網(wǎng)絡(luò)化音頻傳輸技術(shù)在播出系統(tǒng)上的應(yīng)用新進(jìn)展

□張 晨 鄒璐璐

全數(shù)字播出系統(tǒng)已在全國各地廣播電臺得到了應(yīng)用，許多電臺采用專業(yè)廣播級的數(shù)字調(diào)音臺和數(shù)字矩陣作為核心播出主傳輸鏈路，配置網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測和網(wǎng)絡(luò)化矩陣作為備用傳輸鏈路，借助控制軟件對主播出傳輸鏈路上數(shù)字或模擬音頻信號進(jìn)行取樣分析，并切換相應(yīng)的應(yīng)急處理信號。目前正在使用的數(shù)字播出調(diào)音臺和播出矩陣大部分來自于歐美生產(chǎn)廠商，而網(wǎng)絡(luò)智能化監(jiān)控系統(tǒng)則由國內(nèi)公司自行研發(fā)，大多通過無源分配的方式在播出傳輸主通道上對關(guān)鍵節(jié)點的數(shù)字或模擬音頻信號進(jìn)行取樣，然后轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)音頻信號進(jìn)行分析并實現(xiàn)各種監(jiān)測電平顯示、報警和自動啟動相應(yīng)的應(yīng)急切換。雖然結(jié)合了對機(jī)房環(huán)境溫度、濕度以及保安視頻監(jiān)控的一體化顯示和記錄，但不具備對直播調(diào)音臺和播出矩陣系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)如系統(tǒng)內(nèi)同步、取樣頻率、電平和相位以及設(shè)備機(jī)箱內(nèi)部溫度和濕度數(shù)據(jù)的監(jiān)測，而不能提供設(shè)備故障前的預(yù)警。

德國DHD 公司于2003年推出的52 系列播出設(shè)備是新一代的基于專業(yè)無壓縮網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸平臺的廣播數(shù)字調(diào)音臺和矩陣。其系統(tǒng)全面采用AoIP 網(wǎng)絡(luò)音頻新技術(shù)，擯棄傳統(tǒng)的音頻處理機(jī)箱結(jié)構(gòu)，形成以DSP 集線器為中心的網(wǎng)絡(luò)分布式架構(gòu)，具備基于以太網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的千兆音頻網(wǎng)絡(luò)光纖接口。在一個光纖通道上同時傳輸高達(dá)512 路的千兆音頻和控制數(shù)據(jù)包以及同步數(shù)據(jù)。具備豐富的網(wǎng)絡(luò)化控制管理，監(jiān)測與智能靈活的應(yīng)急切換功能。不僅實現(xiàn)了播出系統(tǒng)以AoIP 技術(shù)進(jìn)行無壓縮音頻傳輸，并且具備對播出核心設(shè)備內(nèi)部狀態(tài)以及光纖傳輸通道上的網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控及智能應(yīng)急處理能力。

分散式網(wǎng)絡(luò)新結(jié)構(gòu)

DHD52 系列在音頻處理系統(tǒng)上有巨大的突破性的創(chuàng)新，打破了多年來常見的機(jī)箱插卡式的結(jié)構(gòu)。52 系列的DSP 處理核心和所有的I/O 接口模塊都是一個個獨立的19”/1U 高度的結(jié)構(gòu)，模塊上具備網(wǎng)絡(luò)集線器功能，帶有多個標(biāo)準(zhǔn)的RJ45 接口，通過符合AoIP 技術(shù)的網(wǎng)線（被稱為DHD APC 網(wǎng)線接口）與控制面模塊和所有的I/O 模塊相連，在一根網(wǎng)線上同時傳輸48CH 音頻（含同步）、電源和控制數(shù)據(jù)包，并具備千兆音頻傳輸光端接口（被稱為DHD GA 光接口）。一個光端接口雙向傳輸512CH的音頻，同時傳輸監(jiān)測和控制數(shù)據(jù)包，音頻傳輸能力是MADI 光纜傳輸量的16 倍。

這些新式的DSP 模塊在精巧的外形下卻擁有超乎想象的巨大處理能力，作為調(diào)音臺的核心時，最高支持64 個推子、48 路立體聲母線；作為矩陣使用時擁有高達(dá)8000×8000的切換能力。無論調(diào)音臺還是矩陣，所有的音頻通路都可以擁有音頻處理能力，可獲得混音、均衡和動態(tài)處理、增益和相位調(diào)整等多項處理；每個DSP 內(nèi)置200×200 對講矩陣，在千兆光纖音頻傳輸技術(shù)支持下很容易實現(xiàn)全臺范圍的對講。

