WO2014175482A1 - 이더넷 오디오 전송 기능을 이용한 음악 반주 장치 및 음악 반주 시스템 - Google Patents

이더넷 오디오 전송 기능을 이용한 음악 반주 장치 및 음악 반주 시스템 Download PDF

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WO2014175482A1
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music
signal
ethernet
control unit
audio signal
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PCT/KR2013/003533
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송희석
이무봉
김경철
이영신
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(주)씨어스테크놀로지
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00—Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/36—Accompaniment arrangements
    • G10H1/361—Recording/reproducing of accompaniment for use with an external source, e.g. karaoke systems
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10H—ELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H2240/00—Data organisation or data communication aspects, specifically adapted for electrophonic musical tools or instruments
    • G10H2240/171—Transmission of musical instrument data, control or status information; Transmission, remote access or control of music data for electrophonic musical instruments
    • G10H2240/281—Protocol or standard connector for transmission of analog or digital data to or from an electrophonic musical instrument
    • G10H2240/295—Packet switched network, e.g. token ring
    • G10H2240/301—Ethernet, e.g. according to IEEE 802.3

Definitions

  • the present invention relates to a music accompaniment system and a music accompaniment apparatus using an Ethernet audio transmission function.
  • Music broadcast systems of various sizes are constructed to transmit voice or music in various places such as studios, schools, churches, or performance halls.
  • input of sound source data and output to a plurality of audio output devices such as speakers are performed in the form of analog signals, and a large number of audio cables are used for connection between a central broadcast device and a plurality of audio output devices. It is very cumbersome to install, and there is a high possibility of wrong wiring.
  • signal attenuation occurs. If the distance from the plurality of audio output devices is different, a delay may occur between the music output from each audio output device.
  • the music half-cycle system widely used in homes or businesses is not easy to carry because it is large in size and it is not easy to install because a large number of amplifiers and audio cables are required to connect a plurality of speakers.
  • the sound source content used as the accompaniment music is supplied to the DVD or the like, it is not easy to update the new sound source content.
  • the present invention provides a music accompaniment system that can easily transmit a variety of sound source data to a plurality of audio output devices through the Ethernet communication using the Ethernet (Audio) audio transmission function.
  • the present invention provides a music accompaniment system that can minimize the delay of the output as the distance between the central broadcasting device and the plurality of audio output devices are different from each other.
  • the present invention provides a music accompaniment system capable of transmitting audio output signals transmitted through an Ethernet network composed of bridges synchronized with each other in a specific geographical area without delay while guaranteeing quality of service.
  • a sound source input unit for receiving an analog audio signal or a digital audio signal, an A / D converter receiving the input analog audio signal and converting it into a digital audio signal, a first converting the at least one digital audio signal into an Ethernet signal
  • a music accompaniment device including an Ethernet communication interface for supporting an Ethernet communication to transmit a control unit and the Ethernet signal to an external audio output device, and an Ethernet communication interface for receiving the Ethernet signal from the music accompaniment device through Ethernet communication;
  • the received ether A second control unit for converting a signal into a digital audio signal, a D / A converter receiving the converted digital audio signal and converting the signal into an analog audio signal, and outputting the converted analog audio signal or digital audio signal to at least one audio output.
  • At least one music relay device including an audio output unit for outputting to the device, wherein the music accommodating device is interconnected with the at least one music relay device using an Ethernet communication interface, and the first controller and the second controller are And a clock synchronization unit configured to perform clock synchronization such that the Ethernet signal transmitted from the music accommodating device is received at the same time by the one or more music relay devices through periodic exchange of timing information.
  • the first controller and the second controller include a stream reservation controller configured to set a transmission path for transmitting the Ethernet signal between the music accommodating device and the one or more music relay devices, and the stream reservation controller Network resources required to ensure transmission quality of service (QoS) for stream traffic of Ethernet signals transmitted through a transmission path may be reserved.
  • QoS quality of service
  • the apparatus may further include a transmission controller.
  • the clock synchronizer may perform clock synchronization based on a clock of a clock synchronizer selected as a master device from among a plurality of clock synchronizers included in the music accommodating device and the one or more music relay devices.
  • a music accompaniment apparatus for providing audio data to a plurality of audio output apparatuses
  • the analog accompaniment from one or more sound source devices that provide a microphone or accompaniment sound source for converting a voice signal or performance signal into an electrical signal
  • a sound source input unit for receiving an audio signal or a digital audio signal, an A / D converter that receives the input analog audio signal and converts it into a digital audio signal, and converts the at least one digital audio signal into an Ethernet signal to convert external audio
  • a control unit for transmitting to an output device and an Ethernet communication interface for supporting Ethernet communication to transfer the Ethernet signal to an external audio output device, wherein the control unit includes a periodic timing signal with one or more music relays connected to the Ethernet. exchange of information) Through includes one wherein the above Ethernet signal transmitted to an external music or more access point clock for performing clock synchronization to be received at the same time from the synchronization unit.
  • the control unit may further include a stream reservation controller configured to set a transmission path for transmitting the Ethernet signal between the music accommodating device and the one or more music relay devices, wherein the stream reservation controller is configured to transmit the Ethernet to the set transmission path.
  • Network resources required to ensure transmission quality of service (QoS) for stream traffic of signals may be reserved.
  • the control unit may further include a transmission control unit that guarantees transmission within a prescribed delay time by setting a traffic class for each packet of the Ethernet signal transmitted to the one or more music relay devices.
