李 樹

（營(yíng)口新聞傳媒中心，遼寧 營(yíng)口 115000）

0 引言

營(yíng)口新聞傳媒中心的電臺(tái)播控系統(tǒng)支持AES67+AES70 標(biāo)準(zhǔn)，核心設(shè)備都具有支持Dante 協(xié)議的IP 化音頻（Audio over IP，AOIP）接口。針對(duì)廣播直播間、總控監(jiān)控切換以及聲光電信號(hào)報(bào)警的全新技術(shù)平臺(tái)功能完善，設(shè)備電源與網(wǎng)絡(luò)接口采用冗余設(shè)計(jì)，主、備設(shè)備齊全，便于切換；多重信號(hào)傳輸鏈路穩(wěn)定可靠，具有信號(hào)流程圖顯示功能，方便值班人員快速判斷故障點(diǎn)，大大提高了維修、維護(hù)工作效率，讓廣播的播控真正實(shí)現(xiàn)了IP 化、智能化、數(shù)字化的管理，滿足廣播安全優(yōu)質(zhì)播出要求。

1 設(shè)計(jì)思想

本著先進(jìn)性、合理性、全面性的基本原則，建立一套新的IP 化、數(shù)字化、智能化現(xiàn)場(chǎng)廣播節(jié)目播控管理系統(tǒng)，對(duì)于有效提高現(xiàn)場(chǎng)廣播節(jié)目播出的服務(wù)質(zhì)量和廣播安全性、有效減輕現(xiàn)場(chǎng)值班工作人員壓力、提高廣播工作效率、保障安全準(zhǔn)時(shí)播出、節(jié)省廣播維護(hù)設(shè)備經(jīng)費(fèi)等各個(gè)方面都具有重大的實(shí)用意義。按照國(guó)家廣播電視總局安全開展廣播電視新聞播出節(jié)目總體管理工作的國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展總方針，即不間斷、高質(zhì)量、既經(jīng)濟(jì)、又安全的電視播出節(jié)目總體管理工作目標(biāo)要求，營(yíng)口新聞傳媒中心根據(jù)實(shí)際需要，精心設(shè)計(jì)該套電視播出管理系統(tǒng)。初期確定的系統(tǒng)需求具體如下：

（1）系統(tǒng)能夠?qū)ε_(tái)內(nèi)各直播間節(jié)目的3 條鏈路傳輸信號(hào)即主路AOIP 網(wǎng)絡(luò)音頻、備1AES3 數(shù)字音頻、備2 模擬音頻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；

（2）可以通過手動(dòng)操作對(duì)主路和備路信號(hào)進(jìn)行應(yīng)急切換；

（3）可以通過大屏對(duì)各種音頻數(shù)字信號(hào)各工作節(jié)點(diǎn)及相關(guān)設(shè)備的工作運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；

（4）可以對(duì)矩陣主備機(jī)進(jìn)行故障切換操作；

（5）可以對(duì)電力供電進(jìn)行切換；

（6）整套系統(tǒng)采用北斗+GPS 雙衛(wèi)星校時(shí)，監(jiān)測(cè)和工作時(shí)間與衛(wèi)星時(shí)間一致；

（7）整套系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，布局合理；

（8）系統(tǒng)須性能穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)安全；

（9）整套系統(tǒng)能夠?qū)Σタ貙?shí)現(xiàn)智能化、科學(xué)化的管理。

2 技術(shù)核心及特點(diǎn)

基于Dante 協(xié)議的AOIP 播控系統(tǒng)主要結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)數(shù)字音頻處理技術(shù)、數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)信息管理技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)軟件數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、電路控制技術(shù)等多種核心技術(shù)，構(gòu)建了一個(gè)現(xiàn)代化的廣播播控技術(shù)管理體系[1]。

2.1 Dante 協(xié)議

Dante 協(xié)議技術(shù)的傳輸速率和密度較高（24 bit/48 kHz 不壓縮音頻），可在百兆網(wǎng)中雙向傳輸64 通道，在千兆網(wǎng)中雙向傳輸400 通道以上；傳輸時(shí)間和延時(shí)極低（百微秒級(jí)），可以自動(dòng)化發(fā)現(xiàn)和管理設(shè)備裝置，具有高精度、低成本的顯著優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)可以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備并進(jìn)行配置，可以任意進(jìn)行音頻流的調(diào)度和設(shè)備切換。如果一個(gè)支持該協(xié)議的設(shè)備發(fā)生損壞需要更換，新機(jī)器系統(tǒng)會(huì)被自動(dòng)識(shí)別，不需要對(duì)新設(shè)備進(jìn)行任何配置，極大方便了專業(yè)技術(shù)人員的日常保養(yǎng)和維護(hù)。采用該技術(shù)后，所有音頻信號(hào)源都在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)路由中，只需要通過軟件界面就可以輕松地改變音頻信號(hào)的通路。

