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1 - INTERFACE AUDIONUMÉRIQUE AES3

2 - STANDARD AES42

3 - SPÉCIFICATIONS ÉLECTRIQUES

4 - SYNCHRONISATION ET HORLOGES

5 - INSERTION AUDIO EN VIDÉO

6 - CONCLUSION ET REPÈRES

Article de référence | Réf : TE5420 v1

Interface audionumérique AES3
Interfaces audionumériques AES/EBU

Auteur(s) : Yves GRENIER

Date de publication : 10 août 2005

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RÉSUMÉ

Afin de faciliter la transmission de signaux audio entre équipements de studio, divers formats de transfert des flux numériques de données ont été préconisés par des organismes de normalisation et de standardisation. Mais ces normes sont nombreuses et enchevêtrées. Le standard dit AES/EBU correspond à une interface audionumérique à deux canaux, monodirectionnelle, qui définit une liaison entre un émetteur et un récepteur. Ce standard est régi par les normes AES3, une variante existe appelée AES-3id dédiée plus spécifiquement à la télédiffusion, ainsi qu’une autre sous la référence AES42 qui concerne le transport d’un signal audionumérique issu d’un microphone.

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Auteur(s)

  • Yves GRENIER : Ingénieur de l’École Centrale, docteur en sciences physiques - Professeur à l’École nationale supérieure des télécommunications (ENST), Paris - Département traitement du signal et des images

INTRODUCTION

Les signaux audio sous forme numérique, quand ils ne sont pas compressés, sont transmis sous forme de flux binaire continu (par opposition à une transmission par paquets) entre deux équipements. Afin de faciliter l’interconnexion des équipements, plusieurs organismes de normalisation et de standardisation ont préconisé divers formats de transfert des flux numériques de données audio. Parmi ces organismes de normalisation, on trouve les suivants : Audio Engineering Society (AES), European Broadcasting Union (EBU ou Union européenne de radio-télévision : UER), International Telecommunication Union (ITU ou Union internationale des télécommunications : UIT), Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE), International Electrotechnical Commission (IEC ou Commission électrotechnique internationale : CEI).

À ces organismes, il conviendrait d’ajouter des organismes nationaux (par exemple ANSI, DIN). Certaines normes existent sous plusieurs versions quasiment identiques lorsqu’elles ont été adoptées simultanément ou successivement par plusieurs de ces organismes.

En premier lieu, nous nous intéressons ici au standard dit AES/EBU qui correspond à une interface audionumérique à deux canaux. Cette interface est monodirectionnelle ; elle définit une liaison entre un émetteur et un récepteur. Nous présentons d’abord sa version symétrique (au sens électrique) utilisant une paire de conducteurs. Cette version correspond au standard AES3.

Une variante importante de ce standard porte le numéro AES-3id ; elle correspond au même type de liaison, mais sur câble coaxial, et donc non symétrique. Cette variante concerne essentiellement le contexte de la télédiffusion. Dans le même contexte, le signal audio est naturellement véhiculé conjointement au signal vidéo. Nous étudions les standards qui précisent l’insertion du signal audio AES/EBU dans un flux vidéo numérique. La norme a été éditée par l’UIT-R sous la référence BT.1305.

Un troisième type de liaison dérivé du modèle AES/EBU a été normalisé par l’AES sous la référence AES42 ; ce standard concerne le transport d’un signal audionumérique issu d’un microphone. Par rapport au standard AES3, le standard AES42 ajoute principalement la possibilité d’envoyer depuis le récepteur AES/EBU vers l’émetteur (c’est‐à‐dire vers le microphone) une alimentation électrique sous forme d’une tension continue fantôme. Elle ajoute également la possibilité d’envoyer depuis le récepteur (qui peut par exemple être une table de mixage) des commandes destinées à modifier le comportement du microphone (ou de toute autre source numérique).

Nous couvrons ainsi les techniques permettant de véhiculer le signal sonore seul, et celles permettant d’associer le signal audionumérique à la vidéo numérique. À l’inverse, nous excluons les techniques de télécommunications permettant de véhiculer ces signaux sur des réseaux. De même, nous ne traitons pas les différents formats de fichiers audio utilisés dans le stockage sur support informatique, ni dans des liaisons avec ordinateurs (par exemple USB, FireWire). Ce document se veut une introduction aux diverses normes, un panorama donc, mais pas un résumé de ces normes. L’ingénieur ayant à les implanter doit se reporter aux textes originaux des normes (voir ).