  • the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be configured in different forms, and the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to provide general knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention.
  • a plurality of devices capable of Ethernet communication can be connected and used as a sound source, it is easy to carry and easy to build an accompaniment system.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a music accompaniment system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a detailed configuration of a music accompaniment apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a detailed configuration of a music relay device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 illustrates an example of a music accompaniment system in which a plurality of music relay devices are cascaded to the music accompaniment device according to the present invention.
  • FIG. 5 shows an example of a configuration in which a plurality of audio output devices are connected to a music accompaniment device in the present invention.
  • one component when one component is referred to as “connected” or “connected” with another component, the one component may be directly connected or directly connected to the other component, but in particular It is to be understood that, unless there is an opposite substrate, it may be connected or connected via another component in the middle.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a music accompaniment system according to an embodiment of the present invention.
  • the music accompaniment system may be largely composed of one music accompaniment apparatus 100 and one or more music relay apparatuses 200.
  • the music accompaniment apparatus 100 is connected to various sound source apparatuses and generates an audio output signal by receiving a performance signal, a music signal, an audio signal, an accompaniment signal, etc. (hereinafter, referred to as an audio input signal) from the sound source apparatus. And it is transmitted to the music relay device 200 via Ethernet communication. The transmitted audio output signal is output through one or more audio output devices connected to the music relay device 200. In this case, the music accompaniment apparatus 100 may transmit the audio output signal to the music relay apparatus 200 in a streaming manner.
  • the music accompaniment apparatus 100 may generate an audio output signal by converting the audio input signal into an Ethernet frame format so as to conform to the Ethernet communication standard.
  • an audio output signal converted into a plurality of Ethernet frames in this way will be referred to as an Ethernet signal.
  • the music accompaniment apparatus 100 and the music relay apparatus 200 may include an Ethernet communication interface such as RJ-45 for Ethernet communication, and a physical connection between the Ethernet communication interfaces may be made by a UTP cable.
  • the UTP cable corresponds to a category such as CAT5, CAT6, etc., and may use a FTP (Foil Screened Twist Pair Cable) or STP (Shielded Twist Pair Cable) instead of the UPT cable.
  • the music accompaniment system may include one or more music relay devices 200 according to an installation environment or scale, and the music relay device 200 may include audio received through an external audio output device included therein or connected through an interface. Output the output signal.
  • the plurality of music relays 200 may be connected in cascade form by the UTP cable.
  • clock synchronization may be performed between all devices connected to the Ethernet in order to eliminate an output delay caused by the distance difference between the music accommodating device 100 and the plurality of music relay devices 200.
  • the music accompaniment system also sets a transmission path through which audio stream traffic is transmitted in advance for smooth transmission of audio stream traffic transmitted from the music accompaniment apparatus 100 to the plurality of music relay apparatuses 200. Reserves network resources as required.
  • FIG. 2 shows a detailed configuration of a music accompaniment apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the music accompaniment apparatus 100 includes at least one line input terminal 110 to be connected to various external sound source devices, and an audio input signal input from the outside through the line input terminal 110.
  • At least one buffer 120 for buffering the at least one A / D converter 130 which receives an analog audio input signal from the buffer and converts it into a digital signal, and collects the audio input signal
  • a controller 140 for generating an audio output signal and converting the signal into an Ethernet signal
  • an ethernet phy 160 for encoding the converted ethernet signal into a format suitable for a physical layer
  • the ethernet pi Ethernet output interface 170 for transmitting the encoded Ethernet signal to the outside.
  • the sound source device may include, for example, a microphone 10 for converting an externally input voice signal or performance signal into an electrical signal, and digital content content. It may include a variety of smart devices such as a PC 20, a smart phone, a tablet pad 30, and the like to transmit or reproduce a digital signal to output an analog signal.
  • the line input terminal 110 may be a USB terminal or an audio jack.
  • the controller 140 may control the input digital audio signal to be output to an external mixer and amplifier through the D / A converter 180 and the line output terminal 190.
  • the music accompaniment apparatus 100 may further include a flash memory 150 for storing data or an execution program, and a power supply 195 for supplying power.
  • the controller 140 combines the voice signal or performance signal input through the microphone 10 with the accompaniment signal or music signal transmitted from the sound source devices 20 and 30 to generate a music output signal made of an Ethernet signal.
  • the controller 140 may include a clock synchronizer 142 that performs clock synchronization between a plurality of music relays 200 connected through an Ethernet network, and stream traffic of an Ethernet signal to all connected music relays 200.
  • the clock synchronizing unit 142 periodically exchanges timing information signals with the clock synchronizing units of the other music relays 200 connected through the Ethernet network, thereby precisely synchronizing the clocks with each other.
  • the Ethernet signal transmitted from the music accommodating apparatus 100 may be controlled to be received at the same related time in all the clock relayed music relay apparatus 200.
  • any one of the music accompaniment device 100 and all the music relay devices 200 connected to the Ethernet network is set as a master device, and the remaining devices are clock clocks of the master device through respective clock synchronizers. And a timing information signal are exchanged to synchronize their clocks to the clocks of the master device.
  • the determination of the master device may be automatically selected or manually set.
  • the stream reservation controller 144 sets a transmission path through which stream traffic of Ethernet signals transmitted from the music accommodating device 100 to the plurality of music relay devices 200 is relayed, and is required through the entire transmission path. Reserve network resources required to ensure transmission quality of service (QoS) for stream traffic.
