• Caractéristiques et Limitations de DMX512
• Protocoles Ethernet – DMX sur Câble Réseau
• Que signifie sACN dans l'éclairage?
• Versions du Protocole Streaming ACN
• sACN Publié et sACN Ébauche
• Quelle est la différence entre Art-Net et sACN?
• Avantages de sACN
• Inconvénients de sACN
• Schéma de Connexion
• Exemples de Projets
• Échange de Données via le Protocole sACN
• Multidiffusion
• Problèmes Potentiels de Multidiffusion
• Unicast
• Streaming DMX
• sACN sur WiFi
• Quels sont les types de priorité?
• Priorité d'Univers
• Priorité par Adresse
• Caractéristiques de Compatibilité et Capacités Avancées de sACN

Caractéristiques et Limitations de DMX512

Initialement, DMX512 a été développé pour contrôler des racks de gradateurs AC connectés en série via une entrée DMX et par des canaux. Un système d'adressage complexe n'était pas envisagé.

Avec l'avancement de la technologie et l'apparition de luminaires LED avec des circuits de gradation intégrés, les entrées DMX et les canaux ont commencé à être intégrés directement dans les appareils eux-mêmes. Les appareils, comme les projecteurs mobiles, ont une fonctionnalité étendue : de la position précise et du contrôle de la luminosité à la sélection de gobos, le mélange de couleurs, le zoom et d'autres effets multi-composants. Chaque fonction occupe un canal DMX distinct. En conséquence, une seule tête mobile peut consommer plus d'une centaine de canaux pour un contrôle complet de ses capacités, et les 512 canaux standard sont épuisés avec seulement quelques appareils.

DMX512 a d'autres limitations :

• Pas plus de 32 unités de charge sont connectées à une seule ligne. 32 unités est la limite recommandée et elle peut être modifiée en utilisant des séparateurs/boosters;
• Fonctionne à une vitesse de seulement 250 kilobits par seconde;
• La longueur maximale du câble est de 300 mètres;
• La nature unidirectionnelle du protocole limite les capacités de contrôle, de diagnostic et de surveillance de l'état des appareils;
• Le signal DMX512 est sensible aux interférences électromagnétiques.

Tout cela rend DMX512 insuffisant pour contrôler une multitude de dispositifs d'éclairage modernes. Néanmoins, aujourd'hui ce protocole est utilisé pour contrôler presque tous les dispositifs et effets d'éclairage, y compris ceux apparus bien plus tard après sa création, bien que 40 ans se soient écoulés.

Protocoles Ethernet – DMX sur câble réseau

Ethernet est un groupe de technologies standardisées pour la transmission de données par paquets sur les réseaux locaux et métropolitains. Il utilise des connexions câblées et l'adressage MAC pour identifier les appareils, éliminant ainsi efficacement les limitations du DMX512

Ethernet dépasse de manière significative les capacités du DMX512 traditionnel dans l'éclairage scénique professionnel grâce à ses avantages clés :

• Ethernet transmet les données 40 à 400 fois plus rapidement que DMX512, et ses vitesses augmentent constamment, ce qui élimine les limites sur le nombre de canaux transmis sur le réseau, offrant ainsi une marge pour la mise à l'échelle
• Ethernet utilise des câbles peu coûteux et faciles à installer, ce qui simplifie l'installation et la certification de toute l'infrastructure de câblage d'éclairage
• Intégration facile – de nombreux établissements disposent déjà d'une infrastructure Ethernet existante
• Haute fiabilité – la topologie en étoile assure une résilience du système bien plus grande par rapport à la topologie en bus du DMX512. Une rupture de câble dans un réseau en étoile ne perturbe la communication qu'entre deux objets, alors que dans une topologie en bus, elle peut paralyser tout le segment
• Résistance aux interférences – l'utilisation du signal différentiel assure une haute résistance aux interférences
• Alimentation par câble (PoE) – la possibilité d'alimenter des nœuds de faible puissance directement par le câble selon la norme Power over Ethernet (PoE) simplifie l'installation

DMX sur Ethernet est transporté sur IP et possède tous les avantages susmentionnés. Ainsi, la transition vers Ethernet est motivée par le besoin d'un contrôle plus flexible, évolutif et résistant aux interférences de l'éclairage moderne

Que signifie sACN en éclairage?

