桂華強，張 新，盛 國

（1中國電信股份有限公司浙江分公司 浙江 杭州 310000）

（2浙江郵電職業(yè)技術學院 浙江 紹興 312016）

0 引言

面對現行的廣播電臺播放系統(tǒng)和機房應用過程中存在的隔音質量差、機房設備性能低等問題，本文結合現代化信息技術和物聯(lián)網技術，對如何促進廣播電臺數字化升級和機房改造展開了研究分析。首先闡述了廣播電臺數字化和機房升級改造所需要遵循的原則和思路，接著從廣播電臺播控系統(tǒng)、機房與接地設計、音頻工作站改造等方面，實現了廣播電臺的數字化轉型與機房升級改造，進一步推動了廣播電臺系統(tǒng)的數字化、網絡化進程的發(fā)展[1]。

1 總體設計原則和思路

1.1 總體設計原則

首先廣播電臺數字化與機房升級改造，需要嚴格遵循《有線廣播錄音播音式設計規(guī)范和技術用房技術要求》、《電子信息系統(tǒng)機房設計規(guī)范》等相關規(guī)范標準，以此幫助廣播電臺機房升級改造過程中實現防雷接地設計、消防設計、網絡、隔音吸音、空調、安防監(jiān)控等多方面的設計。其次需要增加廣播機房房間，如錄音室、審片室、播控機房以及直播間等機房，從而實現對廣播電臺用房、播控設備的統(tǒng)一配置廳保障，還能夠實現對工作人員的統(tǒng)一管理。

此外，廣播電臺的播控系統(tǒng)設計需要遵循《廣播電臺數字化網絡化建設白皮書》[2]的相關技術標準，以此實現對廣播電臺的數字化及設備改造升級。也可以利用5G傳輸技術與云采編技術實現互聯(lián)網+廣播直播業(yè)務設計，從而滿足廣播電臺數字化升級的需要。因此針對廣播電臺數字化與機房升級改造，本文從廣播制播系統(tǒng)、網絡服務以及傳輸播控系統(tǒng)等方面，實現對廣播電臺系統(tǒng)的數字化、網絡化、集約化以及自動化設計改造。

1.2 設計思路

1.2.1 具備安全性與保密性功能

廣播電臺的節(jié)目穩(wěn)定播出，需要播出系統(tǒng)具備可靠性與安全性，只有這樣才能夠為用戶提供高質量節(jié)目。而廣播電臺播出系統(tǒng)的可靠性與安全性主要源自系統(tǒng)的軟件設備和硬件設備等方面。由于廣播電臺處于每天24小時連續(xù)不斷的工作狀態(tài)，高質量的軟件、硬件等設備可有效降低廣播電臺的故障率。為了進一步保障廣播電臺的穩(wěn)定性，需要對其音頻工作站系統(tǒng)進行數字化升級改造，使其擁有容錯能力、完善的備份機制以及防御突發(fā)事件的能力。一旦發(fā)生問題，能夠及時實現安全保障。

1.2.2 模塊化設計和兼容性

廣播電臺數字化升級和機房改造，其系統(tǒng)可以利用模塊化結構來實現，構成多個獨立的功能模塊，結合數據庫、軟件模塊兩者之間的互聯(lián)，可以使廣播電臺的系統(tǒng)擁有可擴展性。此外，還能實現對節(jié)目的采、編、審以及播放等部分的分離。針對廣播電臺設計，可以利用先進的技術與靈活的配置，使廣播電臺的節(jié)目具備靈活性，從而滿足不同階段的需求。并且還要具備多種數據格式的兼容性，更好地實現節(jié)目播出。

2 廣播電臺制播系統(tǒng)的數字化設計及實現

2.1 廣播電臺總機房數字化總體設計

廣播電臺機房的數字化升級改造，涉及音頻工作站系統(tǒng)、播控系統(tǒng)以及監(jiān)聽監(jiān)測系統(tǒng)等多方面，具體廣播電臺機房總控系統(tǒng)設計示意圖見圖1所示。