  • QoS transmission quality of service
  • the stream reservation controller 141 transmits an advertise message to the plurality of music relay devices 200 and receives a ready message from another music relay device 200 in response thereto. 200 to set the transmission path.
  • the advertise message may include a MAC address and a unique ID of the music accompaniment apparatus 100 as a stream origin, and a MAC address of the music relay apparatus 200 as a stream destination, and further include QoS requirements and allowables. QoS information such as delay time may be included. This process is called a stream reservation process.
  • the transmission control unit 146 may set an appropriate traffic class for each Ethernet packet of the Ethernet signal transmitted through the transmission path to ensure transmission within a delay time defined for each traffic class.
  • a traffic class is defined as a total of eight classes in IEEE 802.1p, and two types of classes 4 and 5 may be applied to the Ethernet packets among the transmission control unit 146. This operation is called traffic shaping, and the transmission control unit 146 can prevent the Ethernet packets from being concentrated on any path on the transmission path through traffic shaping of the transmitted Ethernet packets.
  • the Ethernet pi 160 encodes the Ethernet signal transmitted from the controller 140 so that the Ethernet signal can be transmitted through a physical layer corresponding to layer-1 of the Ethernet network, or the Ethernet output interface 170.
  • the received Ethernet signal can be decoded appropriately for the format of the upper layer.
  • FIG 3 shows a detailed configuration of a music relay device 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the music relay device 200 includes an Ethernet communication interface 210 for Ethernet connection with the music carrier 100 or another music relay device, and the Ethernet communication interface 210.
  • Ethernet pi 220 for converting the Ethernet signal of the physical layer format received through the format of the upper layer, and the Ethernet signal received from the Ethernet pi 220 reconverts to a normal audio output signal or other music relay
  • a controller 230 for retransmitting to a device
  • a D / A converter 250 for converting the audio output signal received from the controller 230 into an analog format
  • a buffer 260 for buffering the audio output signal
  • an external device And a line output terminal 270 connected to the audio output device of the.
  • Ethernet output interface 210 the Ethernet pi 220, the controller 230, the D / A converter 250, the buffer 260 and the line output terminal 270 is the configuration of the music accommodating device 100 And operation is the same.
  • the music relay device 200 may include a flash memory 240, a power supply unit 295, an A / D converter 280, and a line input terminal 290 that perform the same configuration and operation as the music accompaniment device 100. It may further include.
  • FIG. 4 illustrates a case where a plurality of music relays 200 are cascaded with a CAT 5 UTP cable in a music accompaniment apparatus 100 in the music accompaniment system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the maximum distance between the devices can be limited according to the specifications of the UTP cable used, for example, in the case of the CAT-5 UTP cable can ensure a maximum distance of 100m.
  • the music relay 200 is a structure (200-1, 200-2) is combined with a power amplifier for amplifying the output signal and the audio output means such as a speaker inside the device, or only the power amplifier It is provided inside and connected to the external audio output device 40 and the line output terminal 270 through the structure (200-3), or through the line output terminal 270 to the external power amplifier 60 and audio output It may be a structure (200-4, 200-5) connected to the device 40.
  • This configuration is suitable for the case where the speakers are respectively placed in a plurality of places separated from each other.
  • FIG. 5 illustrates a configuration in which the music relay 200 is connected to the plurality of audio output devices 70-1 to 70-n.
  • the music relay 200 needs to include a plurality of line output terminals 270 in order to connect the plurality of audio output devices 70.
  • Such a configuration is suitable when there is more than one space in which a plurality of speakers are arranged and each space is separated from each other, and the music relay device 200 is disposed in each space, and the plurality of speakers are arranged in the music relay device 200. Audio output signals can be output by connecting speakers.
  • the music accompaniment system can appropriately arrange the speaker according to a wide area such as a large performance hall, church, school, large building, or a narrow area such as karaoke, home, etc. Even if the distance to the device is different, the audio output can be matched without delay.

Abstract

다수의 오디오 출력 장치들이 연결되는 음악 반주 시스템 및 음악 반주 장치가 제공된다. 상기 음악 반주 장치는, 음성 신호 또는 연주 신호를 전기적 신호로 변환하는 마이크 또는 반주 음원을 제공하는 음원 장치로부터 아날로그/디지털 오디오 신호를 입력받는 음원 입력부, 입력된 아날로그 오디오 신호를 전달받아 디지털 오디오 신호로 변환하는 A/D 컨버터, 디지털 오디오 신호를 이더넷 신호로 변환하여 외부의 오디오 출력 장치로 전송하는 제어부 및 이더넷 신호를 외부의 오디오 출력 장치로 전달하기 위하여 이더넷 통신을 지원하는 이더넷 통신 인터페이스를 포함하고, 상기 제어부는 이더넷 연결된 음악 중계 장치와의 주기적인 타이밍 신호의 교환을 통해 외부로 전송된 상기 이더넷 신호가 음악 중계 장치에서 동일 시간에 수신되도록 클럭 동기화를 수행하는 클럭 동기화부를 포함하는 구성을 통해 서로 다른 위치의 다수의 스피커에서의 오디오 출력 딜레이를 최소화할 수 있다.

Description

이더넷 오디오 전송 기능을 이용한 음악 반주 장치 및 음악 반주 시스템
본 발명은 이더넷 오디오 전송 기능을 이용한 음악 반주 시스템 및 음악 반주 장치에 관한 것이다.
