Das DMX512-Protokoll – Digital Multiplex 512 – wurde 1986 erstellt. Als älteres Protokoll weist es mehrere Einschränkungen auf. Eine einzelne DMX512-Leitung unterstützt maximal 32 Geräte, und mit jedem zusätzlichen Knoten schwächt sich das Signal ab. Die maximale DMX512-Kabellänge beträgt 300 Meter. Die unidirektionale Natur des Protokolls schränkt Steuerungs-, Diagnose- und Überwachungsmöglichkeiten ein. Zudem sind DMX512-Signale anfällig für elektromagnetische Störungen, und die Datenübertragungsgeschwindigkeit beträgt 250 kbps, was für moderne Lichtsysteme unzureichend ist.

DMX512 ist unzureichend für Lichtinstallationen, die eine Steuerung von intelligenten LED-Geräten mit hoher Kapazität und zahlreichen Parametern sowie dynamischen Effekten erfordern. Viele Funktionen benötigen eine große Anzahl von DMX-Kanälen, da jede einzelne Funktion einen separaten Kanal nutzt. Auch wenn nicht alle Fähigkeiten der Scheinwerfer in einer bestimmten Show genutzt werden und Kanäle freigegeben werden, bleibt DMX512 begrenzt für die Erstellung beeindruckender und großflächiger Lichtshows.

Ethernet ist eine standardisierte Technologiegruppe, die zum Aufbau von lokalen und städtischen Netzwerken verwendet wird und Daten in Paketen über Kabel zwischen Geräten überträgt.

Die Verwendung von Ethernet in der professionellen Bühnenbeleuchtung eröffnet neue Möglichkeiten, die die Fähigkeiten des traditionellen DMX512 deutlich übersteigen. Die Hauptvorteile umfassen:

1. Hohe Bandbreite – Ethernet überträgt Daten 40–400-mal schneller als DMX512.
2. Verfügbarkeit und Kosteneffizienz – Ethernet ermöglicht die Integration einer Vielzahl kostengünstiger Computerhardware, wie etwa Switches und drahtlose Geräte, in Lichtsysteme.
3. Einfachheit der Verkabelung – Ethernet verwendet preisgünstige und einfach zu installierende Kabel, was die Installation und Zertifizierung von Lichtkabelsystemen vereinfacht.
4. Integration mit vorhandener Infrastruktur – Viele Veranstaltungsorte, die Gerätnetzwerke erfordern, haben bereits Ethernet installiert, was das Projektdesign vereinfacht.
5. Zuverlässigkeit – Die "Stern"-Topologie von Ethernet bietet eine höhere Systemresilienz im Vergleich zur Multipoint-DMX512-Bustopologie. Die Bustopologie ist hochgradig anfällig: Ausfälle können das gesamte Netzwerk lähmen, die Fehlersuche ist komplex, und das Hinzufügen neuer Geräte verringert die Gesamtleistung. Die "Stern"-Topologie beseitigt diese Nachteile.

Der Übergang zu Netzwerkprotokollen wird durch das Bedürfnis nach flexiblerer und skalierbarer Lichtsteuerung vorangetrieben. Diese Protokolle sind störungsresistent und bieten eine schnelle Übertragung.

Art-Net ist ein von Artistic Licence im Jahr 1998 veröffentlichtes Protokoll, das DMX512-Daten über Ethernet als IP-Pakete überträgt.

Art-Net verwendet das User Datagram Protocol (UDP) für die Netzwerkübertragung. UDP ist ein verbindungsloses Protokoll, was bedeutet, dass es im Gegensatz zu TCP keine Verbindung zwischen dem Server und den Knoten vor der Datenübertragung herstellt. Während UDP die Datenübertragung nicht garantiert, minimiert es die Latenz – ein kritischer Faktor für Lichtdesigner.

ArtNet erfordert eine Umwandlung, da die meisten Beleuchtungskörper mit DMX arbeiten.

