陈国义 上海戏剧学院教授
胡清亮 南京大学顾问教授 硕士研究生导师
梁国芹 硕士 高级工程师 河东企业总裁
河东网络公司总经理
关键词
ACN协议 Artnet协议 DMX512-A 调光网络 调光设备即插即用 摘 要
本文着重描述ACN协议与Artnet协议之间的不同特点与应用情况
ACN 是旨在提供下一代灯光控制网络数据传输的先进控制网络标准 ACN 要 去完成包括DMX协议的更多工作 ACN将统一灯光控制网络 允许单一网络传输
很多不同种类的调光及其它相关数据 并且可以连接来自不同厂家的调光设备
Art-Net 是一个10BaseT 基于TCP/IP 协议的以太网协议 其目的是用标准网络
技术允许远程传输大量的DMX512数据
近年来 随着计算机网络技术的普及和快速发展 网络技术的应用已经渗透
到各行各业 带来了很多新的应用概念 网络技术在灯光控制领域的新应用也展
现蓬勃发展之势
为跟上网络技术的发展 在世界范围内 灯光控制领域各生产厂家纷纷研制
并推出应用网络技术的相关调光设备 目前已有相当数量的产品活跃在灯光控制药物靶标
市场 形成百花齐放 雄争霸的局面 令人遗憾的是 由于各厂家产品之间的
兼容 通讯 互相操作等方面还存在着不同程度的问题 要是将这些均称为网络
调光设备连成一个调光网络 将会发现这个调光网络很难运行 各厂家产品令人
跃跃欲试的先进功能 在这个调光网络里 要么无用武之地 要么亳无表现 如
果在这个调光网络系统里全部是某个厂家的产品 毫无疑问 设备和网络系统都
可以发挥出预期功能 就比如 在某地 聚集着来自世界各地的人 他们都讲着
除了自己谁也听不懂的语言 结果自然是 听起来热热闹闹但相互间谁也无法和亚洲幼
谁沟通 如果有翻译或有一种大家都懂的世界语 结果也就不言而喻了
在调光网络里这种世界语就是网络通讯协议 网络通讯有三个基本要素:设备
连接方法 数据交换方式 数据定义
1986 年由美国影视剧场技术协会(USITT)的工程委员会开发 完成版本于
1990 年的DMX512 协议是这样定义的: 控制灯光设备和附件的传输数字式数据
的标准 它已获得国际业界认可 目前遍布娱乐业调光领域 它结束了模拟调
光和产品互不兼容的时代 同时开创了数字调光和其它产品可互相兼容的新时
代 这是数字时代进步的必然 它定义了用EIA-485 通讯协议传输DMX512 调光
数据 在这个层面上 它能把不同厂家产品连接起来 并实施控制 但它不能相
互交换数据 而只能单向传输 很难将其称为具有现代意义的网络 值得注意的
是 DMX512 也不断在摒弃落后技术并引进先进技术中获得不断发展 在经过几
个修订版后 即将发布的DMX512-A新标准将取代DMX512 DMX512-A为远程设备
管理协议(RDM)打下了基础 意味着双向传输数据的可能 最终各种调光设备可
相互交换数据 它引入了一个新体系 即唯一的厂商标识码 这允许无论在何处
都可处理被标识设备
在调光网络产品沸沸扬扬面市的时候 值得注意的是世界上出现的两个调光
网络协议:一个是代表北美业界的ACN 协议 另一个是代表欧洲业界的Art-Net
协议
ACN协议开宗明义地这样阐述: ACN是旨在提供下一代灯光控制网络数据传
输的先进控制网络标准 ACN 要去完成包括DMX 协议的更多工作 ACN 将统一灯
光控制网络 允许单一网络传输很多不同种类的调光及其它相关数据 并且可以
连接来自不同厂家的调光设备 ACN协议并不局限于灯光领域 预期将适用于音
响控制和舞台机械设备 它可以应用于任何支持TCP/IP协议的网络中 通常最
普遍的是应用于以太网络 目前 协议标准的大部分已经基本编写完成 虽然这
一标准还尚未获得美国国家标准协会通过 但是由于它的先进性 优越性为业界
所广泛看好 世界上许多国家的厂商已纷纷设计符合这一标准的灯光网络系统架
构和制造出相应系列灯光网络产品 称之为 ACN-Ready 或 准ACN 产品
以支持ACN协议而尽早通过确认和抢占市场先机
而Art-Net则简单明了地表明: Art-Net 是一个10BaseT基于TCP/IP协议
的以太网协议 其目的是用标准网络技术允许远程传输大量的DMX512 数据 它
由Artistic Licence发明且巳公布出版 最新版本为 V1.4 文档修订Q 版权
Artistic Licence (UK) Ltd 2002 目前已有25家成员
ACN 和Art-Net 两种协议都同样可采用以太网和TCP/IP 通讯协议 它们都
支持同一网络兼容不同厂家设备相互通讯和操作 它们都具有丰富而翔实的设计
文档和提供厂家产品设计的技术规范 因此 要对两种协议作出正确评价是很困
难的 但有一点是可以肯定的 它们都是后DMX512 时代的先进调光网络协议
一种协议要获得业界普遍认可 除了其设计必须具备技术先进性 可扩充性等基
本条件外 更重要的是进入市场后是否能得到广泛的应用和推广 也就是必须遵
循市场规律 下面主要从技术应用层面提出一些肤浅的一管之见
网络结构和通讯协议
网络结构定义了设备的低层连接方式 通讯协议规定了设备控制数据的高层