스튜디오, 학교, 교회 또는 공연장 등 다양한 장소에서 음성 또는 음악을 송출하기 위하여 다양한 규모의 음악 방송 시스템이 구축되어 있다. 종래의 음악 방송 시스템은 음원 데이터의 입력 및 스피커와 같은 다수의 오디오 출력 장치로의 출력이 아날로그 신호의 형태로 이뤄지며 중앙의 방송 장치와 다수의 오디오 출력 장치간의 연결을 위하여 많은 수의 오디오 케이블을 이용하여 연결해야 해서 설치가 번거롭고 결선이 잘못될 가능성이 높으며, 아날로그 타입의 오디오 케이블을 통해 원격지의 오디오 출력 장치까지 오디오 신호를 전송하는 과정에서 신호의 감쇠 현상이 발생하게 되며, 중앙의 방송 장치와 연결된 다수의 오디오 출력 장치와의 거리가 다르면 각 오디오 출력 장치에서 출력되는 음악 간에 딜레이가 발생할 수 있다.
이외에도, 가정 또는 업소에서 널리 사용되는 음악 반주기 시스템의 경우 크기가 커서 휴대하기가 용이하지 않으며 다수의 스피커를 연결하기 위하여 다수의 앰프 및 오디오 케이블이 필요하므로 설치가 용이하지 않다. 또한, 반주 음악으로 사용되는 음원 콘텐츠가 DVD 등으로 공급되므로 신규 음원 콘텐츠의 업데이트가 용이하지 않다.
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 이더넷(ethernet) 오디오 전송 기능을 이용하여 다양한 음원 데이터를 이더넷 통신을 통해 다수의 오디오 출력 장치로 용이하게 전송할 수 있는 음악 반주 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 중앙의 방송 장치와 다수의 오디오 출력 장치 간의 거리가 서로 상이함에 따른 출력의 딜레이를 최소화할 수 있는 음악 반주 시스템을 제공한다.
또한, 본 발명은 지리적 특정 구역에서 서로 동기화된 브리지로 구성된 이더넷 네트워크를 통해 전송되는 오디오 출력 신호를 서비스 품질을 보장하면서 지연없이 전송할 수 있는 음악 반주 시스템을 제공한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 다수의 오디오 출력 장치들이 연결되는 음악 반주 시스템은, 음성 신호를 전기적 신호로 변환하는 마이크 또는 다수의 반주용 음원을 제공하는 하나 이상의 음원 장치로부터 아날로그 오디오 신호 또는 디지털 오디오 신호를 입력받는 음원 입력부, 상기 입력된 아날로그 오디오 신호를 전달받아 디지털 오디오 신호로 변환하는 A/D 컨버터, 상기 하나 이상의 디지털 오디오 신호를 이더넷(ethernet) 신호로 변환하는 제1 제어부 및 상기 이더넷 신호를 외부의 오디오 출력 장치로 전송하기 위하여 이더넷 통신을 지원하는 이더넷 통신 인터페이스를 포함하는 음악 반주 장치, 및 이더넷 통신을 통해 상기 음악 반주 장치로부터 상기 이더넷 신호를 수신하는 이더넷 통신 인터페이스, 상기 수신된 이더넷 신호를 디지털 오디오 신호로 변환하는 제2 제어부, 상기 변환된 디지털 오디오 신호를 전달받아 아날로그 오디오 신호로 변환하는 D/A 컨버터, 및 상기 변환된 아날로그 오디오 신호 또는 디지털 오디오 신호를 외부의 하나 이상의 오디오 출력 장치로 출력하는 오디오 출력부를 포함하는 하나 이상의 음악 중계 장치를 포함하고, 상기 음악 반주 장치는 상기 하나 이상의 음악 중계 장치와 이더넷 통신 인터페이스를 이용하여 상호 연결되고, 상기 제1 제어부 및 상기 제2 제어부는 주기적인 타이밍 신호(timing information)의 교환을 통해 상기 음악 반주 장치에서 송신된 상기 이더넷 신호가 상기 하나 이상의 음악 중계 장치에서 동일 시간에 수신되도록 클럭 동기화(clock synchronization)를 수행하는 클럭 동기화부를 포함한다.
여기서, 상기 제1 제어부 및 상기 제2 제어부는 상기 음악 반주 장치와 상기 하나 이상의 음악 중계 장치 간에 상기 이더넷 신호를 전송하기 위한 전송 경로를 설정하는 스트림 예약 제어부를 포함하고, 상기 스트림 예약 제어부는 상기 설정된 전송 경로로 전송되는 이더넷 신호의 스트림 트래픽(stream traffic)에 대한 전송 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해 요구되는 네트워크 리소스를 예약할 수 있다.