Streaming ACN (sACN), ou ANSI E1.31, est un protocole d'éclairage qui transmet des données DMX sur des réseaux Ethernet UDP/IP.

sACN, développé par les membres de l'association américaine ESTA (Entertainment Services and Technology Association), fait partie de la vaste famille de protocoles ACN (Architecture for Control Networks), décrite pour la première fois dans la norme ANSI E1.17-2006.

ACN définit une architecture réseau modulaire qui inclut des protocoles réseau, un langage de description de dispositif (DDL) et des profils d'interaction. Conçu à l'origine pour fonctionner sur UDP/IP, ACN fonctionne dans les réseaux IP, Ethernet et Wi-Fi, ce qui garantit sa flexibilité et son évolutivité.

La norme E1.31 utilise le protocole User Datagram Protocol, UDP, pour diffuser des données de plusieurs sources vers plusieurs destinataires. L'absence d'accusés de réception signifie qu'il n'y a aucune garantie de livraison pour tous les paquets, ce qui est typique pour les protocoles de streaming en temps réel.

Versions du protocole Streaming ACN

La première version normalisée de sACN, ANSI E1.31-2009, a été approuvée par l'ANSI (American National Standards Institute) le 4 mai 2009. Elle a jeté les bases pour la transmission de DMX512 sur les réseaux Ethernet/IP en utilisant un sous-ensemble des protocoles ACN, définissant le format des données, le protocole, l'adressage, et les principes de gestion de réseau de base.

Une révision de la norme a eu lieu avec la publication de l'ANSI E1.31-2016, approuvée le 11 octobre 2016. Cette version a introduit des trames de synchronisation, permettant à plusieurs récepteurs de traiter les données DMX provenant d'un seul contrôleur simultanément, et des trames de découverte d'univers, simplifiant la configuration et la gestion des grands systèmes de réseau.

La dernière édition à ce jour, ANSI E1.31-2018, du 7 novembre 2018, détaille le mécanisme de transmission des paquets DMX512A sur les réseaux TCP/IP, couvrant le format, le protocole, l'adressage et la gestion du réseau. L'édition 2018 prend en charge IPv6 et IPv4, et décrit également une méthode de synchronisation pour assurer un traitement simultané précis des données par plusieurs récepteurs.

La version publiée de sACN se réfère aux normes ANSI E1.31 officiellement approuvées et publiées. Ce sont les versions publiées, telles que ANSI E1.31-2009, ANSI E1.31-2016, et ANSI E1.31-2018, qui se caractérisent par une compatibilité et une fonctionnalité maximales. Elles ont subi un cycle complet de développement, de révision et d'approbation.

Le brouillon de sACN se réfère aux versions préliminaires du protocole qui existaient avant l'approbation finale de l'ANSI. Ce sont des versions qui nécessitent un raffinement. En raison de la présence potentielle d'erreurs, de légères différences ou d'incohérences avec la norme finale, les versions de brouillon ne sont généralement pas utilisées dans les grands projets.

La prévalence des deux types de versions rend les problèmes de compatibilité entre la version publiée de sACN et le brouillon de sACN pertinents. Les convertisseurs des familles ArtGate, GigaJet, PowerGate, DALIGate, et les pilotes LED PixelGate de Sundrax soutiennent absolument les versions publiées et brouillon de sACN, offrant une flexibilité lors du travail avec divers équipements.

Quelle est la différence entre Art-Net et sACN?