DHD 音頻網(wǎng)絡(luò)傳輸

DHD的APC 和GA 音頻網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸是超低延時和唯一取樣同步數(shù)據(jù)高質(zhì)量無損數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)傳輸。

DHD APC 和GA 傳輸

DHD GA 意思是“千兆音頻傳輸”在光纖電纜上以標(biāo)準(zhǔn)的千兆以太協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)，同時傳輸512 路音頻輸入和512 路音頻輸出加上IP-基礎(chǔ)的100MBit/s 控制數(shù)據(jù)包。應(yīng)用DHD GA 接口進(jìn)行不同設(shè)備之間的DSP 核心至DSP 核心之間的連接，以及DSP 核心與I/O 接口模塊之間的連接，支持長達(dá)500 米的多模光纖傳輸以及長達(dá)幾十千米的單模光纖傳輸。GA 光纖通道可以應(yīng)用在直播室與主控矩陣之間的連接，或主控與發(fā)射臺站之間的連接等，或遠(yuǎn)距離擴(kuò)展連接I/O 接口。

DHD APC 意思是“音頻、電源和控制”，在一根CAT 網(wǎng)線上以標(biāo)準(zhǔn)的以太數(shù)據(jù)方式傳輸，同時在每一個RJ45 接口上傳輸音頻48 路輸入和48 路輸出以及IP-基礎(chǔ)10MBit/s的控制數(shù)據(jù)包。APC 常被用于調(diào)音臺和矩陣內(nèi)部的連接，也可以用于不同DSP 系統(tǒng)之間的連接。使用DHD APC 接口可以進(jìn)行大系統(tǒng)內(nèi)不同的DSP 核心之間的連接或進(jìn)行DSP 核心與輸入和輸出接口模塊之間的連接。DHD APC 在標(biāo)準(zhǔn)CAT 網(wǎng)線上傳輸長達(dá)100 米。

音頻網(wǎng)絡(luò)所帶來的優(yōu)點

由于DHD52 系列采用了網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸平臺技術(shù)，由此帶來了很多的前所未有的新功能和優(yōu)點。

一、系統(tǒng)升級擴(kuò)展和維護(hù)非常方便。系統(tǒng)擴(kuò)展不再局限于機(jī)箱插卡位置的多少和控制面主機(jī)框的大小。所有種類的I/O 模塊和控制面都通過APC 網(wǎng)線與DSP 網(wǎng)絡(luò)集線器相連，需要增加擴(kuò)展或維修更換控制推子和I/O，只需要簡單地增加網(wǎng)線的連接，非常方便。DSP 集線器網(wǎng)口可以通過級聯(lián)更多的集線器進(jìn)行擴(kuò)展。

二、布線少，安裝非常靈便。DHD DSP 和I/O 模塊之間或DSP 和DSP 之間采用DHD APC 網(wǎng)線連接或DHD GA千兆音頻光纖傳輸，一根APC 網(wǎng)線雙向傳輸48CH 音頻，一根GA 光纖上雙向傳輸512CH 音頻，大大減小了常規(guī)集成布線量，但傳輸能力卻百倍的增加。由于I/O 模塊不再局限地被安裝在一個固定的機(jī)箱內(nèi)，I/O 模塊與DSP 之間僅僅是網(wǎng)線或光纖的連接，I/O 模塊可以被靈活的安裝在任何需要接入信號的位置，大大提高了靈活性。

三、整體播出系統(tǒng)被無縫融合為一體。由于APC 網(wǎng)線傳輸和GA 光纖傳輸不僅傳輸音頻信號，也傳輸同步、時鐘信號和控制監(jiān)測數(shù)據(jù)，以前相互獨立的播出機(jī)房系統(tǒng)和主控系統(tǒng)將無縫交融為一個整體系統(tǒng)，在任何一個設(shè)備上都可以監(jiān)測和遙控其他設(shè)備的功能。如在直播室檢測到故障，就可以自動觸發(fā)切換主控的一個應(yīng)急切換開關(guān)，或觸發(fā)一個報警顯示。在主控矩陣也可以十分容易地遙控直播室的調(diào)音臺推子或按鍵的開關(guān)等。