2.2 AOIP 播控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)可靠性與高靈活性的完美結(jié)合

AOIP 技術(shù)是基于以太網(wǎng)第三層的高保真、實(shí)時(shí)、多路、高質(zhì)量音頻雙向傳輸技術(shù)，利用標(biāo)準(zhǔn)IP網(wǎng)絡(luò)，在設(shè)備發(fā)現(xiàn)、設(shè)備維持、異構(gòu)接入、路由管理、主備冗余等方面表現(xiàn)十分突出。AoIP 播控系統(tǒng)是一個(gè)非常完備的AOIP 技術(shù)體系。系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、IT 化的設(shè)計(jì)理念，采用IEEE 1588 時(shí)鐘協(xié)議，保證音頻網(wǎng)內(nèi)的音頻信號(hào)同步，通過網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸技術(shù)真正做到了音頻信號(hào)采集、監(jiān)控、技術(shù)分析、網(wǎng)絡(luò)調(diào)度、信號(hào)傳輸?shù)娜溌贰⒕W(wǎng)絡(luò)化互聯(lián) 互通[2]。

2.3 智能化的管理平臺(tái)

本項(xiàng)目采用10 塊顯示器拼接成大型屏幕墻，通過區(qū)域性功能劃分，完成流程圖、機(jī)架設(shè)備圖、分頻道綜合顯示圖以及純音頻彩條的顯示。音頻信號(hào)數(shù)據(jù)庫(kù)在可視化呈現(xiàn)方面，使用音頻柱狀信號(hào)電平表、聲道信號(hào)相關(guān)電平表、頻譜變化分析圖、實(shí)時(shí)波形圖、環(huán)境溫度和濕度變化監(jiān)測(cè)等多種綜合信息呈現(xiàn)技術(shù)手段。同時(shí)對(duì)監(jiān)控播出視頻信號(hào)的圖像質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行基于DSP 的AOIP 原始碼的數(shù)據(jù)運(yùn)算流的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)分析和視頻報(bào)警數(shù)據(jù)處理，算法包括基于聲紋技術(shù)的內(nèi)容一致性比對(duì)和延時(shí)量的提取等。

2.4 完備的數(shù)據(jù)冗余備份網(wǎng)絡(luò)

系統(tǒng)包括主備矩陣、有源無線數(shù)字視頻音分、智能音頻切換器、音頻數(shù)據(jù)處理器、墊樂機(jī)、AT100網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸器等核心設(shè)備，均配有冗余雙電源，確保電源系統(tǒng)具有最大的安全系數(shù)；使用雙矩陣方式，將一些互備信號(hào)分別安置在兩個(gè)不同的矩陣內(nèi)，并對(duì)關(guān)鍵信號(hào)做主備雙矩陣冗余，可降低單一矩陣故障帶來的風(fēng)險(xiǎn)；每套節(jié)目播出通路均建立多傳輸介質(zhì)、多傳輸鏈路，互為熱備份；轉(zhuǎn)播返送通路采用雙AES+AOIP 互為熱備份，分別送入直播調(diào)音臺(tái)；網(wǎng)間隔離系統(tǒng)、慢錄系統(tǒng)都配置主備雙備份；傳送到發(fā)射臺(tái)的信號(hào)有AOIP（網(wǎng)絡(luò)信號(hào)）、光機(jī)（AES/EBU 信號(hào)）及微波（ANALOG）三路信號(hào)，信號(hào)源切換可通過本地物理按鍵或遠(yuǎn)程控制面板操作，兩種操作方式互為熱備份[3]。

3 系統(tǒng)組成

該套系統(tǒng)主要針對(duì)廣播電臺(tái)拓展直播參與形式和播控，監(jiān)控設(shè)備工作狀態(tài)，整體監(jiān)測(cè)報(bào)警，進(jìn)行智能控制。該套系統(tǒng)的核心設(shè)備由網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字調(diào)音臺(tái)、主備播出音頻工作站、主備AOIP 平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)視頻直播間監(jiān)控系統(tǒng)、主備多節(jié)點(diǎn)鏈路自動(dòng)控制器子系統(tǒng)、多節(jié)點(diǎn)自動(dòng)監(jiān)控控制子系統(tǒng)、視頻多鏈路信號(hào)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控子系統(tǒng)、信號(hào)慢錄主備系統(tǒng)、一播四工作站系統(tǒng)等組成。主備鏈路數(shù)字矩陣、AOIP智能四選一、AOIP 五頻段音頻處理器、AOIP 多通道遠(yuǎn)程傳輸器等組成了全流程IP 化音頻傳輸及更智能的播控工作體系。直播間系統(tǒng)設(shè)備連接及業(yè)務(wù)流程如圖1 所示。