Dans l'environnement Ethernet, deux protocoles se disputent la transmission des données DMX512 : Art-Net et sACN. Les deux utilisent des paquets UDP pour transporter les données DMX sur les réseaux Ethernet.

Art-Net est devenu la norme de facto omniprésente. Il prend initialement en charge le protocole Remote Device Management (RDM), qui permet des retours d'informations des appareils. Cependant, précisément à cause de l'envoi de commandes et de requêtes RDM, Art-Net utilisait principalement la transmission en diffusion jusqu'à récemment, ce qui peut entraîner une surcharge du réseau et une perte de paquets. La version Art-Net IV, publiée en 2016, prend en charge la transmission en unicast des données RDM.

RDM, comme sACN, a été développé par ESTA et standardisé en tant qu'ANSI E1.20.

sACN dépasse Art-Net en termes d'évolutivité, prenant en charge jusqu'à 65 535 univers DMX contre 32 768 univers dans Art-Net IV, tandis que les versions antérieures d'Art-Net étaient limitées à moins (par exemple, 256 dans Art-Net II).

Alex Chomsky
Directeur Technique chez Sundrax Electronics

« Pour éviter de rendre l'article infiniment long, les sujets du protocole Art-Net et du protocole RDM sont abordés plus en détail dans ces articles, que je recommande de lire : »

• Protocole ArtNet expliqué
• Qu'est-ce que le protocole RDM pour l'éclairage ?

Avantages de sACN

sACN est idéal pour les systèmes d'éclairage scénique et architectural modernes, en particulier pour les grandes installations où la précision de la synchronisation et la gestion d'un grand nombre de dispositifs sont des facteurs critiques, car ce protocole :

• Supporte un nombre immense d'univers (65 535).
• Dispose d'un système de priorité intégré qui permet à plusieurs sources de données DMX de contrôler un seul univers, en sélectionnant automatiquement les données avec la priorité la plus élevée. Cela réduit la probabilité d'erreurs dans les spectacles, car le protocole est conçu en tenant compte de la redondance.
• Offre une grande résilience, car la transmission en multidiffusion ne surcharge pas le réseau autant que la diffusion.
• Synchronise les univers DMX512, assurant un traitement simultané des données par plusieurs récepteurs sous le contrôle d'un seul contrôleur.

Bien que pour les petites installations la différence entre Art-Net et sACN ne soit pas évidente, l'absence de limitations des anciennes versions d'Art-Net (par exemple, 4 ports entrants et 4 ports sortants par adresse IP) en fait le choix privilégié pour les installations à grande échelle avec beaucoup d'équipements et dans les installations permanentes telles que les parcs à thèmes.

Inconvénients du sACN

sACN E1.31 a ses nuances. Il n'inclut pas de prise en charge directe pour RDM. Pour transmettre des données RDM sur sACN, un protocole distinct doit être utilisé.

Travailler efficacement avec un réseau sACN nécessite un niveau de connaissance technique plus élevé (complexité des diagnostics, gestion du trafic), ce qui peut être un obstacle pour les petites installations ou les utilisateurs sans expérience réseau approfondie.

sACN n'est pas aussi largement utilisé qu'Art-Net.

Schéma de Connexion

Pour plus de clarté, ci-dessous un schéma de connexion typique utilisant sACN :

Contrôleur (par exemple, grandMA2) (IP : 192.168.1.10) → GigaJet20 Pro (IP : 192.168.1.1, 3 ports Ethernet, 1 SFP) → Appareils d'éclairage.

GigaJet20 Pro distribue des données via 20 ports DMX vers des appareils, par exemple, Appareil 1 (IP : 192.168.1.11, Univers 1) et Appareil 2 (IP : 192.168.1.12, Univers 2).

Le multicast est utilisé pour optimiser le trafic.

