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DANTE auf Netzwerkebene: ISO/OSI-Schichten, Protokolle und Kommunikation

Überblick

DANTE (Digital Audio Network Through Ethernet) ist ein Audio-over-IP-System, das auf bestehenden Standard-IP-Netzwerken aufsetzt. Es nutzt verschiedene Netzwerkprotokolle auf OSI-Schicht 3 bis 7, um Audiodaten präzise, verlustfrei und synchron zu übertragen.

Einordnung im ISO/OSI-Schichtenmodell

OSI-Schicht Protokolle/Komponenten bei DANTE
7 – Anwendung Dante Controller (GUI), DNS-SD, Audiodatenverwaltung
6 – Darstellung PCM-Audiodaten, ggf. komprimiert (meist unkomprimiert)
5 – Sitzung Verbindungshandling, Clock-Synchronisation, Routing
4 – Transport UDP für Audio-Streams, teils TCP für Steuerdaten
3 – Netzwerk IPv4 (kein IPv6), Routing über Subnetze möglich
2 – Sicherung Ethernet (802.3), VLAN/QoS für Priorisierung
1 – Bitübertragung Kupfer, Glasfaser, WLAN (nur in Ausnahmefällen empfohlen)

Netzwerkprotokolle im Einsatz

1. UDP (User Datagram Protocol)

  • Trägt die Audiodatenpakete von Quelle zu Ziel
  • Keine Verbindungsprüfung, daher sehr geringe Latenz
  • DANTE verlässt sich auf die Netzwerkstabilität (kein Resend)
  • Typisch: feste Ports je nach Kanalanzahl

2. PTPv1 / IEEE 1588 (Precision Time Protocol)

  • Synchronisiert alle Geräte im Netzwerk auf Mikrosekunden-Ebene
  • Ein Gerät wird als Master Clock gewählt (automatisch oder manuell)
  • Kritisch für Lippensynchronität, Phasenkohärenz und Routing

3. mDNS / DNS-SD (Service Discovery)

  • Für automatische Erkennung und Namensauflösung von DANTE-Geräten
  • Wird verwendet durch die Dante Controller Software
  • Multicast: 224.0.0.251 (UDP Port 5353)
  • Geräte beziehen IP-Adressen automatisch per DHCP
  • Fallback auf Link-Local (169.254.x.x) bei DHCP-Ausfall

5. Dante Control & Routing Protokoll

  • Proprietär, über TCP/UDP gemischt
  • Verwendet von der Dante Controller Software zur Konfiguration und Monitoring

Audiodatenübertragung im Detail

  • Unicast: Punkt-zu-Punkt zwischen zwei Geräten (standardmäßig)
  • Multicast: Nur bei mehreren Empfängern pro Quelle (z. B. für Broadcast oder große Matrix-Routings)
  • Paketgrößen werden dynamisch auf Kanalanzahl, Abtastrate und Auflösung abgestimmt
  • Unterstützt: 24–32 Bit / 44.1 kHz bis 192 kHz, je nach Gerät

Netzwerkdesign & Anforderungen

Switche & Infrastruktur

Feature Empfehlung
Bandbreite Mind. 1 Gbit/s pro Port
VLAN Für Trennung von Dante und IT sinnvoll
QoS (802.1p) Priorisierung von PTP & Audio-Streams
IGMP Snooping Für Multicast notwendig
Spanning Tree Nicht empfohlen, alternativ RSTP

Routing über Subnetze

DANTE unterstützt Layer-3-Routing, allerdings nur mit:

  • Fixem Clock Master
  • Manuell gesetzten Routen
  • Optionalem Einsatz des Dante Domain Managers (für größere Umgebungen)

Redundanz

DANTE bietet Redundanz auf Layer 2 durch:

  • Primär- und Sekundärnetzwerk (zwei NICs pro Gerät)
  • Automatischer Fallback bei Ausfall einer Leitung
  • Physisch getrennte Switche empfohlen

Sicherheit & Netzwerktrennung

  • 🔐 Kein native Verschlüsselung (kein TLS/SSL)
  • 🔒 Netzwerksegmentierung durch VLANs dringend empfohlen
  • 🔥 Keine Stateful Firewalls zwischen Dante-Geräten!

Typische Ports

Dienst Protokoll Port
Dante Audio Stream UDP Dynamisch (Geräteabhängig)
Dante Clock UDP 319, 320 (PTP)
Dante Controller UDP/TCP 8700–8706, 8800–8806
mDNS UDP 5353

Fazit

DANTE nutzt eine Mischung aus standardisierten IP-Protokollen und proprietären Erweiterungen, um professionelle Audiovernetzung in Echtzeit zu ermöglichen. Die Netzwerkschicht ist kritisch für die Stabilität und Performance:

  • ⚠️ Geringe Latenz bedingt einfache Netzwerke (keine NAT, keine Firewalls)
  • ✅ Stabilität durch Layer-2 oder Layer-3 mit passenden QoS-Strategien
  • 🔧 Planung wie bei industrieller Steuerungstechnik: deterministisch und robust