孫巖君 江蘇省廣播電視總臺(tái)廣播傳媒中心

AOIP技術(shù)在廣播播控系統(tǒng)中的應(yīng)用

孫巖君 江蘇省廣播電視總臺(tái)廣播傳媒中心

本文通過(guò)搭建系統(tǒng)模型以實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)介紹了AOIP技術(shù)在遠(yuǎn)程信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸領(lǐng)域的應(yīng)用。簡(jiǎn)要介紹了AOIP技術(shù)在播控系統(tǒng)信號(hào)監(jiān)控、音頻工作站虛擬聲卡領(lǐng)域的應(yīng)用。

AOIP 遠(yuǎn)程傳輸 監(jiān)控 虛擬聲卡

一、引言

目前廣電領(lǐng)域?qū)崟r(shí)數(shù)字音頻的傳輸采用的是AES3 或AES10的方式。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展， 利用現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)傳輸高品質(zhì)的音頻實(shí)時(shí)流，實(shí)現(xiàn)數(shù)字音頻傳輸?shù)能浗粨Q和軟路由已經(jīng)成為可能。

二、AOIP技術(shù)介紹

AoIP（ Audio over IP ）是指在普通局域網(wǎng)以IP方式傳輸高質(zhì)量音頻流的技術(shù)。主要特點(diǎn)為：（1）無(wú)損不壓縮（2）高保真 （48K 采樣，24比特編碼）（3）低延時(shí)（小于10毫秒，可用于擴(kuò)聲）。

AOIP基于OSI模型的網(wǎng)絡(luò)IP層來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸，利用IP網(wǎng)絡(luò)的帶寬通過(guò)多播的方式進(jìn)行靈活的配置。以IEEE1588標(biāo)準(zhǔn)的PTP協(xié)議進(jìn)行時(shí)鐘同步，利用RTP進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)采用DiffServ做為 QoS服務(wù)[1] 。

在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^(guò)程中，對(duì)以太網(wǎng)帶寬的控制也是影響實(shí)時(shí)音頻傳輸?shù)闹匾獥l件。通過(guò)QoS服務(wù)的DiffServ體系結(jié)構(gòu)可以把數(shù)據(jù)流劃分成為不同的差分服務(wù)類，每個(gè)數(shù)據(jù)流的IP數(shù)據(jù)包插入DSCP對(duì)不同的數(shù)據(jù)流設(shè)定相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)，保證網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘信號(hào)和音頻數(shù)據(jù)流的暢通傳輸，維持音頻流處于低抖動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)QoS服務(wù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管控，可以有效防止音頻數(shù)據(jù)流傳輸中出現(xiàn)的擁塞和延時(shí)等問(wèn)題。

當(dāng)前專業(yè)音頻領(lǐng)域主要的AOIP方案見(jiàn)表1。

表1 專業(yè)音頻領(lǐng)域的AOIP方案

Dante來(lái)自澳大利亞的Audinate公司，是目前最成熟，市場(chǎng)占有率最高的AOIP技術(shù)解決方案。使用統(tǒng)一的AOIP接口卡、管理接口和虛擬聲卡，使得不同廠商互聯(lián)互通性好，適于統(tǒng)一管理。但是Dante協(xié)議不開(kāi)放，需要支付一定的使用費(fèi)。圖1所示為Dante的網(wǎng)絡(luò)連接圖。

圖1 Dante 網(wǎng)絡(luò)連接圖

三、AOIP在播控系統(tǒng)中的應(yīng)用

1遠(yuǎn)程音頻信號(hào)傳輸

傳統(tǒng)的廣播信號(hào)遠(yuǎn)程傳輸方式主要為衛(wèi)星、光纖、數(shù)字電話、普通電話或4G傳輸設(shè)備等， AOIP技術(shù)同樣可以用在音頻信號(hào)的遠(yuǎn)程傳輸。

本次測(cè)試目標(biāo)為驗(yàn)證在MSTP專線下傳輸1個(gè)立體聲實(shí)時(shí)音頻流（48KHz采樣，24bit量化）[2]，測(cè)試模型如圖2所示。驗(yàn)證在MSTP專線測(cè)試傳輸實(shí)時(shí)音頻流（48KHz采樣，24bit量化）和1個(gè)音頻工作站文件包的可行性，測(cè)試模型如圖3所示。

