王海越，李昊天

（江蘇省廣播電視總臺，江蘇 南京 210008）

2010年開播的《非誠勿擾》是江蘇衛(wèi)視王牌綜藝節(jié)目之一。其現場音頻制作方面，傳聲器數量多達37支，調音師既要制作符合播出標準的音頻信號，又要兼顧現場各個區(qū)域的擴聲信號，這對于調音師掌控系統(tǒng)的能力是非常大的考驗。同時，對于前期系統(tǒng)的設計而言，由于《非誠勿擾》有許多主持人和嘉賓現場即興發(fā)揮的內容，如果音頻系統(tǒng)出現問題導致節(jié)目錄制中斷，主持人和嘉賓的情緒是無法再現的，因此，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性提出了較高的要求。

1 關于Dante協議

Dante是一種基于網絡IP的數字音頻傳輸協議，具有時鐘精度高、延遲小、信號路由靈活，系統(tǒng)搭建快速簡潔的特點。Dante協議可以在千兆或百兆以太網中運行，并可以形成復雜的音頻信號路由。在千兆以太網中，每個單一鏈接可以雙向傳輸各512路24 bit量化精度、48 kHz采樣率的音頻信號，或是各256路24 bit量化精度、96 kHz采樣率的音頻信號。在百兆以太網中，每個單一鏈接可以雙向傳輸各48路24 bit量化精度、48 kHz采樣率的音頻信號，或是各24路24 bit量化精度、96 kHz采樣率的音頻信號。

Dante協議的核心設備是網絡交換機，一臺交換機即可實現系統(tǒng)中音頻設備Dante信號的互聯互通，其信號路由的設置可以在Dante Controller中完成，或是在調音臺臺面上完成。交換機基于Dante協議，配合直觀的操作界面，經濟又高效地實現以往龐大的音頻矩陣所具有的功能，讓音頻信號的配置與調度更直觀、自由。

Dante協議具有良好的可擴展性。經過了十幾年的優(yōu)化，Dante協議已成為網絡音頻信號傳輸的主流標準之一，且實現了與AVB協議和AES67協議的兼容，在信號路由和系統(tǒng)擴展的能力上自由度都非常高。當下主流的音頻設備，支持Dante協議音頻信號傳輸的也越來越多。

2 系統(tǒng)的網絡架構及設備選型

2.1 系統(tǒng)的網絡架構與交換機選型

該現場音頻系統(tǒng)架構是以交換機為信號調度核心的Dante網絡架構，是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要一環(huán)，支持Dante協議的調音臺、接口箱、無線傳聲器系統(tǒng)、信號轉換器等音頻設備是必不可少的。

對于交換機的選型，為了滿足系統(tǒng)內處理144通道輸入音頻信號和144通道輸出音頻信號的需求，選擇千兆可配置型交換機以保障充裕的帶寬。系統(tǒng)中，Dante交換機僅處理Dante網絡音頻信號，不與外網相連，為音頻傳輸預留足夠的網絡帶寬，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性。考慮到遠程制作的需求，需要為系統(tǒng)內2臺核心交換機配置單模光模塊和單模光纖，以備Dante網絡音頻信號的遠距離傳輸。

基于上述功能需求，且保障系統(tǒng)的穩(wěn)定，在系統(tǒng)配置中，包括交換機、無線傳聲器系統(tǒng)、調音臺和接口箱在內的各類Dante音頻、傳輸設備都采用Redundant（冗余）模式。系統(tǒng)設計共使用了6臺SG350-10MP型千兆交換機，構建主備兩條信號鏈路，primary接口連接至主交換機，secondary接口連接至備交換機，系統(tǒng)網絡架構如圖1所示，primary接口和secondary接口的連接如圖2所示。網線和交換機的數量增加了一倍，如果兩條鏈路中的一路出現問題，另一路可以無縫切換，保障音頻信號不會中斷，大大提升了現場音頻制作系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

基于交換機的系統(tǒng)網絡架構，其中，2臺作為系統(tǒng)的主、備交換機，每臺增加一只單模光纖模塊，并定制專門航空箱（見圖3）；3臺交換機用于無線傳聲器系統(tǒng)建立Redundant模式，設置于無線傳聲器機箱內，其中的2臺作為傳聲器Dante音頻信號傳輸的主、備交換機，1臺交換機配置舒爾無線傳聲器系統(tǒng)和無線耳監(jiān)等設備，結合SHURE WWB軟件，進行無線系統(tǒng)的頻率配置和信號監(jiān)測等；還有1臺交換機用于建立音源的信號路由，其配置服務器、Waves Y16卡、Waves插件，可兼容SOUNDGRID格式網絡音頻協議，讓現場調音能夠用到更多錄音棚品質的插件。