圖1 直播間系統(tǒng)流程圖

在圖1 所示的廣播直播間數(shù)字播出語(yǔ)音鏈路中，核心語(yǔ)音設(shè)備是一臺(tái)具有AOIP 技術(shù)核心功能的數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)化調(diào)音臺(tái)。其他的語(yǔ)音信源還包括4 路有線話筒、兩臺(tái)主備都是數(shù)字信號(hào)的播出音頻工作站、數(shù)字電話熱線導(dǎo)播混音系統(tǒng)、監(jiān)聽耳機(jī)音箱、8 路監(jiān)聽耳機(jī)音源分配器、1 臺(tái)可以連接互聯(lián)網(wǎng)的平板電腦以及總控平臺(tái)對(duì)講等。直播間音頻輸出一路延時(shí)前的數(shù)字信號(hào)被發(fā)送到總控的音頻矩陣，數(shù)字、模擬輸出音頻信號(hào)分別經(jīng)過一路延時(shí)器輸出后，分別送給總控矩陣及音頻四選一[4]。直播間輸出的AOIP 信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)交換器進(jìn)入路由矩陣。直播間的轉(zhuǎn)播信號(hào)有傳統(tǒng)信號(hào)接入和AOIP信號(hào)兩路方式，如果傳統(tǒng)線路出現(xiàn)故障，可以從AOIP 信號(hào)直接調(diào)入進(jìn)行應(yīng)急，確保信號(hào)的安全播出，做到萬無一失。

4 AOIP 系統(tǒng)工作圖

AOIP 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2 所示。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，使用一根網(wǎng)線就搭建了直播信號(hào)到總控最后輸出發(fā)射臺(tái)的鏈路體系，實(shí)現(xiàn)了多個(gè)通道多方向的傳輸，避免了傳統(tǒng)線纜的相互干擾、信號(hào)衰減等，省去了鋪設(shè)大量信號(hào)線的工作，還節(jié)約了成本，也滿足了高質(zhì)量信號(hào)傳輸?shù)囊?。同時(shí)，技術(shù)人員利用網(wǎng)絡(luò)化的優(yōu)勢(shì)，將發(fā)射臺(tái)的信號(hào)也納入網(wǎng)絡(luò)管理體系，在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)完成了信號(hào)傳輸、回傳監(jiān)測(cè)及設(shè)備信號(hào)檢測(cè)等工作，提高了工作效率及傳輸質(zhì)量[5]。

圖2 AOIP 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

5 結(jié)語(yǔ)

該套系統(tǒng)實(shí)施完畢后，在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上采用N&N 網(wǎng)間數(shù)據(jù)安全傳輸系統(tǒng)隔離了制播網(wǎng)與辦公網(wǎng)、辦公網(wǎng)與監(jiān)聽監(jiān)看網(wǎng)，降低了制播網(wǎng)、監(jiān)聽監(jiān)看網(wǎng)的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，提升了專網(wǎng)的穩(wěn)定性。同時(shí)，讓3 套直播節(jié)目在節(jié)目參與方式上與時(shí)下最新通信方式相結(jié)合，拉近了聽眾與主持人的距離。在音視頻播控方面，可以對(duì)各節(jié)點(diǎn)信號(hào)進(jìn)行監(jiān)聽、監(jiān)測(cè)，故障自動(dòng)墊樂并報(bào)警，減少了人為錯(cuò)誤故障，降低了故障率。經(jīng)過安裝調(diào)試和實(shí)際運(yùn)行，該套系統(tǒng)在應(yīng)用中受到

各廣播頻道主持人以及播控值機(jī)員的一致認(rèn)可。系統(tǒng)不但具有對(duì)每臺(tái)故障檢測(cè)設(shè)備的自動(dòng)實(shí)時(shí)切換管理功能，同時(shí)還具備對(duì)所有音頻電視信號(hào)源的自動(dòng)監(jiān)聽、監(jiān)視并實(shí)現(xiàn)故障實(shí)時(shí)報(bào)警的功能，值機(jī)員可以隨時(shí)通過流程圖系統(tǒng)直觀地查看到每個(gè)故障發(fā)生點(diǎn)，大大降低了處理播控故障需要的時(shí)間，減輕了值機(jī)員的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了安全高質(zhì)量的播出工作。