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-te5420


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1. Interface audionumérique AES3

Au début des années 1980, la numérisation est entrée de manière expérimentale dans les studios d’enregistrement. Une interface pour l’échange de signaux audionumériques entre équipements a émergé. Sous le nom SDIF-2 (Sound Description Interchange Format), cette interface proposée par Sony est reprise par quelques fabricants. Elle utilise trois câbles coaxiaux pour transmettre respectivement le canal gauche, le canal droit et une horloge de synchronisation (word clock, donc un cycle d’horloge par mot transmis). Cette interface reste insuffisante sur trois points : les utilisateurs souhaitaient un câble unique pour cette transmission ; la portée est limitée à quelques mètres, alors que les utilisateurs souhaitaient au moins une centaine de mètres ; et enfin, aucune donnée numérique ou description n’est associée au signal.

En réponse à ces limitations, l’AES a préparé le standard AES3 dont la première version date de 1985 (le premier brouillon publié l’a été l’année précédente). La version actuelle a été révisée en 1992, 1997 et dernièrement en 2003. Entre 1997 et 1999, quatre amendements ont été adoptés. Selon le titre de ce standard, il s’agit d’un format de transmission série pour des données audionumériques sur deux canaux, codées linéairement. Le format a donc pour objectif de permettre la connexion de deux équipements audionumériques. Le flux audio est principalement un flux PCM (pulse code modulation ), c’est‐à‐dire une succession d’échantillons numériques non compressés, acquis à une cadence d’échantillonnage fixe, et représentés sur un nombre fixe de bits. D’autres variantes existent dans le standard.

Le standard AES3 est aussi connu sous le nom d’AES/EBU car il a été publié conjointement par l’EBU sous le numéro Tech. 3250. Par ailleurs, il a été normalisé dans sa version de 1992 par l’UIT sous le numéro UIT-R BS.647-2.

Un des modes de transmission que prévoit ce standard est souvent désigné par SPDIF ou S/PDIF. Cet acronyme, qui signifie Sony/Philips Digital Interchange Format, est celui que l’on rencontre le plus souvent, car il est supposé désigner le standard de transmission audionumérique pour les équipements « grand public ». Mais curieusement, il n’existe à ma connaissance aucun document décrivant ce standard sous ce nom. Aujourd’hui,...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - WATKINSON (J.) -   The Art of Digital Audio.  -  Focal Press (1991).

  • (2) - BALLOU (G.M.) (éd.) -   Handbook of Sound Engineers : The New Audio Cyclopedia.  -  Butterworth-Heinemann (1998).

NORMES

  • AES Recommended practice for digital audio engineering – Serial transmission format for two-channel linearly represented digital audio data - AES3-2003 -

  • Specification of the digital audio interface (the AES/EBU interface) - EBU Tech. 3250-E - 2004

  • Interface audionumérique pour les studios de radiodiffusion - UIT-R BS.647-2 - 03-92

  • AES information document for digital audio engineering – Transmission of AES3 formatted data by unbalanced coaxial cable - AES-3id-2001 -

  • AES information document for digital audio engineering – Guidelines for the use of the AES3 interface - AES-2id-1996 (r2001) -

  • AES Recommended practice for digital audio engineering – Synchronization of digital audio equipment in studio operations - AES11-2003 -

  • Synchronization of digital audio signals in a television environment - EBU R83-1996 -

  • ...

ANNEXES

  1. 1 Organismes

    1 Organismes

    Audio Engineering Society (AES) http://www.aes.org

    American National Standard Institute (ANSI) http://www.ansi.org

    European Broadcasting Union (EBU)

    Union européenne de radio-télévision (UER) http://www.ebu.ch

    Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) http://www.smpte.org

    International Electrotechnical Commission (IEC)

    Commission électrotechnique internationale (CEI) http://www.iec.ch

    International Telecommunication Union (ITU)

    Union internationale des télécommunications (UIT) http://www.itu.int

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