Art-Net hat sich durch mehrere Versionen entwickelt, von denen jede neue Funktionen hinzufügt und die Protokollleistung verbessert.

• Art-Net I: Die erste Version, die 1998 veröffentlicht wurde, verwendete Broadcast-Datenübertragung. Art-Net I wurde für 10-Mbps-Netzwerke entwickelt und unterstützt bis zu 10 DMX-Universen, mit einer effektiven Begrenzung von etwa 40 Universen. Der Aufstieg von RGB-Geräten führte zu einem Anstieg der Kanalnachfrage, während nicht adressierbare Datenpakete Netzwerkauslastung und Instabilität verursachten.
• Art-Net II: Die zweite Version, die 2006 veröffentlicht wurde, wechselte zur Unicast-Datenübertragung. Zunächst überträgt eine Art-Net II-Konsole Daten wie Art-Net I. Anschließend sendet sie jedoch Anfragen, um festzustellen, welche Knoten bestimmte DMX-Universen verwenden, und wechselt zur Unicast-Übertragung. Art-Net II reduzierte die Netzwerklast erheblich und ermöglichte die Skalierbarkeit basierend auf der Netzwerkbandbreite. Die effektive Begrenzung liegt bei 256 DMX-Universen.
• Art-Net III: Die dritte Version, die 2011 eingeführt wurde, erweiterte den adressierbaren Bereich erheblich und unterstützt bis zu 32.768 DMX-Universen. Es fügte auch eine Bindungsfunktion hinzu, die es ermöglicht, DMX-Universen bestimmten Geräten zuzuweisen.
• Art-Net IV: Die vierte Version, die 2016 eingeführt wurde, behandelte Multi-Addressing-Probleme durch die Einführung einer neuen Methode für den Gateway-Betrieb. Dieser Ansatz ermöglicht es einem Gateway mit eingebautem Routing, über 1.000 DMX-Ports unter einer einzigen IP-Adresse zu unterstützen, indem jedem DMX-Port ein vollständig unabhängiges Universum zugewiesen wird. Diese Fähigkeiten werden durch das Hinzufügen zusätzlicher Datenfelder innerhalb von Art-Net-Paketen erreicht, um jeden DMX-Port zu identifizieren.

Art-Net IV ist abwärtskompatibel mit früheren Versionen

Art-Net bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber DMX512, die insbesondere bei professioneller Bühnenbeleuchtung wertvoll sind. Eine der Hauptstärken ist die Kapazität. Art-Net ermöglicht die Übertragung großer Datenmengen über eine einzige physische Leitung. Jeder Knoten unterstützt bis zu 1024 DMX-Kanäle, was zwei Universen pro IP-Adresse entspricht. Alle 16 Universen werden zu einem Subnetz gruppiert, 16 Subnetze bilden ein Netzwerk, und die maximale Anzahl von Netzwerken beträgt 128. Theoretisch kann das System bis zu 32.768 Knoten mit jeweils 512 DMX-Kanälen unterstützen. In der Praxis wird die Anzahl der übertragenen Universen durch die Bandbreite des Netzwerks begrenzt. Inzwischen wächst die Bandbreite von Ethernet weiter – nicht nur ist Fast Ethernet (100 Mbps) verfügbar, sondern auch Gigabit Ethernet wird genutzt, mit Geschwindigkeiten von 1 bis 100 Gbps, abhängig von der Verkabelung, den Netzwerkkarten und den Routern, die verwendet werden.

Die Fernumschaltung von DMX512-Eingängen und -Ausgängen, zusammen mit der Unterstützung des RDM-Standards, ermöglicht die Fernsteuerung von Geräten im Netzwerk und automatisiert den Adresszuweisungsprozess.

Art-Net bietet zudem die Möglichkeit, DMX512-Daten entweder im höchsten Prioritäts- oder im höchsten Wert-Format zu kombinieren, was die Zusammenführung von Daten erleichtert und die Lichtsteuerung in komplexen Projekten vereinfacht. 

