オープン コントロール アーキテクチャ

Open_Control_Architecture
Open Control Architecture (OCA) は、ネットワーク化されたオーディオおよびビデオ デバイスの制御、監視、および接続管理のための通信プロトコル アーキテクチャです。このようなネットワークは「メディア ネットワーク」と呼ばれます。
OCA の公式仕様は、 AES70-2015または単にAES70として知られる Audio Engineering Society (AES) 標準です。
AES70 は、ライセンス、料金、組織のメンバーシップなしで自由に使用できるオープン スタンダードです。
コンテンツ
1 適用性
2 バックグラウンド
3 構造概要
3.1 範囲 3.2 デバイスモデル 3.3 クラス構造
4 プロトコル
5 コントロールレパートリー
6 注目すべき機能
6.1 接続管理 6.2 コントロールのグループ化 6.3 スナップショットとプリセットの管理 6.4 リコンフィギャラブル DSP デバイスのセットアップ 6.5 独自の拡張性 6.6 上位/下位互換性 6.7 安全 6.8 信頼できるファームウェア更新機能
7 可用性
7.1 AES70 ドキュメント
7.1.1 付録
8 OCA アライアンス
9 利用可能な開発ツール / コード
10 参考文献
11 外部リンク

適用性
AES70 は、さまざまなメーカーのデバイスを組み合わせたメディア ネットワークをサポートすることを目的としています。AES70 は、プロフェッショナル アプリケーションを対象としており、ミッション クリティカルな役割や生命の安全を担うネットワークを含む、2 ～ 10，000 台のデバイスのメディア ネットワークに適しています。
AES70 は、デバイス制御、監視、および接続管理専用です。メディア プログラム マテリアルの転送は提供しません。ただし、AES70 は、アプリケーションのほぼすべてのメディア トランスポート スキームで動作するように設計されています。
AES70のパーツは分離可能で、独立して使用できます。たとえば、デバイスは AES70 接続管理を実装している場合がありますが、操作の制御と監視には他の手段を使用します。
AES70 は、複数の制御プロトコルの定義の基礎を提供するため、「アーキテクチャ」と呼ばれます。これらのプロトコルはすべて共通のプログラミング モデルを共有していますが、基礎となるデータ トランスポート メカニズムの形式に応じて、シグナリングの詳細が異なります。AES70 アプリケーションは、使用可能な通信方法に適した AES70 プロトコルを使用します。

バックグラウンド
AES70 のアーキテクチャである OCA は、2011 年に開始された 業界団体 OCA Alliance によって開発されました。OCA は、2009年と 2010 年に Bosch Communications Systems によって作成された OCP という名前の既存の制御プロトコルに基づいていました。OCPは次に、1990 年代初頭に AES によって開発されたAES-24 という名前の胚制御プロトコル標準に基づいています。
当初から、OCA をオープンなパブリック スタンダードにすることが関係者全員の意図でした。アライアンスは 2014 年の秋に OCA の開発を完了し、仕様を AES に転送して正式な標準にしました。正式な標準である AES70 は、2016 年 1 月 4 日に公開されました。
現在、OCA アライアンスは、AES70 の機能を開発および強化し、プロフェッショナル メディア システム業界全体で AES70 の採用を促進するために取り組んでいます。アライアンスは、AES70 の理解と採用を促進し、AES70 の実装と関連ツールおよび技術の作成を促進し、AES70 標準の将来の機能拡張を開発します。
構造概要編集

範囲
AES70 は、メディア デバイスが接続先のネットワークに提示する制御インターフェイスを定義します。したがって、AES70 は、体系的な方法でのデバイス機能の表現と、明確に定義されたプロトコル ファミリーを介したこれらの機能の制御と監視に関係しています。
メディア ネットワークには、通常、「コントローラ」と呼ばれる 1 つまたは複数のデバイスが含まれており、ネットワーク化されたデバイスのオーディオおよび/またはビデオ機能を人間が制御および監視できるようにするユーザー インターフェイスを備えています。AES70 準拠のネットワークでは、コントローラーは AES70 プロトコルを使用して、制御するデバイスと通信します。
AES70 は、コントローラーとデバイス間で使用される制御プロトコルを定義します。その範囲は、コントローラーまたはそのユーザー インターフェイスの設計または構築をカバーするものではありません。
AES70 は、専門的なアプリケーションで使用することを目的としています。このようなアプリケーションの技術要件については、別の場所で詳しく説明されています。 OCA の適用範囲は、家庭、自動車、およびその他の消費者分野でのアプリケーションを除外します。