传输控制模式 国际标准化组织的ISO7498开放系统互联模型对网络有著名的七
层协议的定义
以太网是目前世界上最普遍使用的局域组网结构模式 常用的有线模式是
802.3网络协议;无线模式是802.11网络协议 TCP/IP通讯协议集是当前网络最
普遍使用的数据传输协议 它是著名的国际互联网的主体协议 TCP/IP 协议的
基本传输单位是数据包 TCP协议负责把数据分成若干个数据包 并给每个数据
包加上包头(就像给一封信加上信封) 包头上有相应的编号 以保证在数据接收
端能将数据按顺序还原为原来的格式 IP 协议在每个包头上再加上接收端设备
地址 这样数据能到自己要去的地方(就像信封上要写明地址一样) 如果传输
过程中出现数据丢失 数据失真等情况 TCP协议会自动要求数据重新传输 IP
协议保证数据的传输 因此是个地址协议 TCP协议保证数据传输的质量 因此
是个传输控制协议领导者的作用
可以这样理解在使用ACN和Art-Net两种协议的调光网络:一端设备将调光数
据相关设备控制数据(如DMX512 数据)打包成ACN 或Art-Net 协议包(编码) 将
该包装入TCP/IP 信封(打包) 通过以太网安全可靠地传到另一端设备 接收设
备去掉TCP/IP 信封(拆包) 再按ACN 或Art-Net 协议解释收到的信息包(解码)
实施对设备的操作 打包 传输 拆包是采用以太网结构和TCP/IP 通讯协议得
到的直接好处(现成的计算机网络技术和产品支持) 它不关心所传输数据是什么
文化月刊意义 它仅提供一条畅通而可靠的通道 而编码 解码所处理的数据直接相关调
光设备的功能属性 因此ACN和Art-Net两种协议都有对设备属性的各种定义
例如,控制设备发送数据的过程可示为:调光台->协议(编码)->TCP/IP(打
包)->网线(传输)->TCP/IP(拆包)->协议(解码)->DMX512->硅柜->灯具
首先 在调光领域 采用现有成熟的计算机网络技术和产品是相当明智的方
法 计算机产业比娱乐技术产业大得多 而且正以惊人的速度在不断地发展 使
用以太网和TCP/IP 作调光控制 意味着拥有大量现成的低价而众多的网络产品
和软件资源 例如集线器 电缆 光纤和无线连接产品以及远程控制和监测技术
此外 现有大楼和各种场所已遍布以太网 更可方便调光工程的临时使用 拿来
便用何乐而不为 调光网络与传统的DMX512 比较 能获得最直接的利益当
是宽带 距离 可靠和双向等功能的实现 这意味着在一个网络里可同时连接的
设备更多 且连接的距离更长 传输控制协议使调光控制质量和可靠性更高 双
向通讯使设备的远程监测和控制更有效 因而构筑大规模可靠的调光网络成本更
低 这是以现代计算机网络技术为支持的必然结果
可靠性与有效带宽
ACN 和Art-Net 两种协议都同样采用UDP 协议作调光网络数据传输 UDP 是
TCP/IP 协议集里的用户数据包协议 它程序小而简单 不用建立连接 因此处
理速度很快 它可以提供基本的多点传输(或称广播)寻址和数据传输功能 但
UDP并没有提供数据传输可靠性的任何保证 这意味着它发送数据后并不知道数
据包能否到达另一端 而且数据包传输出错也无法要求重传 如同广播电台并不
知道收音机能否收听到一样 解决的办法有两个:一是使用TCP 传输控制协议
二是收到数据后设备反馈收到信息 前者是复杂的传输控制协议 TCP需要建立
连接(如同打电话要经摘机 听拨号音 拨号等过程) 监测到传输出错要求对方
重发数据等 因而有可靠性保证 但管理连接及相应处理会大大增加设备的负担
对后者 某设备发送一次数据而收到数据的设备数以百计 若都反馈收到信息
可以想象 数以百计的反馈信息将使网上交通拥挤不堪而堵塞 而发送设备每发
送一次数据都要处理数以百计的反馈信息 也将不胜负荷而难以实时控制 显然
这是不可行的 亳无疑问 两种方法都以牺牲有限网络带宽为代价的 可靠性与
带宽是矛盾的两个方面 调光网络是一个实时控制系统 数据传输的可靠性是保
证调光质量和正确控制的基础 有效带宽是保证设备实时响应速度和影响同时接
入网络的设备数量 两个指标的重要性不言而喻
DMX512 协议似乎可以忽略可靠性问题 因为它在设计时就已假定 它要不
电脑迷
断重复发送数据 即使前一次数据偶然出错 随后很快将会收到下一次正确数据
因此出错数据只会持续很短的时间 但是应该指出 这种连续的数据发送方法
如果前一次传输的是控制命令类的重要数据出错而紧接下一次是其它调光类数
据 仍会有重要数据丢失问题 设备将会工作在不正常或不确定状态 而且 更
重要的是 连续发送数据(大量的重复数据)会使网络带宽使用效率很低
Art-Net 其定义是用标准以太网络技术允许远程传输大量的DMX512 数据
研究其技术文档也未见有不是连续发送数据的设计 因此可以相信 它继承了
DMX512连续发送数据的假定 也可能存在上述DMX512存输中存在的问题
ACN 设计了会话数据传输协议SDT(Session Data Tansport) SDT 是ACN 在
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