上图中的第一层物理层完全是针对网络硬件设备提出的，层数越高越向软件方面发展，到第七层已经完全是高级应用软件了，例如我们熟悉的Windows Office软件。从上图我们也能看出网络集线器HUB是工作在最底层，也就是物理层，它是直接和物理传输硬件例如光纤、同轴电缆定义在一起的。而第二层数据层则是定义网卡通信的，网络交换机Switch也是工作在这一层的，所以网卡和网络交换机是可以互相通信的，这就是Switch和HUB的本质区别。在应用上HUB只是一个网络信号的“放大器”，它是不能识别信号的“来龙去脉”的，如图15所示。
图15
当信号从任一端口进入HUB以后，HUB则将这个信号进行放大后传输到其它的所有端口。也就是说从Port1进入的数据，HUB是不关心它要去哪里，只是将信号放大后传输到Port2和Port3就算完成任务了。这样对于100M带宽的HUB来说，某一时刻整个网络只有一个信号在传输，而且这个端口只要是接受数据的时候就不能发送数据，也就是我们所说的半双工共享100M带宽。而网络交换机Switch就不同了，可以将它理解为“智能化的集线器”。因为交换机内部是有CPU和内存的，存储器中有逻辑单元列表（LUL），列表保存着所有和这台交换机连接的网络设备的MAC地址，当某个通道有数据输入时，CPU会打开这个数据包的第一层确认这个数据包的去向，然后按照目的地的MAC地址将这个数据包送到指定的端口，参见图16。
图 16
这样，Switch就具备的智能的条件，它只是将需要相互沟通的两个端口之间建立了数据连接，而其它通道的数据传输也在同步进行而不相交叉。所以交换机的端口是“独享带宽”而且是全双工的工作的。说道这里我们就知道了由于CobraNet协议
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是工作在数据层的，所以和上层网络层的IP以及更高级的TCP无关，同样也就和工作在网络层的路由器无关了。需要注意的是，CobraNet设备都有一个全球唯一的MAC地址，也可设IP地址，这是交换机赖以正确判断将信息包发向何处的基础。 虽然我们推荐大家还是使用Switch作为CobraNet的网络交换设备，但是某些CobraNet设备依然是可以和HUB连接在一起的，例如QSC的CobraNet产品RAVE，它就是使用HUB作为网络设备的，但是要注意，并非所有CobraNet设备都支持良好的HUB通信，比如MediaMatrix系统就不能使用HUB进行网络搭建，这会造成通信不畅或无法通信。当使用HUB搭建CobraNet网络时必须避免出现以下的网络设计问题：
1、网络中不能存在其它非CobraNet设备：如PC机等，这就意味着不能在这种网络上进行其它数据交换，甚至SNMP的巡查。这是由于CobraNet在网络数据层使用了O-Persistent机制，使得所有CobraNet设备并不遵循CMSA/CD协议而由网络中的Conductor进行管理，如果在这样的网络中加入其它类型网络设备——如普通的PC机——则电脑网络数据就会在总线上与CobraNet数据包发生冲突，导致数据丢失或连接中断。
2、网络可传输的最大音频通道将不能超过64个。这是由HUB以太网的特性决定的，由于HUB是“广播”所有信息的，所有端口在同一时刻只能共享100M的带宽，这就把CobraNet数据包Bundle的数量限制到了8个（每个Bundle包含8个20bit48kHz的PCM音频通道）。
3、关于网络直径（NetworkDiameter）。尽管随着目前的以太网络设备和电缆技术的提高，很多电缆（包括CAT5和光纤）都可以传递很远的距离而保持较低的误码率。例如高性能单模光纤甚至已经能够传递超过50kM的距离，但是这些优势还不能应用到HUB连接的CobraNet上来。这是受到数据冲突（Collisions）和传播时间（Propagation Time）的限制，为了Conductor发送的同步码能同步达到终端设备，并且不造成信号冲突，必须限制网络直径：CAT5搭建的100MHUB网络最大直径是200米，而多模光纤不能超过2000米。
CobraNet的音频PCM数据量在一个通道时是48kHz320Bit=0.96MBit/s，再加上通道的控制数据和其它公共数据，使得每个Bundle（包含8个音频通道）的实际数据流接近9Mbit/s左右，而使用100M快速以太网交换机时，每个端口最大吞吐量为单向8个Bundle，也就是72Mbit的带宽，这已经接近了交换机的最大吞吐量极限。当多口交换机的数据叠加时，则更是要求交换机的主板有足够的带宽，并且CPU的速度也要够快才行。所以在大数据量的CobraNet系统中我们建议使用经Peak Audio测试过的品牌和型号的交换机，否则在通信时可能会出现数据溢出甚至不同步的严重后果。
