschnitte, mit höheren Latenzen zu fahren. So kann das Netzwerk bei komplexen Konfigurationen entlastet werden, falls das nötig werden sollte.

Die von Dante bereitgestellte Möglichkeit, Datenpakete wahlweise im Unicast- oder Multicast-Modus zu versenden, macht das Netzwerk für unterschiedliche Anwendungen flexibel konfigurierbar. Im Unicast-Modus werden die Daten nur an den Empfänger gesendet, der die Daten angefordert hat. Bei Multicast werden die Daten an alle Empfänger gleichzeitig gesendet, egal ob sie abonniert wurden, oder nicht.

Wenn mehrere Geräte die gleichen Audio-Daten erhalten sollen, zum Beispiel bei der Verwendung einer Stagebox mit einem FoH- und einem Monitor-Pult und gleichzeitigem Mitschnitt der Einzelspuren auf einem Computer, empfiehlt sich der Multicast-Modus. In diesem Beispiel würde Unicast die Datenpakete für jeden Empfänger einzeln versenden müssen. Bekommt jedes Gerät andere Daten, macht Unicast deutlich mehr Sinn, da kein unnötiger Traffic im Netzwerk unterwegs ist. Die Voreinstellung im Dante-Netzwerk ist Unicast.

Kabel und Verbindungen

Ein Dante-Netzwerk kann komplett mit handelsüblichen Netzwerkkabeln mit RJ45-Steckern verbunden werden. Prinzipiell funktionieren die gängigen CAT5-Kabel. Für Gigabit-Netzwerke und damit hohen Kanalzahlen bei minimaler Latenz, werden von Audinate CAT5E oder CAT6 Kabel empfohlen. Mit Netzwerkkabeln können Entfernungen von bis zu 80 Metern zwischen Dante-Gerät und Switch, bzw. anderem Dante-Gerät erzielt werden.

Während im Studio auf die Verwendung von höchst widerstandsfähigen Kabeln verzichtet werden kann – was auf keinen Fall bedeutet, dass man nicht unbedingt auf hochwertige Kabel setzen sollte – ist es im Live-Bereich empfehlenswert, auf explizit roadtaugliches Kabelmaterial zu achten. Viele Dante-Geräte sind mit etherCON-RJ45-Buchsen ausgestattet. Die etherCON-Verbindung rastet ein, wie bei einer XLR-Verbindung und schützt Stecker und Buchsen. Für den Live-Bereich optimierte Kabel sind robuster ausgeführt und besser vor Kabelbrüchen geschützt.

Größere Strecken können mit Glasfaserverbindungen überbrückt werden. Da Dante auf Standard-Netzwerk-Technik basiert, können auch Switches mit Glasfaseranschlüssen genutzt werden. Einige Hersteller bieten auch direkt Glasfaser-Erweiterungen für ihre Audio-Produkte an. Mit Glasfaserkabeln sind Entfernungen bis zu 500 Metern, bei Mono-Mode-Verbindungen sogar bis zu 10 Kilometern möglich.

Dieser Beitrag ist übrigens auch in unserer pma-Ausgabe 04/18 nachzulesen!