四、內(nèi)置內(nèi)部通信矩陣可以構(gòu)成全播出系統(tǒng)范圍的內(nèi)部通信對講系統(tǒng)。目前大部分同類設(shè)備，一般只能做到直播室和自身導(dǎo)播室的對講，而無法實現(xiàn)直播室與主控的對講，更不具備全播出系統(tǒng)范圍的內(nèi)部通信。DHD 52 系列DSP 內(nèi)置200×200的對講矩陣，在不用增加任何額外費用的情況下，即可實現(xiàn)直播室、導(dǎo)播室、主控之間的全方位相互對講通信。

五、低耗電，更環(huán)保。DHD52 系列的所有I/O 模塊、DSP 模塊以及控制面的推子模塊都是獨立模塊，每個模塊的耗電非常低，大約在3W—15W 左右不等，一套16 推子的調(diào)音臺的耗電總計在100W 左右，而目前其他同類產(chǎn)品的耗電基本在200W 左右。DHD52 系列數(shù)字調(diào)音臺控制面還具備屏保功能，即在一段時間內(nèi)沒有任何操作的情況下，控制面上的所有指示燈自動進(jìn)入半暗狀態(tài)，一旦有操作自動恢復(fù)常態(tài)，既節(jié)能也可以延長硬件使用壽命。

六、檢測到故障后自動觸發(fā)切換應(yīng)急處理并報警。DHD 52 系列的核心模塊DSP 內(nèi)置多路電平和相位檢測功能，檢測點可以自由設(shè)置在需要的輸入通路和輸出通路上，檢測電平門限和保持時間可以由用戶設(shè)置。一旦檢測到故障可以在觸摸屏上顯示報警信息，也可以觸發(fā)音頻報警并自動觸發(fā)切換內(nèi)置或外置應(yīng)急處理通道。

七、內(nèi)置播出延時。DHD 52 系列DSP 具備內(nèi)置的防褻瀆播出延時功能，調(diào)音臺內(nèi)部延時后的輸出信號由系統(tǒng)內(nèi)部直接輸出至任何物理接口，包括AES/EBU、模擬和MADI 以及GA 光纖接口，延時時間可以自由設(shè)置，還可以通過GPIO 與作為備份通路的外置延時器相互同步遙控，簡化了系統(tǒng)環(huán)節(jié)，提高了系統(tǒng)的安全性。

八、母線多，最多可達(dá)32/48 條立體聲PGM 母線。母線的數(shù)量是衡量DSP 處理能力的一個常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。DHD 有兩種52/XC 和52/XD DSP 核心模塊供選用。通常電臺直播調(diào)音臺選用的52/XC DSP 具備高達(dá)32 條立體聲PGM 輸出母線，如果用52/XD 可以獲得48 條立體聲PGM 輸出母線。

九、內(nèi)置歐廣聯(lián)R128 標(biāo)準(zhǔn)的響度表。DHD 52 系列DSP 內(nèi)置R128 標(biāo)準(zhǔn)的響度表顯示功能。該表顯示在彩色觸摸屏上，顯示方式和參考電平等參數(shù)都可以自由設(shè)置。

十、具備多種IP 基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)音頻接口，可以組成IP 以太基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在應(yīng)用軟件的支持下實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理以及應(yīng)急切換。DHD 提供專為連接播出工作站音頻I/O 接口而設(shè)計的IP I/O 模塊，可以直接將工作站PC 主機(jī)普通網(wǎng)卡連接至該模塊的網(wǎng)絡(luò)接口，獲得16CH的音頻輸入和輸出。工作站無需再配置昂貴的音頻接口卡，不僅為電臺節(jié)約了成本，而且提高了輸出和輸出通道的數(shù)量。同時DHD 還有IP Dante 數(shù)字音頻接口，為連接Dante AoIP 設(shè)備和接口而設(shè)計，兼容AES67 AoIP 協(xié)議。

十一、所有的控制面按鍵和觸摸屏都可以由用戶編程，使用靈活。DHD 52 系列的彩色觸摸屏上具備系統(tǒng)內(nèi)部監(jiān)測信息顯示，觸摸屏可自編程以創(chuàng)建新的顯示內(nèi)容和操作功能按鍵?？刂泼嫔系乃邪存I都可以被編程創(chuàng)建個性化的控制面和新的功能按鍵。

DHD 52 系列網(wǎng)絡(luò)數(shù)字調(diào)音臺由于諸多的優(yōu)點，被中央臺和國際臺及眾多的省級電臺認(rèn)可并采用，諸多的新播出系統(tǒng)全線采用了52 系列的播出系統(tǒng)，它的網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸技術(shù)也被運用于大量的應(yīng)用之中。