廣播智能化總控系統(tǒng)設計

舒啟輝

潮州廣播電視臺

廣播智能化總控系統(tǒng)設計

舒啟輝

潮州廣播電視臺

隨著廣播技術快速發(fā)展，總控數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化已成為廣播電臺播控中心階段性發(fā)展的一種趨勢。2012年下半年開始，潮州人民廣播電臺抓住搬遷新大樓的歷史契機，進行醞釀建成一套包括音頻信號監(jiān)測、設備狀態(tài)監(jiān)測和智能化故障分析、報警、控制在內(nèi)的全流程、智能化總控系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)設計思想

1.1 建設播出信號的安全傳輸通道，保證信號在任何情況下的暢通無阻。

1.2 實現(xiàn)數(shù)字音頻矩陣和網(wǎng)絡矩陣的雙矩陣結構，并實現(xiàn)自動切換。

1.3 系統(tǒng)具有網(wǎng)絡化監(jiān)視監(jiān)測功能，能對關鍵節(jié)點的音頻信號的實時監(jiān)測、監(jiān)聽。能對系統(tǒng)故障進行智能化故障分析和判斷，實現(xiàn)故障狀況下的緊急處理。

1.4 通過矩陣和網(wǎng)絡，實現(xiàn)機房和機房之間的播出信號、各種轉播信號、節(jié)目輸出信號靈活自如地調(diào)入、調(diào)出和交換分配。

2 系統(tǒng)技術架構選型分析

隨著通信技術、計算機網(wǎng)絡技術與音頻技術相互融合，音頻系統(tǒng)的集成出現(xiàn)了朝著數(shù)字化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢。CobraNet是一種基于以太網(wǎng)的綜合硬件、軟件和通信協(xié)議為一體的網(wǎng)絡音頻實時傳輸技術，它通過標準以太網(wǎng)硬件和媒介為未經(jīng)壓縮的數(shù)字音頻提供可靠傳輸。本系統(tǒng)中，擬采用網(wǎng)絡音頻矩陣和數(shù)字音頻矩陣為核心的雙矩陣結構，以確保系統(tǒng)具有高度安全性、先進性、可靠性和智能化。

2.1 先進性

①系統(tǒng)使用的CobraNet技術是采樣時鐘同步、建立在鏈路層，不會出現(xiàn)上溢下溢的問題。系統(tǒng)可以精確的對信號的物理鏈路、傳輸協(xié)議和音頻信號的參數(shù)，進行實時的分析和編解碼。

②網(wǎng)絡音頻矩陣采用分布式的結構，由6臺音頻路由器組成網(wǎng)絡智能化總控系統(tǒng)，它采用CobraNet技術能方便地對數(shù)字音頻信號進行調(diào)度、實時傳輸。同時能對關鍵節(jié)點的音頻信號進行監(jiān)測，包括直播間信號、轉播信號、衛(wèi)星信號。提供對各個機房的設備狀態(tài)和視頻監(jiān)視信號進行聯(lián)動顯示、能對系統(tǒng)故障進行智能化故障分析和判斷，實現(xiàn)故障狀況下的緊急處理。

③系統(tǒng)設計自動控制功能，系統(tǒng)軟件集監(jiān)測和控制為一體，是統(tǒng)一控制矩陣，可以精確地掌握各個設備的內(nèi)部切換關系，準確地分辨故障源點和受影響故障點。

2.2 安全性

①采用雙矩陣結構，關鍵設備有主備冗余和自動切換，能確保播出信號的安全傳輸；有完善、可靠的身份權限驗證機制。

②系統(tǒng)結構簡單，直播間播出的信號，不管是數(shù)字信號，還是模擬信號都能在系統(tǒng)中不同路由傳輸，能確保非常極端情況下信號傳輸?shù)陌踩?/p>

③系統(tǒng)核心功能采用無中心設計，系統(tǒng)中任何一臺設備的死機都不能影響到系統(tǒng)核心功能（報警和應急）的正常操作和使用。系統(tǒng)由于采用IP技術，可以采用多臺計算機操作并實現(xiàn)高可用性。

2.3 可擴展性

系統(tǒng)設備音頻接口標準完全滿足國家標準，網(wǎng)絡同時采用通用的流媒體技術實現(xiàn)，軟接口規(guī)范采用標準的XMAL格式和SOAP協(xié)議等?？梢愿鶕?jù)需要對整個系統(tǒng)進行多層和多信號的監(jiān)控。系統(tǒng)內(nèi)所有設備，所有的信息和控制命令，可以通過網(wǎng)絡進行傳遞，便于系統(tǒng)的擴容以及和其他系統(tǒng)的兼容。

3 系統(tǒng)主要組成部分設計

3.1 音頻矩陣系統(tǒng)

本系統(tǒng)包含了16X16數(shù)字音頻矩陣、網(wǎng)絡音頻矩陣、數(shù)字有源音分等一系列設備。音頻矩陣配置手動控制單元，可通過MIDI接口方便地實現(xiàn)對矩陣控制，尤其是在控制工作站發(fā)生故障的情況下，可以繼續(xù)通過手動控制單元控制矩陣穩(wěn)定工作；而且提供有編程控制軟件，具有可預先設置好切換節(jié)目單，根據(jù)標準時間，按照節(jié)目運行表控制矩陣自動切換；可用快捷鍵預先設置快捷切換控制；可瀏覽全天的節(jié)目切換情況，對系統(tǒng)的運行狀態(tài)一目了然；可隨時根據(jù)需要，對通道用切換命令進行切入和切出，以減輕值班人員的勞動強度和出錯的概率。同時，由6臺音頻路由器組成網(wǎng)絡矩陣，播出音頻數(shù)據(jù)流通過使用固定、延時極低的CobraNet技術在網(wǎng)絡中傳播，每臺音頻路由器具有兩個熱備份CobraNet網(wǎng)口，分別連接到兩個獨立的以太網(wǎng)交換機上，無論是交換機故障、網(wǎng)線或網(wǎng)口故障，都可以0秒主備切換，音頻信號不會有任何中斷，它和主控播出鏈路真正無縫銜接。