二、基于CobraNet标准两种解决方案
正如在对CobraNet的技术原理与应用的分析中提到的，目前基于CobraNet标准的解决方案中主要有QSC的RAVE模式（采用HUB且只做单向信号传输）和PEAVY的基于媒体矩阵（Media Matrix）和“交换机的信号输入——信号处理——信号输出模式”。事实上，由于设备组合的可变性，这两种模式也不是一成不变的，特别是对于RAVE方案而言（如果将HUB换成交换机也可以赋予系统更多的能力）。这两种方案只是比较典型而已。
很显然，如果采用QSC的RAVE模式，由于HUB并不适宜对于稳定性有较高要求的系统，在第一点中有详细的论述。尽管采用这种模式在费用上可能存在一点优势，但考虑到RAVE音频数字传输系统仅仅是一种信号传输解决方案，它的功能也仅局限于此，也就是说，它并不能取代广播系统中常用的调音台、配线器、均衡器、分频器、延时器、混响器、激励器、
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分配器、压缩限幅器、扩张器、噪声门、解码器、电平表、信号发生器、测试仪等设备。这些设备人需要采购，并且由于设备种类并没有大幅减少，采用这种技术的广播系统的复杂性并没有得到根本解决。
PEAVY的解决方案是基于其独自开发的媒体矩阵的。要想知道PEAVY方案的优越性就必须了解其首创的媒体矩阵的强大功能。以下及百威媒体矩阵的介绍资料：
早在1993 年，美国PEAVEY?百威公司的建筑声学小组就已经领先研制出媒体矩阵系统。从那时起，媒体矩阵系统不断完善和发展，适应并超越了当今音响项目最苛刻的要求，可以说媒体矩阵的出现是专业音响界的一个壮举。以往，在音响领域当中，人们大部分使用的都是模拟设备，与数字设备相比较，模拟设备存在很多弊端，这在上面的讨论中已有详细论述。因此，音响设备的数字化将成为必然。这是因为数字设备比模拟设备能更准确更迅速的处理、传输和存储信息。如今的时代是一个计算机时代，是一个网络时代，如果广播系统不能与计算机和网络相联系，最终将逐渐被淘汰。在音响这个较为专业的领域当中，以往的模拟设备基本不能与计算机相联系，就更不要说网络了，而数字设备的出现虽然有些可以和计算机联系起来，可是终究不能和网络相连接，因此音响设备的网络化成为专业领域中的难点。百威公司媒体矩阵的出现解决了音响专业领域中的这个缺陷。它不仅拥有原来模拟设备的功能，并且运用了数字化技术，而且还与计算机软件相联系，并且可以借助网络，实现强大的远程传输和控制功能，形成了一套完整的，颇具先进性的系统。使音响领域的网络化成为现实！媒体矩阵主要应用于大型的系统和流动性不是特别频繁的场所。比如各种会议场所，艺术表演中心，主题公园等。媒体矩阵能够满足多种音频处理系统，适用于各种环境场所，完成多种声音处理功能。我们可以看到，越庞大越复杂的系统就更能体现出媒体矩阵的优越性，并且可以大幅度的提高媒体矩阵的性价比。媒体矩阵是新一代数字音响的标志，它是集音响、通讯、多媒体于一身的领导性音频处理系统。
媒体矩阵是一个硬件与软件相结合的音频系统，硬件用来对声音信号进行转换和处理，软件是对声音系统进行设计和控制。硬件与软件的结合，使媒体矩阵具有了相当强大的功能。我们知道，以前，一套音响系统的设计，首先要在纸上设计多种方案，然后要根据经济承受能力去选择相对较为合适的方案，之后要订购设备和购买线材，接着在机架上进行装配、连接和调试，一整套音频系统才算完成。一切都完毕后，一旦想要修改设计或重新组成系统时，将要重复上面所有的工作，这是一件既消耗体力，又浪费时间的事情。媒体矩阵的出现，使上述的这些过程成为历史，并且能够简单、方便、迅速的实现音响设计者的所有愿望。媒体矩阵就是将传统音响器材中的调音台、配线器、均衡器、分频器、延时器、混响器、激励器、分配器、压缩限幅器、扩张器、噪声门、解码器、电平表、信号发生器、测试仪等众多设备都用媒体矩阵系统（软件+硬件）来取代，也就是说除了音源、功放和音箱，所有的中间和周周边设备都可以用媒体矩阵来代替，它实现的是对声音信号进行所有的处理的功能。操作人员只需要通过计算机屏幕和鼠标采用Windows?中简单的菜单式的操作，把音响系统里所需的设备从软件内部调出，并用鼠标将音响设备接线装配，于是一个错综复杂的音响系统就在瞬间生成了，整个音响系统的设计只需要设计者用鼠标来完成。而且可以立即调试整系统，使其马上投入使用。所完成的音响系统可以作为Windows?的文件在磁盘中保存，以便随时调出使用。这使得音响系统的设计非常方便快捷。由于媒体矩阵的出现，现在，当要设计一套音响系统时，你不需要设计很多方案，因为你可以在媒体矩阵软件里任意创造和修改你的设计；你也没必要为经济原因对设备的限制而烦恼，因为只需要一套媒体矩阵系统就可以实现你所需的所有的高技术指标的设备，对硬件的投资是一次性的，一般情况下不需要再增加其他设备；你也不需要为购买大量设备奔波，因为你可以在媒体矩阵软件里用鼠标任意增加或减少所需设备；你也不用为需要大量线材而头疼，因为你只需要用鼠标将虚拟的设备用线连接起来，就好像实际当中用插头将他们连接起来一样。一切都完成以后，当你对你