デバイスモデル
AES70 デバイス モデルは、AES70 準拠のデバイスがネットワークに提示する制御インターフェイスの正規の記述です。AES70 デバイス モデルはオブジェクト指向です。これは、デバイスの制御インターフェースが実装する必須およびオプションのオブジェクト (「OCA オブジェクト」) のセットを定義します。コントローラーは、AES70 プロトコルを使用して、これらのオブジェクトのプロパティにアクセスし、制御、監視、および接続管理操作を実行できます。
OCA オブジェクトは、デバイスの制御ポイントと監視ポイント、およびメディア接続を表す抽象化です。これらは、デバイス内の実際のプログラミング オブジェクトまたはハードウェア コンポーネントに対応している場合と、対応していない場合がデバイスが AES70 プロトコルを正しく実装している場合、そのデバイスは AES70 に準拠しています。AES70 は、それがどのように達成されるか、または達成されるべきかを定義し
一般的に言えば、AES70 デバイス モデルは、他の制御アーキテクチャのデバイス モデルとは異なる傾向が いくつかの方法で:
AES70 は、階層的なデバイス構造を想定し
AES70 は、特定の処理構成、信号処理モジュール、デバイス タイプ、またはデバイス ファミリを事前に定義し
AES70 は、コントローラーのユーザー インターフェイスまたはユーザー インターフェイス要素を定義しません。
AES70 は、動的に再構成可能なデバイスを強力にサポートしています。
AES70 は、接続管理のための強力でトランスポートに依存しないモデルを提供します。
AES70 の管理およびハウスキーピング機能のレパートリーは比較的豊富です。

クラス構造
AES70 クラス構造は、デバイスが OCA オブジェクトをインスタンス化するために使用できる一連のクラス (「OCA クラス」) を定義します。クラスには次の 3 種類が
ワーカーは、デバイスのアプリケーション機能 (ゲイン コントロール、レベル メーター、スイッチ、イコライザーなど) を表します。
さまざまな方法で制御機能を変更および支援するエージェント。
Managers。さまざまなグローバル デバイスの状態を表します。
OCA クラスは、次の 3 つの機能セットに大まかにグループ化できます。
基本的なデバイス管理とハウスキーピング機能を提供する管理クラス。
デバイスの操作に関係するクラスを制御および監視します。
メディア ストリーム接続のセットアップ、監視、破棄、およびネットワーク デバイスの位置と識別のためのディレクトリ (別名「検出」) サービスに関係する接続管理クラス。

プロトコル
前述のように、AES70 アーキテクチャは、使用するネットワーク メディアの性質に応じて、複数のプロトコルをサポートします。現在、AES70 は、OCP.1 という名前の 1 つのプロトコルを定義しています。OCP.1 は、 TCP / IPネットワーク用の AES70 プロトコルです。将来の計画には、 USBネットワーク、Bluetooth 接続、およびポイントツーポイント リンク用のバイト シリアル バージョンである OCP.2 と、JSONのテキスト バージョンである OCP.3 が含まれます。
各 AES70 プロトコルは、次の 3 種類のメッセージを定義します。
コマンド- コントローラーからデバイス内のオブジェクトへのディレクティブ。何らかのアクションを要求したり、パラメーター値を取得したりします。
応答- オブジェクトからコントローラーへの応答。前のコマンドの成功または失敗を示し、要求された場合はパラメーター値を返します。
通知- デバイス内のオブジェクトからコントローラへのメッセージを自動的に生成し、何らかの状態の発生を示したり、信号振幅などのパラメータ値を定期的に報告したりします。

コントロールレパートリー
AES70 コントロール レパートリーは、オーディオ デバイスのコントロール、モニタリング、および接続管理をカバーしています。将来のバージョンでは、オーディオ コントロールのレパートリーが拡大され、ビデオ デバイスにも対応する可能性が
AES70 には、メーカーが OCA クラス構造を拡張して、標準レパートリーにない機能に対応できるようにする機能が含まれています。このような拡張機能は、メーカーの選択により、公開または機密にすることができます。
表 1 は、AES70-2015 コントロール レパートリーをまとめたものです。
表 1. AES70-2015 コントロール レパートリー
メディア接続管理 信号処理- 接続制御- ゲインコントロール- ディレクトリ/ディスカバリ機能- ミュート
追加機能 – スイッチ (n ポジション)- コントロールのグループ化 (~VCA グループ)- 遅延- クロスフェード- イコライザー- スナップショットとプリセットの管理- フィルター (IIR & FIR)- 再構成可能な DSP デバイスのセットアップ- リミッターとコンプレッサー- 信頼できるファームウェア更新- エキスパンダーとゲート
シグナルモニタリング – レベラー- レベルセンサー (メートル)- マトリックス- 周波数センサー- 信号発生器- 時間間隔センサー- 任意の数値パラメータ- 温度センサー- 任意の文字列パラメータ- 任意の数値パラメータ+ 必要に応じて独自の拡張機能
注目すべき機能編集