Außerdem ist Art-Net ein kostenloses Protokoll, das von einer Vielzahl von Herstellern, einschließlich Sundrax, unterstützt wird.

Die maximale Länge eines Ethernet-Kabels beträgt ungefähr 100 Meter im Vergleich zu 300 Metern für DMX512. Es ist auch erwähnenswert, dass eine Ethernet-Topologie, die auf einer „Stern“-Konfiguration basiert, eine größere Menge an verdrillten Paar-Kabeln erfordert

ArtNet und sACN

Art-Net 4 bietet Flexibilität bei der Verwaltung von Datenquellen, indem es die Kombination von Protokollen ermöglicht – in der Praxis, indem Art-Net für die Fernüberwachung und Konfiguration genutzt wird, während gleichzeitig sACN für die Echtzeit-Befehlsübertragung zu Beleuchtungsanlagen verwendet wird 

Einige Installationen und Spezifikationen erfordern die Verwendung von sACN, das ein akkreditierter ANSI E1.31-Standard ist. sACN übertrifft ArtNet in der Skalierbarkeit und unterstützt bis zu 65.535 DMX-Universen im Vergleich zu 32.768 in ArtNet. Im Gegensatz zu Art-Net unterstützt sACN jedoch kein RDM, was möglicherweise einige Unannehmlichkeiten verursachen kann 

Art-Net unterstützt das Remote Device Management Protokoll – RDM. RDM ist eine Erweiterung des DMX-Protokolls, die es dem Controller ermöglicht, Informationen von Knoten über deren Status und Konfiguration zu erfragen. Häufig beinhalten Geräte, die mit Art-Net und DMX kompatibel sind, eine Option, um auf solche Anfragen zu antworten. 

Das RDM-Protokoll überträgt seine Daten parallel zu DMX-Lichtbefehlen – DMX wird mit einem Startcode von 0x00 gesendet, während RDM 0xCC verwendet. Wenn ein Beleuchtungsgerät den 0xCC-Startcode empfängt, erkennt es das Paket als RDM und beginnt mit der Verarbeitung. In der Zwischenzeit ignorieren ältere Geräte, die RDM nicht unterstützen, einfach Pakete mit einem 0xCC-Startcode, ohne zu versuchen, sie zu lesen. 

Einige Beleuchtungsgeräte, die das RDM-Protokoll nicht unterstützen, können bei Erhalt von RDM-Befehlen Fehlfunktionen aufweisen. Professionelle Lichtsteuerungsgeräte, wie etwa Splitter (siehe splitters), sind mit integrierten RDM-Filtern ausgestattet, die eine selektive Deaktivierung von RDM ermöglichen. 

Der Datenaustausch über das RDM-Protokoll wird in drei Typen unterteilt: 

• Discovery: zur Erkennung von RDM-Geräten, die mit dem DMX-Netzwerk verbunden sind. Der Controller sendet eine Broadcast-Anfrage, und RDM-Geräte antworten nach deren Empfang, indem sie sich selbst und ihre Fähigkeiten identifizieren. 
• Unicast: zur Interaktion mit einem spezifischen RDM-Gerät. Der Controller sendet eine Anfrage an ein spezifisches Gerät unter Verwendung seiner eindeutigen Kennung (UID), wodurch es ermöglicht wird, Informationen über den Status des Geräts zu erhalten, seine Einstellungen zu konfigurieren und seine Funktionen zu verwalten. 
• Broadcast: zum Senden von Befehlen oder Anfragen an alle RDM-Geräte im Netzwerk. Der Controller sendet eine Broadcast-Nachricht, die von allen RDM-Geräten empfangen wird. Diese Art der Kommunikation kann für Firmware-Updates, das Festlegen einheitlicher Parameter für eine Gruppe von Geräten oder das Senden von Befehlen verwendet werden, die von allen Empfängern ausgeführt werden müssen. Der Broadcast-Übertragung erfordert keine Antworten von Geräten, außer während des Erkennungsprozesses. 