여기서, 상기 제1 제어부 및 상기 제2 제어부는 상기 음악 반주 장치로부터 상기 음악 중계 장치로 전송되는 이더넷 신호의 각 패킷들에 대하여 트래픽 클래스(traffic class)의 설정을 통해 규정된 지연시간 내의 전송을 보장하는 전송 제어부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 클럭 동기화부는 상기 음악 반주 장치와 상기 하나 이상의 음악 중계 장치에 포함된 다수의 클럭 동기화부 중에서 마스터 장치로 선택된 클럭 동기화부의 클럭을 기준으로 클럭 동기화를 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 다수의 오디오 출력 장치들로 오디오 데이터를 제공하는 음악 반주 장치는, 음성 신호 또는 연주 신호를 전기적 신호로 변환하는 마이크 또는 반주 음원을 제공하는 하나 이상의 음원 장치로부터 아날로그 오디오 신호 또는 디지털 오디오 신호를 입력받는 음원 입력부, 상기 입력된 아날로그 오디오 신호를 전달받아 디지털 오디오 신호로 변환하는 A/D 컨버터, 상기 하나 이상의 디지털 오디오 신호를 이더넷(ethernet) 신호로 변환하여 외부의 오디오 출력 장치로 전송하는 제어부 및 상기 이더넷 신호를 외부의 오디오 출력 장치로 전달하기 위하여 이더넷 통신을 지원하는 이더넷 통신 인터페이스를 포함하고, 상기 제어부는 이더넷 연결된 하나 이상의 음악 중계 장치와의 주기적인 타이밍 신호(timing information)의 교환을 통해 외부로 전송된 상기 이더넷 신호가 상기 하나 이상의 음악 중계 장치에서 동일 시간에 수신되도록 클럭 동기화를 수행하는 클럭 동기화부를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는 상기 음악 반주 장치 및 상기 하나 이상의 음악 중계 장치 간에 상기 이더넷 신호를 전송하기 위한 전송 경로를 설정하는 스트림 예약 제어부를 더 포함하고, 상기 스트림 예약 제어부는 상기 설정된 전송 경로로 전송되는 이더넷 신호의 스트림 트래픽(stream traffic)에 대한 전송 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해 요구되는 네트워크 리소스를 예약할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는 상기 하나 이상의 음악 중계 장치로 전송되는 이더넷 신호의 각 패킷들에 대하여 트래픽 클래스(traffic class)의 설정을 통해 규정된 지연시간 내의 전송을 보장하는 전송 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 이더넷 통신을 이용하여 오디오 출력 신호의 손실 없이 멀리 떨어진 다수의 오디오 출력 장치를 통해 딜레이 없이 오디오 출력을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 이더넷 통신이 가능한 다수의 기기(노트북, 스마트폰, 태블릿 등)들을 음원 소스로서 연결하여 사용할 수 있으며, 휴대가 간편하고 용이하게 반주 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음악 반주 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음악 반주 장치의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음악 중계 장치의 세부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명에서 음악 반주 장치에 다수의 음악 중계 장치가 캐스케이드 연결된 음악 반주 시스템의 일례를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명에서 음악 반주 장치에 다수의 오디오 출력 장치를 연결하는 구성의 일례를 도시하고 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.
또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
이하에서는 본 발명에 따른 음악 반주 시스템에 대해 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 음악 반주 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 음악 반주 시스템은 크게 하나의 음악 반주 장치(100)와 하나 이상의 음악 중계 장치(200)로 이루어질 수 있다.
상기 음악 반주 장치(100)는 다양한 음원 장치와 연결되고, 상기 음원 장치로부터 연주 신호, 음악 신호, 음성 신호 및 반주 신호 등(이하에서, 오디오 입력 신호라고 호칭한다)을 입력받아 오디오 출력 신호를 생성하고 이를 이더넷 통신을 통해 음악 중계 장치(200)로 전송한다. 전송된 오디오 출력 신호는 음악 중계 장치(200)에 연결된 하나 이상의 오디오 출력 장치를 통해 출력된다. 이때, 음악 반주 장치(100)는 상기 오디오 출력 신호를 스트리밍 방식으로 음악 중계 장치(200)로 전송할 수 있다.
또한, 음악 반주 장치(100)는 상기 오디오 입력 신호를 이더넷 통신 표준에 적합하도록 이더넷 프레임 형식으로 변환하여 오디오 출력 신호를 생성할 수 있다. 이하에서, 이와 같이 다수의 이더넷 프레임으로 변환된 오디오 출력 신호를 이더넷 신호라고 호칭하기로 한다.
음악 반주 장치(100)와 음악 중계 장치(200)는 이더넷 통신을 위하여 RJ-45 등의 이더넷 통신 인터페이스를 구비할 수 있으며, 상기 이더넷 통신 인터페이스 간의 물리적 연결은 UTP 케이블에 의해 이뤄질 수 있다. 이때, 상기 UTP 케이블은 CAT5, CAT6 등의 카테고리에 대응되며, UPT 케이블 대신 FTP(Foil Screened Twist Pair Cable)나 STP(Shielded Twist Pair Cable) 등을 이용할 수도 있다.
음악 반주 시스템은 설치 환경 또는 규모에 따라 하나 이상의 음악 중계 장치(200)를 포함할 수 있으며, 상기 음악 중계 장치(200)는 내부에 포함되거나 인터페이스를 통해 연결된 외부의 오디오 출력 장치를 통해 수신된 오디오 출력 신호를 출력한다.
이때, 다수의 음악 중계 장치(200)는 UTP 케이블에 의해 캐스케이드 형태로 연결될 수 있다. 이 경우, 음악 반주 장치(100)와 다수의 음악 중계 장치(200) 간의 거리 차이로 인한 출력 딜레이를 제거하기 위하여 이더넷 연결된 모든 장치들 간에 클럭 동기화가 수행될 수 있다.
또한, 음악 반주 시스템은 음악 반주 장치(100)로부터 다수의 음악 중계 장치(200)들로 전송되는 오디오 스트림 트래픽의 원활한 전송을 위하여 사전에 오디오 스트림 트래픽이 전송되는 전송 경로를 설정하고, 상기 전송 경로를 통해 요구되는 네트워크 리소스를 예약한다.