對于交換機的配置，為確保所有端口的POE (Power Over Ethernet)供電功能，以及節(jié)能功能處于關閉狀態(tài)，需打開所有的端口并設置在一個編組內，使用DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，動態(tài)主機配置協議）模式，只要Dante音頻設備連接交換機上，就會自動獲得一個IP地址，可以在Dante網絡中被發(fā)現和配置。

將擴增到的DGAT2基因啟動子片段連接pMD19-T構建中間載體，通過雙酶切及連接反應將pCAMBIA1304-35s中的35s啟動子替換成DGAT2基因啟動子，得到promoter-DGAT2-pCAMBIA1304重組載體(圖3)，重組質粒通過雙酶切法進行驗證，結果顯示其片段與目的片段大小一致，載體構建完成(圖4)。

圖1 音頻系統(tǒng)的網絡架構

圖2 接口箱的primary接口和secondary接口

圖3 Dante音頻系統(tǒng)的主、備交換機

2.2 調音臺與接口箱的配置

調音臺作為音頻系統(tǒng)的核心設備，其性能、處理能力和操作界面，直接決定了音頻制作的音頻信號的質量和易操作性。在《非誠勿擾》以往的音頻信號制作中，系統(tǒng)配置了2張調音臺和1臺接口箱，操作時需要兩位調音師共同完成。主調音臺為SOUNDCRAFT Vi6，負責手持傳聲器、頭戴傳聲器和多路現場播放素材的音頻信號混合，以及送至轉播車和擴聲系統(tǒng)的編組信號分配，合計30路輸入，24路輸出，1臺接口箱；語言調音臺為YAMAHA LS9-32調音臺，本身無法添加接口箱，負責24支鵝頸傳聲器的混音操作，需要24路輸入，4路輸出。

改造方案要求：（1）調音臺數量精簡，盡量做到1位調音師和1張調音臺就能完成操作；（2）增加接口箱的數量，方便連接舞臺上下場口周圍各工位需要接入系統(tǒng)的設備以及分散在舞臺兩側的功率放大器和無線傳聲器、鵝頸傳聲器等設備；（3）考慮到兼容音樂類節(jié)目和大型綜藝節(jié)目的錄制需求，要求調音臺系統(tǒng)具備至少72路模擬音頻輸入，48路模擬音頻輸出，16通道以上AES3音頻輸入，16通道以上AES3音頻輸出，支持Dante音頻協議。

綜合方案要求及設備性能，系統(tǒng)的控制部分形成了YAMAHA CSD-R7為主調音臺，YAMAHA QL5為備份調音臺，以及4臺配套的Rio3224-D2 Dante接口箱為信號交換的架構。在日常節(jié)目錄制中，使用CSD-R7主調音臺進行錄制，一旦其出現問題，立刻通過更換網線的方式將備調音臺連接到Dante交換機，并調用對應的場景文件，立刻實現對現場音頻信號的接管與控制。

CSD-R7調音臺的通道處理方面，最高可以處理120個音頻輸入通道，擁有60個MIX母線，24個Matrix母線，在配置了HY144D Dante音頻卡和Dante接口箱后，可滿足《非誠勿擾》54路音頻信號輸入、24路編組信號輸出的需求，對于音樂類節(jié)目復雜的現場信號制作綽綽有余。在推子數量方面，該調音臺臺面擁有38個推子，可滿足《非誠勿擾》經常調整輸入信號放在同一面的推子排布，無需翻層。在效果插件方面，該調音臺內建48種插件，384個插件槽，涵蓋了多段壓縮、光學壓縮、磁帶模擬、基頻提升、模擬均衡以及不同類型的混響、延時等插件，在不依賴外置效果器的情況下，也能滿足語言甚至音樂類節(jié)目的調音需求。在自動混音和圖示均衡方面，該調音臺擁有48個GEQ虛擬機架，每個機架2通道，合計96通道；同時，在GEQ機架中可以添加最多64通道的Dugan自動混音插件，對于語言類節(jié)目而言，Dugan插件可以大大減少傳聲器之間的串音，讓語言聽感更清晰，同時大大降低了因為傳聲器數量過多而導致嘯叫的可能性。在效果處理方面，選用兩張Waves Y16卡，配合Waves Extreme服務器，實現了最多32機架的Waves效果鏈路處理，使處理后的音質有錄音棚的品質。