RDM ist unverzichtbar an Orten und in Setups, wo der Zugang zu installierten Geräten schwierig ist – zum Beispiel, wenn Geräte an Traversen und in Rigging-Systemen montiert sind. Das Protokoll ermöglicht die volle Nutzung moderner Beleuchtungstechnik und hilft, Probleme zu vermeiden, die mit dem Mangel an Geräte-Feedback verbunden sind.

Art-Net bietet umfassende Datenübertragungskapazitäten, einschließlich Dateiübertragungen. Die Kommunikation erfolgt über UDP, wobei jedes Paketformat ein Datenfeld innerhalb des gekapselten UDP-Pakets definiert. Paketformate werden ähnlich wie C-Sprachstrukturen beschrieben, wobei Datenelemente je nach Bitanzahl durch die Typen INT8, INT16 oder INT32 dargestellt werden. Art-Net-Pakete enthalten keine versteckten Auffüll-Bytes, außer möglicherweise am Ende des Pakets auf ein Vielfaches von 2 oder 4 Bytes gerundet wird. Etwaige zusätzliche Bytes am Ende eines korrekt empfangenen Pakets werden ignoriert 

Das Art-Net-Datenformat umfasst mehrere Pakettypen:

• ArtCommand: zum Senden von Property-Set-ähnlichen Befehlen, entweder unicast oder broadcast 
• ArtNzs: zum Übertragen von DMX512-Daten mit Nicht-Null-Startcodes (außer RDM), mit einem identischen Format für die Übertragung von Knoten zu Controller, Knoten zu Knoten und Controller zu Knoten 
• ArtDmx: zur Übertragung von DMX-Daten, die Informationen über Helligkeitsstufen für 512 DMX-Kanäle enthalten 
• ArtPoll: zum Erkennen von Art-Net-Geräten im Netzwerk, wobei der Controller ein ArtPoll-Paket sendet und Art-Net-Geräte mit einem ArtPollReply-Paket antworten 
• ArtAddress: zur Konfiguration der Adressierung von Art-Net-Geräten 
• ArtTimeCode: zur Synchronisierung der Beleuchtung mit anderen Bühnenelementen wie Video und Audio

Beim Aufbau eines Netzwerks für die Lichtsteuerung werden Adressen über eine Lichtkonsole oder einen Computer mit entsprechender Software konfiguriert. Jedes Beleuchtungsgerät, das zur Netzwerkidentifikation eine eigene Adresse hat, dient als Knoten, der Befehle empfängt. Die Lichtkonsole oder der Computer mit Lichtsteuerungssoftware fungiert als Server, der für das Senden von Befehlen an die Knoten verantwortlich ist. Diese Befehle passen Neigung, Schwenk, Geschwindigkeit, Farben, Dimmer, Fokus, Zoom und andere Funktionen der Beleuchtungsgeräte an. 

Das Art-Net-Protokoll unterstützt sowohl dynamische IP-Adressen, die von DHCP verwaltet werden, als auch statische Adressen. Standardmäßig sind Art-Net-Geräte ab Werk so konfiguriert, dass sie Class-A-IP-Adressen verwenden, wodurch sie direkt interagieren können, ohne dass ein DHCP-Server erforderlich ist. 

Art-Net-Geräte kommunizieren über Knoten miteinander, die in Form von Art-Net-Konvertern zu physischem DMX512, Beleuchtungsgeräten oder Geräten mit eingebauten Art-Net-Schnittstellen vorliegen. Knoten können Daten vom Server empfangen, und der Server kann Pakete an alle oder einzelne Art-Net-Knoten senden. Knoten können an eine bestimmte Signalquelle "gebunden" werden, während ein Computer oder eine Konsole so eingestellt werden kann, dass bestimmte Knoten ignoriert werden. Eine einfache Möglichkeit, das Protokoll zu implementieren, besteht in der Übertragung über Broadcast, ähnlich wie eine Radiostation ein Signal sendet, das jeder Hörer empfangen kann, wenn er möchte. 