3.2 信號輸入輸出系統(tǒng)：

包括直播室、錄制室、外來轉播信號和衛(wèi)星信號、電視音頻信號，以及音頻信號送往調(diào)頻發(fā)射臺、轉播臺、有線電視網(wǎng)絡平臺及網(wǎng)站機房等。

①經(jīng)過音頻延時器的數(shù)字（模擬）PGM信號：

直播室來的播出延時信號，經(jīng)數(shù)字跳線盤、數(shù)字無源音分后，一路送音頻矩陣系統(tǒng)，做信號調(diào)度分配后，作為智能音頻四選一正常輸出的主用信號；一路信號經(jīng)音頻路由器在網(wǎng)絡傳播，再由網(wǎng)絡音頻轉化成數(shù)字音頻，成為音頻四選一的一路輸入信號；模擬PGM音頻信號經(jīng)跳線盤后直接作為音頻四選一應急信號源。

②調(diào)音臺輸出的數(shù)字（模擬）AUD信號：

該數(shù)字信號經(jīng)數(shù)字跳線盤后送往備用音頻矩陣，作為直通的信號源，用于外送廣播車或其它不需用延時的場合。

③信號輸出系統(tǒng)：按需求送往各個發(fā)射或轉播的機房。

送到西湖山發(fā)射機房的信號傳輸在原有光傳輸機的基礎上，增加以太網(wǎng)音頻CobraNet傳輸系統(tǒng)，與原有的傳統(tǒng)光纖和微波傳輸技術，組成互為備份的異構傳輸方式，增強傳輸?shù)陌踩?。同時，利用CobraNet對傳輸設備進行監(jiān)測監(jiān)聽及智能報警。

采用網(wǎng)絡音頻矩陣方便系統(tǒng)的擴展，在發(fā)射機房增加音頻路由器、交換機、工作站及配套軟件等設備，不僅能實現(xiàn)主控機房到發(fā)射機房音頻信號的多途徑傳輸，而且能在總控機房上選取發(fā)射機房三套節(jié)目經(jīng)音頻分配器后回傳的信號進行監(jiān)聽、監(jiān)測，進一步確保廣播節(jié)目信號的安全傳輸。

3.3 轉播信號和衛(wèi)星信號接收系統(tǒng)

由衛(wèi)星接收信號、光纖微波傳輸、無線3G及電話傳輸、IP及因特網(wǎng)傳輸?shù)认到y(tǒng)組成。前期先調(diào)試安裝好衛(wèi)星接收信號和TV信號，上述模擬信號通過AD或音頻路由器轉換成數(shù)字信號，同時送入數(shù)字矩陣和網(wǎng)絡矩陣，送入直播室作為播出信號源。

3.4 應急切換系統(tǒng)

在系統(tǒng)中，我們除了使用智能四選一切換設備外，還使用三組跳線盤和熱備音頻矩陣，直播室信號、通路中重要信號接入輸入輸出跳線盤，一旦整個系統(tǒng)或系統(tǒng)中某個設備發(fā)生故障，可根據(jù)實際情況進行切換或跳線，跳過所有環(huán)節(jié)，信號直接從直播調(diào)音臺或應急音源輸出進入傳輸通路進行播出，如當矩陣發(fā)生故障，矩陣的音頻通道無法正常傳輸信號，跳線盤能夠拋開矩陣，跳線直接輸出。

3.5 以太網(wǎng)音頻CobraNet技術的網(wǎng)絡總控軟件

①X/Y Controller切換控制模塊軟件

能對音頻矩陣、網(wǎng)絡音頻路由器等進行傳統(tǒng)的交叉點切換控制，也支持列表切換，按時間表對矩陣、網(wǎng)絡音頻路由器系統(tǒng)進行自動、半自動或手動的切換控制，跨設備統(tǒng)一控制，支持宏（MACRO）的定義與執(zhí)行。

②視、音頻監(jiān)測、報警模塊軟件

采用統(tǒng)一的監(jiān)控面板的方式，對系統(tǒng)中的各個音頻信號進行監(jiān)測與監(jiān)聽，對各個視頻信號進行監(jiān)看，對各個傳感器信號進行實時監(jiān)視與監(jiān)測，對各個設備狀態(tài)進行監(jiān)控。該模塊包括強大的系統(tǒng)圖方式的信號與設備監(jiān)控，并提供智能程度很高的故障自動定位判斷，在故障自動定位判斷的基礎上自動選擇事先規(guī)劃好的預案，實現(xiàn)快速故障處理。

4 結語

廣播總控系統(tǒng)是我臺新廣播電視大樓技術搬遷的重點工程，它不僅是我臺廣播節(jié)目實現(xiàn)數(shù)字化傳輸、智能化監(jiān)測的核心樞紐，更是我臺未來幾年技術發(fā)展的基礎和重要平臺。這將為迎接DAB廣播時代的到來打下良好的數(shù)字音頻網(wǎng)絡平臺基礎，而智能化總控將成為廣播電臺內(nèi)部交換網(wǎng)的核心與外部網(wǎng)接入電臺內(nèi)部網(wǎng)的接口，使電臺總控人員能方便、高效、科學地管理與控制播出相關設備，為廣播電臺安全播出提供了極其重要的保障。

10.3969/j.issn.1001-8972.2013.06.047