圖1 廣播電臺總控系統(tǒng)設計示意圖

2.2 播控系統(tǒng)設計

該系統(tǒng)作為廣播電臺音頻傳輸與交換系統(tǒng)的核心部分，擁有傳輸、分配、調度、監(jiān)聽監(jiān)測和應急播出與同步慢錄廣播電臺節(jié)目的作用，以此為電臺節(jié)目的播出提供了安全保障。廣播電臺直播室通過AES/EBU輸出信號延時后，傳輸到跳線盤，再經過音頻分配器待音頻智能切換器（四選一）上[3]。一般智能音頻區(qū)切換器處于自動切換備份信號的狀態(tài)，直播室輸出信號在經過播控系統(tǒng)的作用下會被直接傳送到光發(fā)機至調頻發(fā)射臺。如果廣播電臺節(jié)目直播室發(fā)生事故時，可以借助音頻智能切換器根據系統(tǒng)設置，實現對通道狀態(tài)的檢測，并結合通道的情況自動切換至下一個備份的信號通道上。當原信號通道的信號恢復正常狀態(tài)之后，切換器會自動將信號切換到原來的信道上。如果主直播室和備直播室兩者，在進行廣播節(jié)目時發(fā)送故障，切換器會采用緊急備份補樂信號，以此保障廣播電臺零秒停播。針對應急措施，最能直觀地體現在跳線盤設計，緊急情況下通過人工跳線方式，實現對信號的切換，從而保障廣播電臺播控系統(tǒng)安全。

2.3 播控機房與接地設計

廣播電臺播控機房作為電臺信號的集結地，其接地系統(tǒng)設計直接對廣播電臺播控系統(tǒng)的技術性能有著直接的影響。如播出設備的機架、控制臺以及播出設備等均需要實現接地。為能夠有效避免噪聲干擾等問題出現，需要從播控機房的機架、控制臺以及其他相關邊界設施的接地設計方面實現升級改造，直接與主設備接地點進行鋪設200 mm×0.5 mm的銅片，通過利用這些銅片實現與機架底部的接地。這樣將系統(tǒng)網絡設計從單點接地，構成輻射狀以此形成星形系統(tǒng)，從而保障每個機房設備都能實現接地。

2.4 應急信號切換墊播設計

廣播總控機房數字化系統(tǒng)的信號輸入端有模擬、AFS/FBU數字輸入兩種平衡模式。信號輸出端有模擬量轉化成相應的數字輸出、錄音存數后數字輸出、輸入以及直接輸出等模式。針對機房的升級改造過程當中，需要利用AFS/FBU數字輸入模式[4]，實現對輸出端的輸出信號改造，并安排合理的數字音頻分配器進行安裝，通過計算機實現對音頻播放工作的控制。本文設計了一套安全可靠的播出信號智能化切換和墊播系統(tǒng)，在數字技術和模擬量音頻輸入接口等技術的作用下才能實現音頻信號錄入及回放功能等。為提高應急信號切換墊播系統(tǒng)的工作效率，在機房升級改造時，還可以配備相對應的平衡輸出接口與顯示裝置。

（1）音頻工作站改造

廣播電臺機房的音頻工作站主要由存儲系統(tǒng)、服務器以及網絡等部門組成，具體結構見圖2所示。

圖2 音頻工作站系統(tǒng)設計示意圖

（2）服務器改造升級

服務器是廣播電臺節(jié)目音頻局域網設計的核心。通過在服務器中安裝相關操作系統(tǒng)和應用軟件，可以實現對音頻工作站的管理。但如果服務器硬件發(fā)生事故，就會導致整體網絡處于癱瘓狀態(tài)，由此可見廣播電臺機房中的服務器對節(jié)目的播出有著至關重要的作用。因此，可以通過機房中的單服務器升級為雙服務器，借助服務器群集技術、磁盤陣列技術和SCSI總線將服務器進行連接在一塊。然后，選擇借助總線和網絡監(jiān)視器等設備，實現對主服務器的運行情況進行監(jiān)測，當主機發(fā)生故障問題時，可以直接將主服務器替換到處于等待狀態(tài)的備份服務器上，以此實現維持廣播電臺節(jié)目的網絡通信和數據操作等方面的工作，從而保障電臺節(jié)目播出的連續(xù)性[5]。