Professionelle Geräte zur Adressierung, Filterung und Datenweiterleitung ermöglichen die Erstellung komplexer Art-Net-Netzwerkkonfigurationen für die präzise Lichtsteuerung, selbst in großen Installationen.

Rundfunkübertragung – eine Methode, bei der ein oder mehrere Sender Informationen an alle „Teilnehmer“ eines Netzwerks übertragen – ist besonders nützlich für Dienstnetzwerkpakete, die alle Geräte empfangen müssen. Wenn jedoch die meisten Geräte diese Informationen nicht benötigen, wird das Broadcasting ineffizient. 

Rundfunkübertragung hat folgende Nachteile: 

• Netzwerküberlastung: Jedes Gerät verarbeitet jedes Paket, was bei hohem Verkehrsaufkommen zu Überlastungen führen kann; 
• Datenverlust: Ein Überschuss an Broadcast-Paketen kann zu instabiler Netzwerkleistung führen; 
• Anfälligkeit: Das Netzwerk wird anfällig für Angriffe, bei denen ein Eindringling es mit Broadcast-Paketen überlasten kann. 

Art-Net nutzt Rundfunkübertragung, was zu einer konstanten Verteilung von Paketen führt. Folglich kann Art-Net dazu führen, dass Switches beim Verarbeiten einer großen Anzahl von Streams überlastet werden. 

Dieses Problem entsteht, weil DMX in Fragmente übertragen wird, die an bestimmte Knoten adressiert sind. Betrachten Sie ein Szenario, bei dem ein Switch mit einem Computer verbunden ist, der einen Datenstrom erzeugt und fünf Switch-Ports hat. Aufgrund der Rundfunkübertragung wird dieser Datenstrom an alle Ports des Switches verteilt. 

Nicht alle Switches können solche Datenmengen ordnungsgemäß verarbeiten. Leistungsstarke Geräte, wie solche von Cisco, versuchen, die Verarbeitung von Broadcast-Paketen zu optimieren, aber günstigere Modelle können überlastet werden und infolge des Broadcast-Verkehrs einfrieren. 

Auch wenn Switches dafür ausgelegt sind, erhebliche Datenströme zu bewältigen (beispielsweise 10–100 Mbit/s), kann Broadcast-Verkehr von nur 1 Mbit/s kritisch sein. Selbst Gigabit-Switches können Schwierigkeiten bei der Verarbeitung solcher Broadcast-Datenmengen erleben. 

Wenn ein Problem durch Hardwareausfall verursacht wird, sollte es logischerweise lokal oder zumindest intensiver in einem bestimmten Netzwerksegment auftreten. Wenn jedoch ein Netzwerk, das stabil lief, plötzlich ohne ersichtlichen Grund Ausfälle erleidet, könnte man Broadcast-Flutung vermuten.

Um einen zuverlässigen und effizienten Betrieb von Art-Net-basierten Beleuchtungssystemen zu gewährleisten, ist es notwendig, die Merkmale des Protokolls zu berücksichtigen und die Infrastruktur sorgfältig zu planen. Um Probleme im Zusammenhang mit Art-Net-Broadcast-Verkehr zu minimieren, wird empfohlen: 

