廣播播出智能化切換及墊播系統(tǒng)的設計和應用

廖錦瑛

摘要：文章主要介紹了福建省廣播電臺總控播出智能化切換及墊播系統(tǒng)的設計和應用情況，分析了該系統(tǒng)的具體架構(gòu)和主要特點，對安全性、可靠性方面的考慮以及需要注意的問題。

關(guān)鍵詞：多層智能切換 數(shù)字矩陣 網(wǎng)絡矩陣

廣播總控機房是廣播電臺播出系統(tǒng)的中心樞紐，保證播出信號安全不間斷傳輸是其第一要務。設計一套安全可靠的播出信號智能化切換和墊播系統(tǒng)，是保障安全播出，實現(xiàn)零停播率播出的關(guān)鍵。

福建省廣播電臺總控播出智能化切換及墊播系統(tǒng)依托DSW104+數(shù)字音頻智能切換器、NOVA73數(shù)字矩陣與CAS網(wǎng)絡矩陣構(gòu)建，結(jié)構(gòu)對稱、邏輯清晰、信號優(yōu)先級選擇合理。保障系統(tǒng)在多種故障狀態(tài)時能夠自動判斷，智能處理，提高了系統(tǒng)的安全性和可靠性，最大程度降低了停播率，減輕值班人員在主用播出信號丟失的情況下應急判斷處理的壓力，避免停播事故。

一、結(jié)構(gòu)對稱、功能對等的主備傳輸鏈路。各頻率播出采用兩個結(jié)構(gòu)對稱的的傳輸鏈路：音頻切換器→音頻處理器→光端機。主備傳輸鏈路完全獨立，互為備份，在不停播的情況下，可分別檢修維護，滿足全年24小時不間斷運行的要求。相應地，作為傳輸鏈路第一級的以音頻切換器為關(guān)鍵設備構(gòu)建的播出智能化切換和墊播系統(tǒng)也是主備兩條鏈路，系統(tǒng)無單一故障點。系統(tǒng)架構(gòu)與信號流程圖如圖1。

二、多層自動切換和墊播。第一層智能化切換——音頻切換器“三選一”多通道切換。主備DSW104+數(shù)字音頻智能切換器均設置三路數(shù)字輸入信號（二路為外部輸入加上一路切換器內(nèi)部墊樂信號）和一路數(shù)字輸出信號，這三路輸入信號按照優(yōu)先級依次排列。

每個直播間調(diào)音臺輸出兩路直通的AES/EBU數(shù)字音頻信號（主延時后）分別接入主備音頻切換器的第一路輸入，作為主用信號。NOVA73數(shù)字矩陣和CAS網(wǎng)絡矩陣的輸出信號分別接入主備音頻切換器的第二路輸入，作為備份信號。值得注意的是，數(shù)字矩陣或CAS網(wǎng)絡矩陣輸出的信號又設計了多重切換。切換器內(nèi)部墊樂信號為第三路輸入信號。系統(tǒng)正常運行期間，第一路作為主用信號輸出。當?shù)谝宦份斎胄盘柟收匣蛲２r，在設定的時間范圍內(nèi)切換至第二路輸入。當前兩路都沒有信號時，系統(tǒng)自動切換到內(nèi)部補樂輸出，保證播出信號不中斷。在特定情況下也可選擇手動切換。

第二層智能化切換——數(shù)字矩陣和網(wǎng)絡矩陣的多節(jié)點切換。主音頻切換器的第二路輸入為數(shù)字矩陣的信號。我們通過數(shù)字矩陣系統(tǒng)的軟件切換功能，又將本路設計了四重自動切換。第一路為直播間延時后MADI信號，第二路為直播間延時前MADI信號，第三路是“一播四”工作站輸出的與該頻率播出站同步播出的節(jié)目單信號，第四路是CAS網(wǎng)絡矩陣輸出信號。這四路輸入信號按照優(yōu)先級依次排列、依次切換，在特定情況下也可選擇手動切換。