2.5 磁盤陣列與網絡通信設計

在雙服務器中設計磁盤陣列，可以有效保障系統(tǒng)的連續(xù)運行不中斷。這樣一來，當其中一臺服務器發(fā)生故障時，通過磁盤陣列直接接管存在故障問題的服務器工作，從而為系統(tǒng)不間斷運行提供有效保障。此外，從網絡結構方面，需要根據廣播系統(tǒng)當中不同工作站的數據流量消耗情況，選擇千兆、萬兆以太網，借助交換機，為廣播電臺節(jié)目播出提供高帶寬、靈活性、可擴展性的網絡傳輸效果，從而有效避免節(jié)目播出網絡阻塞的情況發(fā)生。

2.6 聲卡設計

廣播電臺播控時，數字音頻工作站離不開專業(yè)音頻聲卡，而聲卡的質量對節(jié)目播出聲音的質量有著直接的影響。因此，在直播間、播出工作站以及錄制室的升級改造時，需要選擇先進、質量良好的聲卡，如法國PCX924聲卡。該聲卡不僅擁有硬件解壓縮功能，還具備降低計算機CPU運算時間占用和提速的作用。所以，該聲卡的選擇能夠有效滿足廣播電臺對音頻技術指標的需求。

為避免對廣播電臺節(jié)目播出造成影響，需要借助計算機才能夠實現時間同步控制。通過利用外接時鐘信號與電臺校時機的CM/S時鐘進行同步設計，以此可以實現利用網絡中其他計算機，通過時鐘同步軟件查詢上述計算機網內IP位置的時鐘信號，以此實現同步整個網絡時鐘的目的[6]。

2.7 監(jiān)聽與監(jiān)測功能設計

廣播電臺的監(jiān)聽監(jiān)測系統(tǒng)設計，能夠實現對機房的運行狀況以及故障等方面進行實時的監(jiān)測和分析，從而為廣播電臺的播出系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行提供有效保障。因此，針對此方面的升級改造，本文利用FORTUVFAM多通道音頻幅度監(jiān)測儀，實現對音頻的監(jiān)測以及音頻幅度的顯示、采集與分析和提示等功能作用。還能夠實現對主、備直播間的節(jié)目數字信號進行輸送的作用。借助視頻圖形陣列分配器，還能夠將監(jiān)測儀輸出的視頻信號直接傳輸到直播室、總控室以及監(jiān)視主機上，并利用設備將其顯示出來，從而促進廣播電臺節(jié)目的播出質量有效提高。該系統(tǒng)設計時還需要融入故障預警功能，以此實現對廣播電臺總控系統(tǒng)的運行實時監(jiān)測，為值班人員的監(jiān)測管理工作提供便利[7]。

3 機房改造升級

3.1 直播間改造升級

在廣播電臺中直播間作為節(jié)目播出的重要核心部分，先對其隔音吸音和降噪方面進行改造，需要利用先進技術與材料，對其進行改造升級，以此滿足播音室聲學的需要。針對直播間升級改造時，還需要從直播間的裝修和燈光處理等方面為切入點進行設計，希望能夠滿足未來廣播電臺視頻直播的需求。直播間的改造升級要根據廣播電臺直播間的實際面積為基礎，選擇專用消防裝修材料、國家標準EO級甲醇效率以及輕鋼龍骨與防火涂料等，對直播間進行改造升級。