이하에서 본 발명에 따른 음악 반주 장치와 음악 중계 장치의 내부 구성을 살펴보기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 음악 반주 장치(100)의 세부 구성을 나타내고 있다.
도 2에서, 본 발명에 따른 음악 반주 장치(100)는 다양한 외부의 음원 장치와 연결되기 위한 하나 이상의 라인 입력 단자(110)와, 상기 라인 입력 단자(110)를 통해 외부로부터 입력되는 오디오 입력 신호를 버퍼링(buffering)하기 위한 하나 이상의 버퍼(120)와, 상기 버퍼로부터 아날로그 형태의 오디오 입력 신호를 전달받아 디지털 신호로 변환하는 하나 이상의 A/D 컨버터(130)와, 상기 오디오 입력 신호를 취합하여 오디오 출력 신호를 생성하고 이를 이더넷 신호로 변환하는 제어부(140)와, 변환된 이더넷 신호를 물리 레이어(physical layer)에 적합한 포맷으로 인코딩하는 이더넷 파이(ethernet phy)(160)와, 상기 이더넷 파이(160)에서 인코딩된 이더넷 신호를 외부로 전송하는 이더넷 출력 인터페이스(170)를 포함한다.
상기 라인 입력 단자(110)에는 다양한 음원 장치들이 연결될 수 있으며, 이러한 음원 장치에는 예를 들어, 외부로 입력되는 음성 신호 또는 연주 신호를 전기적 신호로 변환하는 마이크(10)와, 디지털 형식의 음원 콘텐츠를 디지털 신호로 전송하거나 재생하여 아날로그 신호로 출력하는 PC(20), 스마트폰, 태블릿 패드(30) 등의 다양한 스마트 기기 등이 포함될 수 있다. 이때, 상기 라인 입력 단자(110)는 USB 단자 또는 오디오 잭일 수 있다.
이때, 상기 제어부(140)는 입력된 디지털 형식의 오디오 입력 신호가 D/A 컨버터(180)와 라인 출력 단자(190)를 통해 외부의 믹서 및 앰프로 출력되도록 제어할 수 있다.
또한, 음악 반주 장치(100)는 데이터 또는 실행프로그램을 저장하기 위한 플래시 메모리(150) 및 전원 공급을 위한 전원부(195)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부(140)는 마이크(10)를 통해 입력된 음성 신호 또는 연주 신호를 음원 장치(20, 30)로부터 전송된 반주 신호 또는 음악 신호와 결합하여 이더넷 신호로 된 음악 출력 신호를 생성한다.
또한, 상기 제어부(140)는 이더넷 네트워크로 연결된 다수의 음악 중계 장치(200)들 간에 클럭 동기화를 수행하는 클럭 동기화부(142)와, 이더넷 신호의 스트림 트래픽을 연결된 모든 음악 중계 장치(200)로 전송하기 위한 전송 경로를 설정하고 이에 필요한 네트워크 리소스를 예약하는 스트림 예약 제어부(144)와, 전송 경로를 따라 전송되는 이더넷 신호의 각각의 이더넷 패킷들에 대해 트래픽 클래스(traffic class)를 설정하는 전송 제어부(146)를 포함한다.
이때, 상기 클럭 동기화부(142)는 이더넷 네트워크로 연결된 다른 음악 중계 장치(200)들의 클럭 동기화부와 주기적으로 타이밍 정보 신호(timing information)를 교환하여 상호간에 클럭을 정밀하게 동기화시킨다. 이를 통해, 음악 반주 장치(100)에서 송신된 이더넷 신호는 클럭 동기화된 모든 음악 중계 장치(200)에서 동일한 관련시간에 수신되도록 제어될 수 있다.
구체적으로, 이더넷 네트워크에 연결된 음악 반주 장치(100) 및 모든 음악 중계 장치(200)들 중에서 임의의 한 장치가 마스터 장치로 설정되며, 나머지 장치들은 각각의 클럭 동기화부를 통해 상기 마스터 장치의 클럭 동기화부와 타이밍 정보 신호를 교환하여 자신의 클럭을 상기 마스터 장치의 클럭에 동기화시킨다. 이때, 마스터 장치의 결정은 자동으로 선택되거나 수동으로 설정할 수 있다.
아울러, 상기 스트림 예약 제어부(144)는 음악 반주 장치(100)로부터 다수의 음악 중계 장치(200)로 전송되는 이더넷 신호의 스트림 트래픽이 중계되는 전송 경로를 설정하고, 전체의 전송 경로를 통해 요구되는 스트림 트래픽에 대한 전송 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위하여 요구되는 네트워크 리소스를 예약한다.
구체적으로, 스트림 예약 제어부(141)는 다수의 음악 중계 장치(200)들에 대해 advertise 메시지를 전송하고 이에 응답하여 다른 음악 중계 장치(200)로부터 ready 메시지를 수신받는 과정을 통해 해당 음악 중계 장치(200)로의 전송 경로를 설정하게 된다. 이때, 상기 advertise 메시지에는 스트림 출발지가 되는 음악 반주 장치(100)의 MAC 어드레스와 고유 ID, 스트림 도착지가 되는 음악 중계 장치(200)의 MAC 어드레스를 포함할 수 있으며, 추가로 QoS 요구조건 및 허용 가능한 지연시간 등의 QoS 정보를 포함할 수 있다. 이러한 과정을 이를 스트림 예약(stream reservation) 과정이라고 한다.