Exemples de Projets

🎭 Production Théâtrale : Dans un théâtre avec plus de 100 appareils d'éclairage, sACN avec GigaJet20 Pro a fourni le contrôle à travers un seul contrôleur. La communication par fibre optique a minimisé la perte de données.

🎶 Nightclub : Lors d'un concert, GigaJet20 Pro a synchronisé 50 projecteurs mobiles, garantissant une exécution précise des effets lumineux.

Tableau Comparatif

Échange de données via le protocole sACN

Le sACN prend en charge la transmission multicast et unicast. GigaJet20 Pro optimise le multicast grâce à son switch gigabit intégré et au support de l'IGMP snooping, ce qui réduit la charge du réseau. L'appareil offre également une sauvegarde des données, augmentant la fiabilité.

Multidiffusion

La multidiffusion dans sACN est une méthode de livraison de données où les appareils s'abonnent à des groupes de distribution spécifiques, et le réseau leur dirige le flux de paquets correspondant. Cela est idéal pour le contrôle d'éclairage, permettant qu'un ensemble de données atteigne plusieurs appareils d'éclairage. Des protocoles comme IGMP (pour IPv4) et MLD (pour IPv6) sont utilisés pour organiser ces groupes.

Contrairement à la transmission en diffusion générale d'Art-Net, où le contrôleur envoie un paquet complet à chaque appareil sur le réseau (obligeant chacun à décoder l'ensemble du paquet), la multidiffusion sACN fonctionne de manière plus propre. Le contrôleur envoie des commandes dans des paquets sACN divisés par univers DMX. Les appareils sur le réseau « écoutent » uniquement les univers auxquels ils sont abonnés. Cela réduit l'utilisation de la bande passante et optimise la gestion du réseau Ethernet.

La multidiffusion sACN simplifie la configuration pour l'expéditeur, éliminant la nécessité de spécifier manuellement les adresses IP des destinataires : les données d'univers DMX sont envoyées aux adresses IP de multidiffusion. Les nœuds reçoivent les données de manière transparente, même si leur adresse IP change, car la réception dépend de l'abonnement au groupe de multidiffusion.

Problèmes Potentiels de Multicast

Lors de l'utilisation de sACN multicast dans un réseau non géré (où il n'y a pas de support pour le snooping IGMP), les commutateurs enverront des paquets à tous les ports. Cela entraîne un trafic excessif sur chaque appareil, les obligeant à dépenser des ressources informatiques pour filtrer les données inutiles. Ce n'est pas un problème avec le multicast lui-même, mais une conséquence de son utilisation dans un environnement réseau inadapté.

Le concept de « plug & play » pour le sACN multicast est limité. Pour un fonctionnement efficace et stable dans les réseaux de toute taille, une configuration correcte du snooping IGMP sur les commutateurs de réseau est nécessaire.

Unicast

Dans la transmission unicast, le contrôleur et les récepteurs doivent être dans la même plage d'adresses IP et fonctionner en mode IP statique. Les dispositifs récepteurs dans un réseau unicast n'écouteront que le trafic qui leur est directement adressé

Il existe des appareils qui ne prennent pas en charge le multicast et nécessitent une transmission unicast, ne fonctionnant qu'avec les données qui leur sont exclusivement envoyées

La norme sACN permet la transmission de données en unicast, en tenant compte du fait que dans les premières étapes de son implémentation, il y avait un équipement répandu qui fonctionnait incorrectement avec le multicast. Selon la norme ANSI E1.31, les récepteurs doivent traiter à la fois le trafic multicast et unicast, garantissant une flexibilité et une compatibilité maximales

Lors de la mise à l'échelle, l'unicast devient inefficace, mais il peut aider à réduire la congestion du réseau dans des environnements sans support multicast approprié

Streaming DMX

Les données DMX pour chaque univers sont envoyées en continu, même en l'absence de changements dans les valeurs des canaux. Cela signifie qu'un message manqué sera répété dans les 50 millisecondes. Contrairement aux protocoles non-streaming, le sACN confirme constamment l'état actuel des appareils, les empêchant de se "figer".