通過龍骨吊頂，結合吸音板和隔音玻璃，并在中間放置吸音棉，實現直播間墻體的處理，這樣能夠起到一定的隔音吸音作用。直播間的門窗需要對其進行密封隔音處理，針對大門材料選擇需要具備吸音巖棉、吸音板等材料組合而成的扇門，以此有效降低隔音系數與實現直播間的采光效果，選擇可變色溫的LED數字聚光燈來實現。最后需要在直播間中設立服務器、調音臺、電腦、燈光等并對其進行隔音、降噪處理，針對座椅的設計需要可以滿足2名以上的廣播電臺直播主持人席位和4名以上的嘉賓位置，并在室內配置上對應的煙霧報警器和滅火器、應急照明燈等多種設備，這樣不僅實現了對廣播電臺的數字化機房升級改造，而且能夠保障其制作節(jié)目質量。

3.2 錄音室改造

針對錄音室的改造，從吊頂、地面、墻壁以及玻璃和門等方面的改造升級選材方面與直播間相同。為了進一步保障錄音的效果，需要將錄音室劃分成兩個大小房間來使用。假設錄音室面積為18.82 m2，可以將其分成14.82 m2的大錄音室和4 m2的小錄音室。其中大房間主要用來制作和備用直播間來使用，小房間用于獨立錄音間（僅擁有話筒）。升級改造結束后，其混響系數和背景噪聲需要分別滿足0.3～0.55和NR-15等方面的要求，以此為電臺節(jié)目制播提供良好的工作環(huán)境。

3.3 傳輸發(fā)射同步系統(tǒng)的改造

在廣播電臺中，傳輸發(fā)射同步系統(tǒng)由兩個方面構成：傳輸和發(fā)射等系統(tǒng)。其中，雙光纖同步傳輸系統(tǒng)是在廣播電臺傳輸過程中常用的一種方式。同時還存在異步傳輸的模式，該模式通過在傳輸通道中插入大于30分貝的線損，不僅促進數字音頻信號輸出接口的穩(wěn)定性得到了進一步提高，還為發(fā)射臺的多級設備連接實現，打下了堅實基礎。還需要進一步增加音頻傳輸通道，比如增加12路音頻傳輸通道，作用于信號任務的收發(fā)接口模塊，其信號指示燈需要具備相應的靈敏度，當嵌入的音頻電平達到給定的范圍（-40 dfs～0 dfs）時，及時做出反應。從反射系統(tǒng)上來看，為保障廣播電臺節(jié)目的正常、安全播出，應當加強對無線發(fā)射機的運行效率。但受其氣候因素、電壓以及工作環(huán)境等方面的影響，發(fā)射機很難長時間保持正常狀態(tài)的工作，甚至會導致廣播電臺節(jié)目停播。而廣播電臺總控室進行反射系統(tǒng)應用時，其信號不僅涉及數字光纖、調頻等，還涉及模擬光纖，因此在實現對數字音頻信號處理時，可以選擇利用應急切換設備，結合數字音頻處理器實現對音頻信號發(fā)射效果的提升。所以，在針對廣播電臺機房數字化升級改造時，可以選擇先進的數字化發(fā)射系統(tǒng)設備，以此為發(fā)射信號的穩(wěn)定性提供保障，此外也可以借助模塊化結構，實現對發(fā)射機的功放、整機等進行協(xié)調調整，從而有效避免廣播電臺的局部故障對整個系統(tǒng)的正常運行造成影響。

4 結語

綜上所述，廣播電臺數字化升級是廣播技術發(fā)展的必然趨勢，本文通過廣播電臺數字化和機房升級改造的總體設計原則為切入點，引入先進的技術和新型設備，實現了對廣播電臺的數字音頻系統(tǒng)、調音臺、切換器、工作站、播控機房及接地等多個方面的數字化升級、改造。這樣能夠有效保障電臺節(jié)目播出的質量，還能滿足全媒體的播出需求，對促進廣播電臺數字化機房的發(fā)展具有現實意義。