한편, 전송 제어부(146)는 상기 전송 경로를 통해 전송되는 이더넷 신호의 각각의 이더넷 패킷들에 대하여 적절한 트래픽 클래스를 설정하여, 각각의 트래픽 클래스에 대해서 규정된 지연시간 내의 전송을 보장할 수 있다. 이러한 트래픽 클래스는 IEEE 802.1p 에서 총 8 클래스로 규정하고 있으며, 전송 제어부(146) 이중에서 클래스 4, 5의 두 종류의 클래스를 상기 이더넷 패킷들에 적용할 수 있다. 이러한 작업을 트래픽 쉐이핑(traffic shaping) 이라고 하며, 전송 제어부(146)는 전송되는 이더넷 패킷들에 대한 트래픽 쉐이핑을 통해 전송 경로 상의 임의의 경로로 이더넷 패킷들이 집중되는 것을 방지할 수 있다.
이더넷 파이(160)는 제어부(140)에서 전달받은 이더넷 신호를 이더넷 네트워크의 레이어 1(layer-1)에 해당하는 물리 레이어(physical layer)를 통해 전송할 수 있도록 인코딩하거나 또는 상기 이더넷 출력 인터페이스(170)를 통해 수신된 이더넷 신호를 상부 레이어의 포맷에 적합하게 디코딩할 수 있다.
도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 음악 중계 장치(200)의 세부 구성이 도시되어 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 음악 중계 장치(200)는 상기 음악 반송 장치(100) 또는 다른 음악 중계 장치와의 이더넷 연결을 위한 이더넷 통신 인터페이스(210)와, 상기 이더넷 통신 인터페이스(210)를 통해 수신된 물리 레이어 포맷의 이더넷 신호를 상부 레이어의 포맷으로 변환하는 이더넷 파이(220)와, 상기 이더넷 파이(220)로부터 전달받은 이더넷 신호를 통상의 오디오 출력 신호로 재변환하거나 또는 다른 음악 중계 장치로 재전송하는 제어부(230)와, 상기 제어부(230)로부터 전달받은 오디오 출력 신호를 아날로그 형식으로 변환하는 D/A 컨버터(250)와, 상기 오디오 출력 신호를 버퍼링하기 위한 버퍼(260) 및 외부의 오디오 출력 장치에 연결되는 라인 출력 단자(270)를 포함한다.
여기서, 상기 이더넷 출력 인터페이스(210), 이더넷 파이(220), 제어부(230), D/A 컨버터(250), 버퍼(260) 및 라인 출력 단자(270)는 상기 음악 반주 장치(100)의 구성 및 동작과 동일하다.
또한, 상기 음악 중계 장치(200)는 상기 음악 반주 장치(100)와 동일한 구성 및 동작을 수행하는 플래시 메모리(240), 전원부(295), A/D 컨버터(280) 및 라인 입력 단자(290)를 더 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음악 반주 시스템에서 하나의 음악 반주 장치(100)에 다수의 음악 중계 장치(200)가 CAT 5의 UTP 케이블로 캐스케이드 연결된 경우를 도시하고 있다. 이 경우, 각각의 장치들 간의 최대 거리는 사용되는 UTP 케이블의 규격에 따라 제한될 수 있으며, 가령 CAT-5의 UTP 케이블의 경우 최대 100m 의 거리를 보장할 수 있다.
또한, 음악 중계 장치(200)는 장치 내부에 스피커 등의 오디오 출력 수단 및 출력 신호를 증폭하기 위한 파워 증폭기(Power Amplifier)가 결합된 구조(200-1, 200-2)이거나, 또는 파워 증폭기만을 내부에 구비하여, 외부의 오디오 출력 장치(40)와 라인 출력 단자(270)를 통해 연결되는 구조(200-3)이거나, 라인 출력 단자(270)를 통해 외부의 파워 증폭기(60) 및 오디오 출력 장치(40)와 연결되는 구조(200-4, 200-5)일 수 있다. 이러한 구성은 서로 떨어진 다수의 장소에 각각 스피커를 배치하는 경우에 적합하다.
도 5에는 음악 중계 장치(200)가 다수의 오디오 출력 장치(70-1 ~ 70-n)와 연결되는 구성이 도시되어 있다. 이 경우, 음악 중계 장치(200)는 다수의 오디오 출력 장치(70)을 연결하기 위하여 다수의 라인 출력 단자(270)를 구비할 필요가 있다. 이러한 구성은 다수의 스피커가 배치되는 공간이 하나 이상이고 각각의 공간이 서로 떨어진 경우에 적합하며, 각각의 공간에 음악 중계 장치(200)를 배치하고, 배치된 음악 중계 장치(200)에 다수의 스피커를 연결하여 오디오 출력 신호를 출력할 수 있다.
이와 같은 구성을 통해, 본 발명에 따른 음악 반주 시스템은 대형 공연장, 교회, 학교, 대형 건물 등과 같이 넓은 영역 또는 노래방, 가정 등과 같이 좁은 영역에 따라 적절히 스피커를 배치할 수 있으며, 복수의 스피커와 반주 장치와의 거리가 서로 다른 경우에도 딜레이 없이 오디오 출력을 일치시킬 수 있다.