La fréquence de mise à jour pour un univers sACN ne dépasse pas 44 fois par seconde (le maximum pour DMX est de 44 Hz, utilisé pour correspondre au protocole DMX512, mais théoriquement le sACN est capable de plus dans des conditions appropriées). Bien qu'il n'y ait pas de temps de mise à jour minimum, l'appareil récepteur détermine lui-même l'inactivité de la source (par exemple, s'il n'y a pas de données pendant une minute) et peut décider des actions ultérieures avec la lumière (extinction, réglage à un certain niveau, et d'autres scénarios programmés).

Alex Chomsky
Directeur Technique chez Sundrax Electronics

“En outre, vous pouvez lire sur la transmission du DMX 512 très loin via un câble optique dans cet article” DMX sur Fibre

sACN sur WiFi

sACN fonctionne dans tout réseau IP, y compris le Wi-Fi. Cependant, l'Ethernet dépasse la technologie sans fil en termes de fiabilité et de résistance aux interférences. L'option idéale est un réseau local dédié pour sACN.

Dans les réseaux Wi-Fi, le choix entre le multicast et l'unicast pour la transmission du trafic sACN dépend des caractéristiques du réseau, du nombre de récepteurs et des exigences de performance.

• Le multicast convient à un grand nombre de récepteurs avec IGMP snooping et QoS, malgré les pertes de paquets possibles.

• L'unicast est meilleur pour un petit nombre de dispositifs mais ne s'étend pas aux grandes installations.

Pour le contrôle d'éclairage en temps réel, il est important de considérer les délais et la sécurité (surtout en Wi-Fi), ainsi que de minimiser les pertes de paquets pour assurer un fonctionnement fluide et précis du système.

Alex Chomsky
Directeur Technique chez Sundrax Electronics

“En savoir plus sur comment transmettre la lumière sans fil ici” Art-Net fonctionne-t-il sur WiFi?

Quels sont les types de priorité ?

Dans le protocole sACN (ANSI E1.31), un système complexe de priorités est mis en œuvre, permettant une gestion efficace des sources de données. Il existe deux principales approches de priorisation : par port (Priorité de l'Univers) et par adresse/canal (Priorité par Adresse).

Il s'agit d'un ensemble de règles selon lesquelles les récepteurs sACN fusionnent les données de sources concurrentes en fonction de ces priorités. Cela permet à plusieurs contrôleurs de travailler avec les mêmes appareils.

Dans l'industrie de l'éclairage professionnel, une telle fonctionnalité est très recherchée lorsque plusieurs consoles sont impliquées, et il est important que l'installation fonctionne de manière synchrone.

Priorité de l'Univers

Chaque paquet sACN (avec code de démarrage 0x00), transmettant des niveaux pour les 512 adresses d'un univers DMX, contient une priorité commune allant de 0 (la plus basse) à 200 (la plus haute), avec une valeur par défaut de 100. Toutes les adresses de l'univers ont la même priorité. Différents univers de la même source peuvent avoir des priorités différentes.

Les récepteurs de trafic sACN ne sont pas tenus de prendre en charge plusieurs sources, mais les distinguent généralement par identifiant de composant (CID). Si plusieurs sources transmettent des données pour un univers avec des priorités différentes, le récepteur utilisera toujours les niveaux des 512 adresses de la source ayant la priorité la plus élevée. Cela se produit même si les niveaux des canaux individuels de la source avec une priorité plus élevée sont inférieurs à ceux d'une source avec une priorité plus basse.

Dans les cas où plusieurs sources ont la même priorité, les récepteurs peuvent utiliser le mécanisme « Highest Takes Precedence » (HTP) pour fusionner les niveaux des adresses individuelles. Le nombre de sources parallèles prises en charge par le récepteur peut être limité. Si le nombre de sources dépasse la limite, les nouvelles sources, même avec une priorité élevée, seront ignorées.