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的设计不满意或者你的设计需要进行改变的时候，那更是轻而易举的事了，你只需要在软件中进行删除添加或修改，再重新用鼠标进行连接，也就相应的改变了整个系统，当然，你还可以再调用以前的设计。这不难看到，媒体矩阵的确给音响设计者带来了方便。媒体矩阵的功能不仅仅如此，以上所说的只是它的基本功能，它还能实现很多更强大的功能，比如以使“声音”在以太网上传输，实现远程控制功能和第三方控制功能等等，这在以往任何音响系统都是难以想象的，也是不可能实现的。媒体矩阵的硬件设备建造起了整个系统的框架，软件则是这个框架的灵魂。媒体矩阵处理音频的核心是存在于主机内部的DPU 引擎，它实现各种信号的处理；使模拟音频信号能够数字化处理的关键是数模转换设备，它实现各种信号的转换；为音频信号实现实时网上传输的是CobraNet?的支持，它实现音频信号的网络传输；令硬件和媒体矩阵工作成为现实的是媒体矩阵软件系统，它实现的是系统的设计和控制；将远程控制应用于媒体矩阵的是各种网络协议的支持；它实现的是远程控制操作；媒体矩阵提供了各种端口和额外的功能，这些都使他远远超过了一套音响系统所具备的功能。
通过上面的对比分析，我们不难发现，对于一个现代化的智能建筑而言，基于百威媒体矩阵的智能广播系统无疑是一个最佳选择。采用百威解决方案无疑给整个系统的设计和日常操作、维护带来了无比的迅捷、简单；对于系统的搭建而言也是一种极其简洁、轻松的选择；而系统的稳定性、搭建的综合效费比更是其他方案无法望其项背的。而我们的设计方案正是基于百威的媒体矩阵的，我们相信我们的方案将使医院的公共广播系统足以成为医院所有高科技、智能化系统中的亮点之一！
2.2.3 方案详细说明
1.实施方案设备选型
◆ 矩阵主机箱
PEAVY MediaMatrix Miniframe? II 180C
Miniframe 是媒体矩阵的小型主机，它具有对转换成数字信号的音频信号进行处理的功能。Miniframe II 是被完全设计为Miniframe 音频处理系统的翻版，它包含了原Miniframe系统的全部功能，高度仅有2u。 Miniframe II 包含了所有需要配置的工具以及控制和接口。先进的DSP 运算法则, 功能强大的软件, 网络控制, 系统管理以及有效的 DSP 诊断工具，代表着MediaMatrix 音频产品。 基本参数：集成系统控制、Intel CPU、SD RAM 内存、MWare 3.x 系统设计软件、完整的VGA 视频、CD-ROM、10/100 网络端口、通用电源、Windows 2000 Professional 操作系统、RS-232 COM 端口、双USB接口、音频/CobraNet I/O选择。
◆ 接口箱
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PEAVY CAB8i、CAB8o
CAB 是接口箱的一种，是以太网音频传送的桥梁，它把音频信号和网络联系在了一起。CAB8i为8通道输入设备，CAB8o为8通道输出设备。CAB8i 将输入的音频信号转换成数字信号后，以网络数据包（Network Bundles）的形式发送到以太网上。而CAB8o则进行相反的工作，将以太网上接收的网络数据包转化成模拟音频信号，送给后级。
◆ 交换机
HP ProCurve 2512
、
HP ProCurve 2512 (J4812A) 基本规格 VLAN功能 交换机类型 传输速率 交换方式 背板带宽 MAC地址表 处理器 内存 企业级交换机 10/100 Mbps 存储-转发 9.6 Gbps 4 K ARM7TDMI, 62.5 MHz 26MB, FLASH 2MB HP ProCurve 2512 (J4812A) 网络参数 堆叠功能 包转发率 6.6 Mpps IEEE 802.3X, IEEE 802.1D, IEEE 802.3ad, IEEE 802.1X, IEEE 802.1Q, 网络标准 IEEE 802.1w 29