QL5作為系統(tǒng)的備份調音臺，在通道處理方面，其最大可處理64路單聲道及8組立體聲輸入通道，擁有16路MIX母線輸出通道、8個MatriX輸出通道、1個立體聲和1個單聲道輸出通道，也能滿足《非誠勿擾》等語言類節(jié)目的制作需求；在本地硬件接口方面，該調音臺本地具有32路模擬輸入接口、16路模擬輸出接口、1對（2通道）AES/EBU數字輸出接口以及2個MY擴展卡插槽，對于通道數量不多的擴聲制作和節(jié)目錄制，調音臺自帶的輸入輸出都可以滿足需求，如果通道數量不夠，可以采用添加Dante接口箱的方式加以擴展；在推子數量方面，該調音臺擁有34個推子，支持自定義推子排布；在效果插件方面，該調音臺內置了8個雙通道效果機架，提供54種效果器選擇；在自動混音和圖示均衡方面，該調音臺提供16個31段雙通道GEQ機架，最多支持16路自動混音，在這一方面對于《非誠勿擾》的節(jié)目制作而言是不夠的，于是配置了1張Dugan MY卡，擴充了16通道的自動混音能力，使其最多支持32通道的傳聲器自動混音。

圖4 安裝完畢的Rio3224-D2 DANTE接口箱

對于接口箱的配置，考慮到《非誠勿擾》工位多、場地大的實際情況，配置了4臺雅馬哈Rio3224-D2 Dante接口箱，該接口箱有32路模擬音頻輸入，16路模擬音頻輸出，8路AES3數字音頻輸出，如圖4所示。在節(jié)目錄制時，常態(tài)情況下使用2臺接口箱，分別置于舞臺上下場口，如果需要增加額外的輸入輸出信號而現有接口箱的位置又無法滿足時，使用另外2臺接口箱，單獨使用6類網線連接至交換機。

2.3 無線傳聲器的配置

傳聲器作為節(jié)目制作聲音采集的環(huán)節(jié)，是直接決定節(jié)目音質的重要關卡。在以往《非誠勿擾》節(jié)目錄制中，主要使用模擬無線系統(tǒng)SHURE UR系列。在這次改造中，考慮兼顧大型音樂類節(jié)目的無線傳聲器需求，改用SHURE AD系列數字無線系統(tǒng)對無線傳聲器進行提檔升級。

數字無線傳聲器技術是近幾年音頻制作領域頗為偏愛的技術，與模擬無線系統(tǒng)相比，在音頻質量方面，由于少了傳統(tǒng)模擬射頻的壓擴電路，聲音動態(tài)的損失更??；在射頻傳輸方面，由于AD轉換模塊置于發(fā)射機中，射頻信號中實際傳輸的為數字信號，其抗干擾能力和糾錯能力更強，每個發(fā)射機所占的帶寬也更窄，頻率規(guī)劃更為方便。

在發(fā)射機方面，使用SHURE AD1腰包發(fā)射機和AD2手持發(fā)射機，配合DPA D:FINE頭戴傳聲器頭、BETA53頭戴傳聲器頭和BETA58手持傳聲器頭使用。這些傳聲器頭是江蘇臺音頻團隊常用的型號，具備大家所熟悉的音色，對調音制作而言則會有更好的把控。

在接收機方面，使用SHURE AD4Q接收機，每臺接收機擁有4個接收通道，可以輸出模擬音頻信號或者AES3數字音頻信號，同時該接收機也支持Dante格式的音頻輸出，可以非常方便地接入Dante網絡音頻系統(tǒng)。不論是UR系列的模擬無線傳聲器系統(tǒng)，還是AD系列的數字無線傳聲器系統(tǒng)，都可以很方便地使用WWB頻率管理軟件，進行射頻信號的規(guī)劃與監(jiān)測。同時，AD4Q接收機還有專門為YAMAHA調音臺設計的Dante音頻模式，如圖5所示，可以直接被支持的YAMAHA調音臺識別。

2.4 錄音工作站和信號轉換器的配置

在系統(tǒng)的實際設計過程中，有些經典的模擬設備，諸如UA 1176、lexicon480混響等，對于音樂類節(jié)目的現場制作都是必不可少的，而且為了獲得較為理想的音質，標準線路電平的輸入、輸出和高精度的AD與DA模塊也是必不可少的。為了同時滿足錄音和信號格式轉換的需求，配置了1臺AVID MTRX STUDIO音頻接口，其具有2個話放，16個線路輸入和輸出，還有16個通道的ADAT輸入和輸出，在實現64軌Dante信號輸入輸出的同時，還可以進行高質量的模擬線路信號、ADAT數字音頻信號和Dante網絡音頻信號間任意兩種音頻信號的格式互轉，也可以作為CUE STATION，對Dante鏈路中任意節(jié)點進行信號檢查，而且不會影響正常的音頻信號制作。