Priorité Par Adresse

La Priorité Par Adresse permet d’attribuer des priorités individuelles à chaque adresse DMX distincte dans un univers. Ces priorités sont transmises avec les paquets de niveaux (0x00), mais dans un paquet séparé avec un code de départ alternatif 0xdd, contenant des données de priorité pour les 512 adresses. Dans ce système, une priorité de 0 signifie “ignorer les données de niveau pour cette adresse”.

Si plusieurs sources transmettent des niveaux pour une adresse avec la même priorité par adresse, les règles de fusion HTP s'appliquent, mais uniquement pour cette adresse spécifique

Fonctionnalités de Compatibilité et Capacités Avancées du sACN

La norme ANSI E1.31 sACN n'oblige pas les appareils à prendre en charge ou à comprendre la Priorité Par-Adresse. La plupart des appareils fonctionnent uniquement avec la Priorité de l'Univers, bien que certains prennent en charge la Priorité Par-Adresse, utilisant par défaut la Priorité de l'Univers, tandis que d'autres définissent et appliquent la priorité par adresse.

Lorsque des appareils avec différents supports de priorité interagissent :

Si une source envoie des données avec Priorité Par-Adresse, et que le récepteur ne prend en charge que la Priorité de l'Univers, ce dernier ignore le paquet 0xdd (avec priorités par adresse) et utilise exclusivement la Priorité de l'Univers du paquet 0x00. Si la source est configurée pour la Priorité de l'Univers, et le récepteur pour la Priorité Par-Adresse, le système fonctionne comme si les deux appareils opéraient en mode Priorité de l'Univers. Dans ce cas, le récepteur n'a pas besoin de traiter le paquet 0xdd.

Suppression des Limitations avec les Convertisseurs Sundrax

Les convertisseurs Sundrax, tels que l'ArtGate Pro, étendent considérablement les capacités de travailler avec des flux DMX, offrant une fusion intelligente. Deux consoles DMX peuvent être connectées à un seul appareil, et des règles pour combiner leurs signaux peuvent être configurées en choisissant les modes de fusion : HTP (La Plus Haute Prend le Pas), LTP (La Plus Récente Prend le Pas), AUTO, et PRIORITÉ.

Les convertisseurs prennent également en charge le RDM (Gestion à Distance des Appareils), ce qui permet la configuration à distance des appareils d'éclairage. Si nécessaire, ils filtrent le protocole RDM, réduisant la charge du réseau et augmentant la compatibilité avec les appareils qui ne prennent pas en charge le RDM. Les convertisseurs sont compatibles avec tous les protocoles industriels.

Capacités techniques supplémentaires :

• Sauvegarde primaire/secondaire de l'univers ;
• Fusion contrôlée par canal ou univers dédié ;
• Adresses IP fixes et accès facile à la configuration ;
• Refroidissement sans ventilateur, empêchant les particules d'entrer dans le boîtier ;
• Maintien de l'opérabilité à des tensions allant jusqu'à 305 V.

L'ArtGate Pro est logé dans un boîtier métallique durable ne pesant que 1,2 kg. La connexion se fait via un fiable connecteur PowerCON qui prend en charge le chaînage en guirlande. Cette solution garantit durabilité et simplicité d'installation, permettant de configurer le convertisseur et de le mettre immédiatement au travail sans se soucier de sa fiabilité en utilisation intensive.

Sources

• ESTA – Normes Publiées
• Wiki Open Lighting – DMX512-A
• Exemples DMX par Tom Igoe
• Art-Net vs sACN – Springtree
• MA Lighting
• Vixen Lights – Concept sACN
• Chipkin – Article sACN
• AusChristmasLighting – Discussion E1.31
• DMX vs sACN vs Art-Net – Limelight Wired
• Learn Stage Lighting – Art-Net & sACN