圖2 傳輸實(shí)時(shí)音頻流

圖3 傳輸實(shí)時(shí)音頻流和音頻工作站文件包

1.1 測(cè)試方法

保持現(xiàn)有傳輸通道不變，在本地直播室增加一臺(tái)PC，建立一個(gè)共享文件夾，文件夾內(nèi)有標(biāo)準(zhǔn)的播出音頻文件（S48格式）。將該P(yáng)C連接至MSTP專線。

異地直播室PC連接MSTP專線，打開(kāi)音頻播放器，播放臺(tái)內(nèi)PC機(jī)共享文件夾內(nèi)的音頻文件。此時(shí)監(jiān)聽(tīng)傳輸?shù)奖镜刂辈ナ业牟コ鲆纛l流是否受到影響。修改傳輸鏈路，將音頻播放器的播出音頻傳回臺(tái)內(nèi)，此時(shí)監(jiān)聽(tīng)傳輸?shù)脚_(tái)內(nèi)的播出音頻流聲音是否正常。

1.2 測(cè)試數(shù)據(jù)

表2所示為AOIP設(shè)備本地短距離環(huán)路測(cè)試數(shù)據(jù)。

表2 AOIP設(shè)備本地短距離環(huán)路測(cè)試數(shù)據(jù)

表3 AOIP遠(yuǎn)程傳輸環(huán)路測(cè)試數(shù)據(jù)

表3所示為AOIP遠(yuǎn)程傳輸環(huán)路測(cè)試數(shù)據(jù)。

2 播控平臺(tái)信號(hào)監(jiān)控

目前傳統(tǒng)播控平臺(tái)的監(jiān)控系統(tǒng)主要通過(guò)在鏈路各個(gè)關(guān)鍵信號(hào)節(jié)點(diǎn)取樣監(jiān)測(cè)，信號(hào)或設(shè)備異常時(shí)報(bào)警提示。傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)需要占用設(shè)備的音頻輸出端口，監(jiān)控設(shè)備之間互相獨(dú)立，一旦信號(hào)鏈路異常，不易快速判斷故障節(jié)點(diǎn)。

利用AOIP技術(shù)建立監(jiān)控平臺(tái)，只需將具有AOIP端口的音頻設(shè)備接入以太網(wǎng)中，通過(guò)管理站就可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行管控，并可以任意調(diào)配音頻數(shù)據(jù)，靈活分配信號(hào)。通過(guò)接口直接采集音頻信號(hào)，這樣可省去大量的采集設(shè)備和中間環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，同時(shí)能實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)全節(jié)點(diǎn)的監(jiān)聽(tīng)。AOIP監(jiān)測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)圖見(jiàn)圖4。

圖4 AOIP監(jiān)測(cè)平臺(tái)系統(tǒng)圖

3 虛擬聲卡技術(shù)

傳統(tǒng)音頻工作站與調(diào)音臺(tái)相連時(shí)需要配置專業(yè)聲卡實(shí)現(xiàn)音頻工作站的播出。通過(guò)AOIP技術(shù)，在音頻工作站安裝虛擬聲卡后，工作站可以直接播放AOIP的音頻實(shí)時(shí)流，也可以將音頻文件播放成實(shí)時(shí)流后送往網(wǎng)絡(luò)，省去了AOIP—AES3—聲卡—工作站的中間環(huán)節(jié)，節(jié)省了專業(yè)聲卡的費(fèi)用。虛擬聲卡支持WDM 和ASIO 驅(qū)動(dòng)，能兼容運(yùn)行所有立體聲和多軌制播軟件。這項(xiàng)技術(shù)的典型應(yīng)用是直接用作網(wǎng)絡(luò)慢錄工作站或網(wǎng)絡(luò)代播工作站。音頻工作站播出路由框圖如圖5所示。

圖5 音頻工作站播出路由框圖

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字調(diào)音臺(tái)、音頻工作站、各類傳輸設(shè)備都會(huì)逐步配有AOIP網(wǎng)絡(luò)接口，這些設(shè)備通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，形成數(shù)字“音頻云”。這種網(wǎng)絡(luò)上的互聯(lián)互通，對(duì)整合系統(tǒng)資源、增強(qiáng)冗余備份、減少系統(tǒng)復(fù)雜度，都具有重要意義。同時(shí)，播控和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，也對(duì)我們新一代廣播技術(shù)人員提出更高要求。

[1]兆翦，基于三層網(wǎng)絡(luò)的音頻傳輸技術(shù)[J].電聲技術(shù)，2008（S1）：73-75

[2]畢敏，基于AOIP技術(shù)的音頻系統(tǒng)展望[J].電聲技術(shù)，2015，39（1）：71-72