備音頻切換器的第二路輸入為網(wǎng)絡矩陣的信號。各頻率直播間配置一臺broadcasttools手動音頻切換器，三路輸入信號分別為直播間備延時后信號、該直播間備份調(diào)音臺信號、音頻播出站信號。系統(tǒng)正常運行期間，切換器輸出為直播間備延時后信號，在機房檢修或者主調(diào)音臺故障時，根據(jù)需要手動切換至備份調(diào)音臺信號或者音頻播出站信號。該手動切換器的輸出接入CAS網(wǎng)絡矩陣，作為總控備音頻切換器的第二路輸入。

三、兩套矩陣互為備份。NOVA73數(shù)字矩陣與CAS網(wǎng)絡矩陣相互獨立，相互備份，各自均能完成信號的切換、傳輸、監(jiān)聽、監(jiān)測。它們相互關(guān)聯(lián)，相互輸出接入對方系統(tǒng)，實現(xiàn)相互調(diào)度。

四、系統(tǒng)設計中安全性和靈活性的考量。在把矩陣信號放在音頻切換器的第一路還是第二路這個問題上，根據(jù)福建省臺的播出實際流程，進行了安全性和靈活性的權(quán)衡。福建廣播電視臺的外來轉(zhuǎn)播信號通過直通的數(shù)字音頻電纜或數(shù)字音頻矩陣、網(wǎng)絡矩陣，送至各頻率直播間，各頻率的轉(zhuǎn)播均由直播間人工操作，再由調(diào)音臺輸出至總控系統(tǒng)。我們把直通的直播間數(shù)字音頻信號放在主備音頻切換器的第一路，因為這一路信號經(jīng)過的設備節(jié)點最少，保證了其高可靠性。數(shù)字矩陣信號與網(wǎng)絡矩陣信號分別放在主備音頻切換器的第二路，并且在該路又設置多重切換，實現(xiàn)了系統(tǒng)多節(jié)點備份和靈活性。在特殊的極端情況下，該路也可調(diào)度所需的矩陣系統(tǒng)中的任意輸入源，體現(xiàn)極大靈活性。

廣播播控系統(tǒng)中的數(shù)字音頻設備的同步都使用同步系統(tǒng)輸出的外同步信號。在系統(tǒng)測試時，我們發(fā)現(xiàn)DSW104+數(shù)字音頻智能切換器設為“外同步”方式時，在外同步信號丟失的情況下，切換器無法輸出信號。經(jīng)過與廠家的溝通，通過音頻處理器的固件升級，在外同步信號丟失的情況下的，切換器自動轉(zhuǎn)為“內(nèi)同步”方式，解決了該問題。

該系統(tǒng)自投入應用以來，實現(xiàn)播出的智能化切換，將播出停播率降到最低，大大減少了值班人員的壓力，達到設計的預期目標。目前系統(tǒng)技術(shù)指標保持良好，主備數(shù)字音頻播出通路均符合《電視中心播控系統(tǒng)數(shù)字播出通路技術(shù)指標和測量方法》（GY/T 165-2000）的相關(guān)標準。標準要求數(shù)字波形幅度峰峰值在+2.0V～+7.0V范圍內(nèi)，數(shù)字音頻輸出抖動幅度<0.07UI。我們測試的各頻率數(shù)字音頻播出通路的數(shù)字波形幅度峰峰值在+3.38V～+3.47V范圍內(nèi)，數(shù)字音頻輸出抖動幅度在0.006UI～0.009UI范圍內(nèi)，符合技術(shù)標準。

本系統(tǒng)的設計和構(gòu)建采用了主備兩條結(jié)構(gòu)對稱、功能對等、切換邏輯清晰的鏈路，極大地提高了系統(tǒng)的安全性、可靠性。該系統(tǒng)實現(xiàn)了多通道、多節(jié)點、多層次的智能化自動切換，將停播概率降到最低，最大程度保障了廣播安全播出。（作者單位：福建省廣播影視集團）

參考文獻：1.惠鵬程：《陜西電臺總控矩陣系統(tǒng)》，《西部廣播電視》，2014（9）。

2.王 蕾，程永軍：《淺談安徽電臺數(shù)字網(wǎng)絡化總控系統(tǒng)的應急處理方案》，《新聞世界》，2010（9）。