接続管理
AES70 自体はメディア トランスポート機能を提供しませんが、最新のメディア トランスポート標準とインターフェイスして、信号ルーティングやその他の接続セットアップ機能を制御し、ネットワーク ディレクトリ/ディスカバリー サービスとインターフェイスするように設計されています。この機能において、AES70 はアプリケーションに有用なレベルの抽象化を提供し、コントローラーとデバイスが 1 つの共通ソフトウェア モデルを使用して、さまざまなトランスポート アーキテクチャのストリーム接続を管理できるようにします。
OCA アライアンスは、AES70 をさまざまなよく知られたメディア トランスポート アーキテクチャと接続するための推奨される方法を定義しています。特定のメディア トランスポート スキームと AES70 を接続するための仕様は、AES70 Adaptationと呼ばれます。

コントロールのグループ化
AES70 には、コントロールのグループ化の問題に対するアーキテクチャ上の解決策が含まれています。つまり、単一のコントロール入力を使用して複数の操作パラメーターを実行するというものです。コントロールのグループ化の例として、1 つまたは複数のデバイスの複数のデバイス チャネルをカバーするマスター ゲイン コントロールが
コントロールのグループ化は、特に特定の動作パラメータが複数のコントロール グループの影響を受ける可能性があるシステムでは、難しい問題を引き起こします。たとえば、ステレオのマルチウェイ サウンド システムでは、左チャンネルの高周波アンプのゲインは、(a) 全体的な高周波レベル、(b) 左チャンネルのレベル、および (c) のマスター コントロールの設定によって影響を受ける場合が ) システム全体の全体的なレベル。このようなシステムでは、パラメーター値の範囲外または範囲外につながる累積的な設定の影響を管理するために、マシン インテリジェンスが必要です。AES70 グループ化メカニズムは、1 つまたは複数のデバイスに対して、このような管理の基礎を提供します。

スナップショットとプリセットの管理
AES70 には、操作パラメーター値のセットを適用、保存、呼び出し、アップロード、およびダウンロードするための強力で一般的なメカニズムが含まれています。部分スナップショットと完全スナップショットの両方がサポートされています。

リコンフィギャラブル DSP デバイスのセットアップ
AES70 には、再構成可能な DSP デバイス、つまり外部コントローラによって実行時に信号処理トポロジを定義および再定義できるソフトウェアベースのデバイスの構成を管理するための完全なサポートが含まれています。このようなデバイスの場合、AES70 は、信号処理要素とそれらを接続する内部信号パスの作成、構成、および削除をサポートします。

独自の拡張性
AES70 は、最大限の互換性を備えた独自の拡張機能をサポートするように設計されています。メーカーは、制御レパートリーに独自の拡張機能を定義することができ、これらは標準要素と平和的に共存します。

上位/下位互換性
AES70 デバイスとコントローラーは、AES70 が長年にわたって進化するにつれて、引き続き相互運用されます。さまざまなバージョンの OCA を使用するデバイスは、通常、1 つのメディア ネットワーク内で問題なく混在できます。

安全
AES70 プロトコルは、安全な制御および監視ネットワークの構築を可能にする暗号化および認証オプションを提供します。完全に安全なメディア ネットワークでは、送信されるプログラム コンテンツも暗号化する必要がこのような暗号化のメカニズムは、OCAAES70 の範囲外にありますが、AES70 を使用して構成および制御できます。

信頼できるファームウェア更新機能
AES70 は、ネットワークを介したデバイス ファームウェアの信頼性の高い更新を可能にするプリミティブを定義します。これらのプリミティブは、不完全なファームウェア更新によって重要なデバイスやネットワークが動作不能にならないようにするために、メンテナンス ソフトウェアによって使用される場合が

可用性
AES70 はオープンでライセンスフリーの標準です。メーカーの選択により自由に製品に使用することができます。AES70 は OCA アライアンスによって育成および推進されていますが、 AES70 を使用するためにアライアンスへのメンバーシップは必要ありません。