또한, 반주 장치와 스피커 간의 거리가 멀어지더라도 거리에 따른 음질의 손실을 최소화할 수 있으며, 종래의 이더넷 네트워크 환경을 이용하여 오디오 반주 시스템을 용이하게 구축할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 다수의 오디오 출력 장치들이 연결되는 음악 반주 시스템에 있어서,
    음성 신호를 전기적 신호로 변환하는 마이크 또는 다수의 반주용 음원을 제공하는 하나 이상의 음원 장치로부터 아날로그 오디오 신호 또는 디지털 오디오 신호를 입력받는 음원 입력부, 상기 입력된 아날로그 오디오 신호를 전달받아 디지털 오디오 신호로 변환하는 A/D 컨버터, 상기 하나 이상의 디지털 오디오 신호를 이더넷(ethernet) 신호로 변환하는 제1 제어부 및 상기 이더넷 신호를 외부의 오디오 출력 장치로 전송하기 위하여 이더넷 통신을 지원하는 이더넷 통신 인터페이스를 포함하는 음악 반주 장치; 및
    이더넷 통신을 통해 상기 음악 반주 장치로부터 상기 이더넷 신호를 수신하는 이더넷 통신 인터페이스, 상기 수신된 이더넷 신호를 디지털 오디오 신호로 변환하는 제2 제어부, 상기 변환된 디지털 오디오 신호를 전달받아 아날로그 오디오 신호로 변환하는 D/A 컨버터, 및 상기 변환된 아날로그 오디오 신호 또는 디지털 오디오 신호를 외부의 하나 이상의 오디오 출력 장치로 출력하는 오디오 출력부를 포함하는 하나 이상의 음악 중계 장치;를 포함하고,
    상기 음악 반주 장치는 상기 하나 이상의 음악 중계 장치와 이더넷 통신 인터페이스를 이용하여 상호 연결되고,
    상기 제1 제어부 및 상기 제2 제어부는 주기적인 타이밍 신호(timing information)의 교환을 통해 상기 음악 반주 장치에서 송신된 상기 이더넷 신호가 상기 하나 이상의 음악 중계 장치에서 동일 시간에 수신되도록 클럭 동기화(clock synchronization)를 수행하는 클럭 동기화부를 포함하는,
    음악 반주 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 제어부 및 상기 제2 제어부는 상기 음악 반주 장치와 상기 하나 이상의 음악 중계 장치 간에 상기 이더넷 신호를 전송하기 위한 전송 경로를 설정하는 스트림 예약 제어부를 포함하고,
    상기 스트림 예약 제어부는 상기 설정된 전송 경로로 전송되는 이더넷 신호의 스트림 트래픽(stream traffic)에 대한 전송 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해 요구되는 네트워크 리소스를 예약하는,
    음악 반주 시스템
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 제어부 및 상기 제2 제어부는 상기 음악 반주 장치로부터 상기 음악 중계 장치로 전송되는 이더넷 신호의 각 패킷들에 대하여 트래픽 클래스(traffic class)의 설정을 통해 규정된 지연시간 내의 전송을 보장하는 전송 제어부를 더 포함하는,
    음악 반주 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 클럭 동기화부는 상기 음악 반주 장치와 상기 하나 이상의 음악 중계 장치에 포함된 다수의 클럭 동기화부 중에서 마스터 장치로 선택된 클럭 동기화부의 클럭을 기준으로 클럭 동기화를 수행하는,
    음악 반주 시스템.
  5. 다수의 오디오 출력 장치들로 오디오 데이터를 제공하는 음악 반주 장치에 있어서,
    음성 신호 또는 연주 신호를 전기적 신호로 변환하는 마이크 또는 반주 음원을 제공하는 하나 이상의 음원 장치로부터 아날로그 오디오 신호 또는 디지털 오디오 신호를 입력받는 음원 입력부;
    상기 입력된 아날로그 오디오 신호를 전달받아 디지털 오디오 신호로 변환하는 A/D 컨버터;
    상기 하나 이상의 디지털 오디오 신호를 이더넷(ethernet) 신호로 변환하여 외부의 오디오 출력 장치로 전송하는 제어부; 및
    상기 이더넷 신호를 외부의 오디오 출력 장치로 전달하기 위하여 이더넷 통신을 지원하는 이더넷 통신 인터페이스;를 포함하고,
    상기 제어부는 이더넷 연결된 하나 이상의 음악 중계 장치와의 주기적인 타이밍 신호(timing information)의 교환을 통해 외부로 전송된 상기 이더넷 신호가 상기 하나 이상의 음악 중계 장치에서 동일 시간에 수신되도록 클럭 동기화를 수행하는 클럭 동기화부를 포함하는,
    음악 반주 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 음악 반주 장치 및 상기 하나 이상의 음악 중계 장치 간에 상기 이더넷 신호를 전송하기 위한 전송 경로를 설정하는 스트림 예약 제어부를 더 포함하고,
    상기 스트림 예약 제어부는 상기 설정된 전송 경로로 전송되는 이더넷 신호의 스트림 트래픽(stream traffic)에 대한 전송 QoS(Quality of Service)를 보장하기 위해 요구되는 네트워크 리소스를 예약하는,
    음악 반주 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 하나 이상의 음악 중계 장치로 전송되는 이더넷 신호의 각 패킷들에 대하여 트래픽 클래스(traffic class)의 설정을 통해 규정된 지연시간 내의 전송을 보장하는 전송 제어부를 더 포함하는,
    음악 반주 장치.
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