1. Anzahl der Universen begrenzen. Das Hauptproblem ist nicht die Anzahl der Geräte, sondern die Anzahl der verwendeten Universen. Switches können überlastet werden, wenn sie eine große Anzahl von Universen verarbeiten müssen, da sie Broadcast-Verkehr anders als Unicast-Verkehr behandeln. Es wird empfohlen, die Anzahl der Universen pro physikalischem Port auf 8 bis 10 zu begrenzen, um Überlastungen zu verhindern, und verwandte Geräte in einem einzigen Universum zu gruppieren, um den Verkehr zu optimieren. 
2. Beleuchtung zonieren. Zonierung ermöglicht eine effektive Gruppierung von Geräten. Geografische Zonierung ermöglicht die Anpassung der Beleuchtung an bestimmte Bereiche eines Raums, wie Bühnen, Hallen, Innen- und Außenbereiche sowie Zonen für Spezialeffekte. Funktionale Zonierung unterteilt die Beleuchtung nach Zweck: Arbeit versus Dekoration, statisch versus dynamisch, primär versus Notfall. Administrative Zonierung gewährleistet Zugangskontrolle und die Trennung von Zonen für verschiedene Technikerteams sowie die Ausweisung kritischer Bereiche, die einen verbesserten Schutz erfordern. 
3. Use Subnets. Die Aufteilung des Art-Net-Netzwerks in Subnetze und die Verwendung einer strukturierten IP-Adressierung helfen, die Ausbreitung von Broadcast-Paketen einzuschränken und so die Belastung der Switches zu reduzieren. 
4. Integriere Managed Switches mit QoS- und VLAN-Unterstützung zur Priorisierung von Art-Net-Verkehr. 
5. Implementieren Sie Netzwerküberwachungsgeräte, ein Alarmsystem für Ausfälle, Hardware-Redundanz und automatisches Umschalten auf Backup-Kanäle.

Wie wir in diesem Artikel über das ArtNet-Protokoll untersucht haben, weist DMX512 in seiner traditionellen Form erhebliche Einschränkungen für modernes Lichtdesign auf:

• Maximal 32 Geräte pro Leitung
• 200 Meter maximale Übertragungsdistanz
• Anfälligkeit für elektromagnetische Störungen
• 250 kbit/s Datenübertragungsgeschwindigkeit
• Begrenzte 512 Kanäle pro Universum—leicht erschöpft durch die heutigen funktionsreichen Geräte

Sundrax-Konverter verwandeln ArtNet, sACN und andere Ethernet-Protokolle in DMX512-Signale, die von Beleuchtungsgeräten verstanden werden, während sie Funktionen hinzufügen, die gesamte Beleuchtungssysteme verbessern:

Intelligente Signalzusammenführung

Mehrere Lichtkonsolen können ein einzelnes Geräteset mit präziser Priorisierung durch HTP-, LTP-, AUTO- und PRIORITY-Zusammenführungsmodi steuern—ideal für komplexe Produktionen, die mehrere Bediener erfordern.

Bidirektionaler Betrieb

Alle Ports können als Eingänge oder Ausgänge funktionieren, wodurch eine flexible Systemarchitektur ermöglicht wird, bei der DMX-Signale über IP-Netzwerke reisen und an Endpunkten für eine präzise Gerätesteuerung zurückkonvertiert werden können.

Notfall-Trigger-Funktionalität

Modelle wie GigaJet20 Pro, GigaJet Pro, ArtGate Pro und ArtGate DIN verfügen über Triggereingänge, die automatisch vorprogrammierte Notbeleuchtungsszenarien aktivieren—kritisch für Sicherheitsprotokolle von Veranstaltungsorten.

• PRO Serie: Rack-montierbare Einheiten nur 11 cm tief mit 1U Profil
• Solid Serie: Wasserdichtes IP44-klassifiziertes Duraluminium-Gehäuse für Traversenmastmontage
• DIN Serie: Platzsparende Hutschienenkonverter mit Klemmblöcken
• Arma Serie: Extreme Temperaturbeständigkeit (-40°C bis +70°C) für Außeninstallationen
• Kompakt Serie: Ultra-portables Verteilerkasten-Gehäuse
• Board Serie: Miniatur-OEM-Lösungen für kundenspezifische Integration

• PRO Serie: Rack-montierbare Einheiten, nur 11 cm tief mit 1U-Profil
• Solid Serie: Wasserdichtes IP44-klassifiziertes Duralumin-Gehäuse zur Traversenmontage
• DIN Serie: Platzsparende Hutschienen-Montagewandler mit Klemmblöcken
• Arma Serie: Extreme Temperaturtoleranz (-40°C bis +70°C) für Außeninstallationen
• Compact Serie: Ultrakompaktes Verbindungsgehäuse
• Board Serie: Miniatur-OEM-Lösungen für individuelle Integration