AES70 ドキュメント
AES70 ドキュメントは、Audio Engineering Society (AES) Standards Store から入手できます。この規格は、次の 3 つの部分と 2 つの重要な付録で構成されています。
1. AES70 フレームワーク
OCF とも呼ばれるこの仕様は、AES70 の全体的なアーキテクチャとそのメカニズムについて説明しています。OCFは、AES-1-2015: AES standard for Audio applications of network – Open Control Architecture – Part 1: Framework という名前のドキュメントで公開されています。
2. AES70 クラス構造
OCC とも呼ばれるこの仕様は、AES70 の機能レパートリー (接続管理、制御、および監視) を定義するオブジェクト指向のクラス構造について説明しています。OCC は、AES70-2-2015 という名前のドキュメントで公開されています: ネットワークのオーディオ アプリケーションの AES 標準 – オープン コントロール アーキテクチャ – パート 2: クラス構造
読者にとって、このドキュメントの付録 A を 2 つの形式のいずれかでダウンロードすることも重要です (説明については、以下を参照してください)。
AES70-2-2015 付録 A (エンタープライズ アーキテクト形式)
また
AES70-2-2015 付録 A (XMI フォーマット)
3. AES70 プロトコル
OCP.1、OCP.2 などとも呼ばれるこれらの仕様は、さまざまなタイプのネットワーク上で OCA 制御を実装するプロトコルを記述しています。
AES70-2015 では、1 つのプロトコル (OCP.1) のみが定義されています。これは TCP/IP ネットワーク用です。標準に対する将来の更新では、追加のプロトコルが定義されます。OCP.1 は、AES70-3-2015 という名前のドキュメントで公開されています: ネットワークのオーディオ アプリケーションの AES 標準 – オープン コントロール アーキテクチャ – パート 3: TCP/IP ネットワークのプロトコル
また、読者は、このドキュメントの付録 B を 2 つの形式のいずれかでダウンロードする必要があります (説明については、以下を参照してください)。
AES70-3-2015 付録 B (エンタープライズ アーキテクト形式)
また
AES70-23-2015 付録 B (XMI フォーマット)

付録
上記の 2 つの付録は、ユニバーサル モデリング言語 (UML) の仕様です。
UML ファイルには、次の 2 つの形式が
*.eap ファイルは、Sparx Systems の Enterprise Architect という名前の UML ツールのマスター ファイルです。このツールの通常版の価格は 240 米ドルですが、Sparx Systems は無料のビューアーを提供しています。
*.xmi ファイルは、UML 情報を表現するための標準形式である XMI 2.1 のマスター ファイルです。XMI は「XML メタデータ交換」の略です。XMI ファイルは、無料のものを含むほとんどの UML エディターで開くことができます。詳細については、XML メタデータ交換を参照して

OCA アライアンス
OCA アライアンスは、もともと OCA の標準化を確保するために設立された非営利団体です。2016 年の AES70 標準の発行により、アライアンスの目的は進化し、現在は次のようになっています。
マーケティング、教育、トレーニングを通じて AES70 の採用を促進します。
AES70準拠製品の開発者とAES70システムのエンドユーザーに役立つアドバイスと資料を提供することにより、AES70標準を補完するドキュメントとツールを開発します。
他の標準化グループと協力して、AES70 と他の業界のメディア ネットワーキング標準、特にメディア プログラムの転送に関連する標準との最適なブレンドを保証します。
AES70 標準に対する推奨される拡張機能の開発。
アライアンス メンバーは、AES70 の進化を推進し、業界団体が提供できる技術およびビジネス情報の交換から利益を得たいと考えている大小の企業です。新しいメンバーはいつでも大歓迎です。

利用可能な開発ツール / コード
AES70 互換製品の開発を開始するのに役立つ、多数の開発ツール/オープン ソース コードが利用可能です。
C++ でのデバイス実装の例は、https://github.com/OCAAlliance/OCAMicroからダウンロードできます。
AES70 Explorer – https://aes70explorer.com/からダウンロードした AES70 デバイス開発用の無料開発ユーティリティ
無料のツールはhttps://ocaalliance.github.io/downloads.htmlからダウンロードできます
JavaScript コントローラー ライブラリは、https://github.com/DeutscheSoft/AES70.jsからダウンロードできます。
AES70.js を含む npm パッケージは、https://www.npmjs.com/package/aes70で入手できます。

参考文献
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^ Jeffrey Berryman、「プロフェッショナル メディア ネットワークの技術的基準」、Proceedings of AES 44th Conference on Networking、サンディエゴ、2011 年。
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^ オープン コントロール アーキテクチャ アライアンス、 http://ocaalliance.com/

外部リンク
http://ocaalliance.com/、OCA アライアンスの Web サイト。
http://www.aes.org/standards、Audio Engineering Society の標準ページ。AES 規格への参加は誰でもできます。AES メンバーシップは必要ありません。
https://github.com/OCAAlliance/OCAMicro、AES70 プロトコルのデバイス実装。OCAアライアンスメンバーによるサポート。