圖5 AD4Q接收機設置的Dante音頻的YAMAHA模式

3 Dante音頻系統(tǒng)的現場架設與調試

前期充分的準備工作和對設備的充分了解，使整個系統(tǒng)設計方案的實施可以準確、高效地進行，架設與調試的過程步驟如下。

3.1 在航空箱內安裝設備

按照原有的規(guī)劃，為系統(tǒng)交換機、主備調音臺、接口箱、無線傳聲器系統(tǒng)、無線耳監(jiān)、效果服務器、錄音工作站等設備都專門定制了航空箱，在設備拆封后，將設備分門別類裝箱，對于不需要頻繁拆裝的設備，將線材和電源使用扎帶進行固定安裝并做標記，做到路由明了，簡潔美觀。

3.2 確定現場調音工位設備的碼放方式

在進行設備碼放前，首先進行調音工位設備擺放的設計。Waves服務器和錄音工作站由于調音師需要經常操作，在主調音臺旁空線材箱上搭建臨時工作臺進行架設。系統(tǒng)主備交換機作為系統(tǒng)信號路由的核心，和裝有Dante Controller的系統(tǒng)的筆記本電腦一起置于Waves服務器上。1號接口箱、功放機柜和無線傳聲器機柜擺放在調音臺右側，方便與接口箱的互聯，同時也為轉播車現場接口箱預先留下擺放空間。2號接口箱置于舞臺下場口功放柜旁，方便連接13～24號鵝頸傳聲器、下場口側功放機柜和下場口附近工位的音頻信號。

3.3 設備Dante模式的配置與互聯

按照設計方案，具備Dante功能的設備都處于Redundant模式下運行。主備兩條鏈路使用兩種顏色的線纜分別連接各設備端口，在所有設備通電后，檢查主備調音臺、接口箱、無線傳聲器系統(tǒng)的Dante端口配置是否處于Redundant模式，圖6、圖7分別為接口箱、AD4Q接收機的Redundant模式，IP地址是否為自動分配狀態(tài)。對于Rio3224-D2 Dante接口箱，按照其航空箱上的編號，在設置時分別對應地址Y001、Y002、Y003和Y004。在交換機配置正常的情況下，Dante網絡中的設備即可互相發(fā)現并配置。

對于CSD-R7調音臺而言，由于HY Dante卡在其中是作為擴展卡而存在，所以在輸入輸出的路由配置上需要經過兩次路由設置。對于輸入通道，需要先配置接口箱輸入到HY Dante卡的路由，再配置HY Dante卡到CSD-R7輸入通道的路由；對于輸出通道，需要先配置CSD-R7輸出通道到HY Dante卡的路由，再配置HY Dante卡到接口箱輸出通道的路由，這與以往的操作習慣有所不同，但是如果能夠實現對物理端口的合理命名，這個配置也會非常高效明確。

3.4 時鐘狀態(tài)的配置和監(jiān)測

對于音頻系統(tǒng)的Dante網絡而言，基于IEEE 1588 PTP時鐘協議，時鐘精度非常高。然而，一旦時鐘失鎖，音頻信號就會啞音，甚至無法發(fā)現設備，所以，對Dante網絡中音頻設備的時鐘狀態(tài)監(jiān)測就變得尤為重要。

在《非誠勿擾》音頻系統(tǒng)中，指定CSD-R7調音臺作為系統(tǒng)的主時鐘（見圖8），在調音臺內部，其時鐘源由HY Dante卡提供。在設備正常連接后，在Dante Controller的CLOCK STATUS中監(jiān)測時鐘狀態(tài)，確保系統(tǒng)中只有CSD-R7調音臺一個主時鐘，其余設備都為SLAVE模式，同時檢查每一個設備的延時情況，確保每個設備的延時都在1 ms以內。

圖6 接口箱的Redundant模式設置

圖7 AD4Q接收機的Redundant模式設置

圖8 CSD-R7調音臺的時鐘源設置

4 總結

此次基于Dante網的現場音頻系統(tǒng)架構是江蘇衛(wèi)視真正意義上的基于網絡架構的音頻系統(tǒng)，在實際調試和使用中，與以往的系統(tǒng)相比，大大減低了布線的難度，信號質量高，信號路由自由，在對端口合理命名的情況下，排查問題也很方便；同時，對于音頻技術團隊也是一次難得的網絡音頻知識學習。在網絡時代，音頻制作的空間更大，對調音師知識積累的要求也越來越高，因此，網絡知識也應納入音頻工程師需要掌握的專業(yè)知識體系中。