邯鄲廣播播控系統(tǒng)的智能化網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)

馬彬 汲麗芬

【摘 要】在當(dāng)前科技技術(shù)、信息化技術(shù)爆炸的時(shí)代，廣播播出系統(tǒng)及傳輸方式也得到了相應(yīng)的發(fā)展。邯鄲廣播電視臺(tái)緊隨時(shí)代的發(fā)展，在政府的大力支持下，積極提高設(shè)備項(xiàng)目建設(shè)，對(duì)廣播播控系統(tǒng)進(jìn)行了智能化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)，建成了河北首家AOIP制播、總控全臺(tái)網(wǎng)系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，廣播音頻的傳輸方式也經(jīng)歷了由模擬向數(shù)字化轉(zhuǎn)換，由實(shí)際直連電纜向網(wǎng)絡(luò)虛擬化轉(zhuǎn)換。在廣播電視行業(yè)中，AoIP技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化模式、具有多個(gè)通道、雙向傳輸、虛擬分配位置等特點(diǎn)決定了它為音頻傳輸提供了技術(shù)支持。本文簡(jiǎn)要介紹了在AoIP技術(shù)和Dante協(xié)議，以及我臺(tái)基于新技術(shù)建成的智能化、網(wǎng)絡(luò)化播控系統(tǒng)在實(shí)際使用情況。

【關(guān)鍵詞】智能化;網(wǎng)絡(luò)化;數(shù)字化AOIP;AES67

中圖分類號(hào)： TN934 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）11-0225-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.107

【Abstract】In the era of explosion of science and technology and information technology， broadcasting system and transmission mode have also been developed accordingly. Handan Radio and Television Station is keeping pace with the development of the times. With the strong support of the government， it actively improves the construction of equipment projects， intellectualizes and networked the broadcasting and control system， and builds the first AOIP broadcasting and general control network system in Hebei Province. With the development of electronic technology， the transmission mode of broadcasting audio has also undergone the transformation from analog to digital， from actual direct cable to network virtualization. In the broadcasting and television industry， the characteristics of AoIP technology， such as networking， multi-channel， bidirectional and virtual distribution， determine that it will become the mainstream development direction of the next generation of audio transmission technology. This paper briefly introduces the ante protocol which occupies a high market share in AoIP， and the actual application of ACM3 broadcasting control system of Fuzhuan Co.， Ltd. in our station.

【Key words】Intelligent; Networked; AOIP; AES67

0 引言

邯鄲廣播播控于2005年實(shí)行了一次大的技術(shù)革新，安裝了數(shù)字音頻工作網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了采、編、播一體化。隨著廣播事業(yè)的發(fā)展，節(jié)目的數(shù)目、時(shí)長(zhǎng)以及內(nèi)容的生產(chǎn)得到了顯著增加，以及新的播出形式——融媒體的涌現(xiàn)。我臺(tái)需要推動(dòng)數(shù)字化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)廣播節(jié)目生產(chǎn)傳播中的各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)字化轉(zhuǎn)變。提升廣播影視的核心競(jìng)爭(zhēng)力。隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展為廣播數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展提供了保障。我臺(tái)基于多方考察決定投資建設(shè)新型廣播播控系統(tǒng)。

AoIP網(wǎng)絡(luò)完全顛覆了調(diào)音臺(tái)、音分、矩陣等設(shè)計(jì)框架。該技術(shù)利用現(xiàn)有通用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，整個(gè)系統(tǒng)的核心是交換機(jī)將具有AOIP功能的音頻設(shè)備集中連接到交換機(jī)，完成了音頻信號(hào)與控制信號(hào)的交互。可以通過(guò)每個(gè)設(shè)備分配的IP地址，直接定位跟蹤監(jiān)測(cè)到該設(shè)備的運(yùn)行情況，從而實(shí)現(xiàn)多路音頻信號(hào)在不同設(shè)備間的任意路由調(diào)度、監(jiān)測(cè)監(jiān)聽(tīng)、內(nèi)容分析等。在音頻云平臺(tái)中，無(wú)論信號(hào)來(lái)源、去向、音頻處理單元在那個(gè)位置，都能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)隨時(shí)拉上關(guān)系、互相聯(lián)通、相互代替，這對(duì)整合系統(tǒng)資源、增強(qiáng)冗余備份、減少系統(tǒng)復(fù)雜性，都具有非常重大的革命性意義。以太網(wǎng)是現(xiàn)今技術(shù)成熟應(yīng)用廣泛的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)，AOIP技術(shù)成為專業(yè)音頻的一部分，它將帶給我們一些全新的數(shù)字音頻網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用?！澳M—數(shù)字—網(wǎng)絡(luò)”是廣播電視行業(yè)發(fā)展的必由之路，而“更高的性能和更簡(jiǎn)單的方案”，將是AOIP帶給我們的技術(shù)支持。

Dante的數(shù)字信號(hào)是基于以太網(wǎng)的三層IP網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，以太網(wǎng)為數(shù)字音頻的傳輸途徑有延遲低、精度高和綜合費(fèi)用低廉的優(yōu)點(diǎn)。Dante的數(shù)字信號(hào)可以在IP網(wǎng)絡(luò)尚傳輸數(shù)字音頻和數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)，而且可用使用IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)執(zhí)行內(nèi)部的通信路由。與上一代的模擬音頻的傳輸鏈路相比，它比其他的數(shù)字音頻技術(shù)更加智能，并且沒(méi)有傳統(tǒng)音頻傳輸方案中大量冗余的通信電纜，直接降低的部署成本。所以Dante的數(shù)字化音頻網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)基本上代表了新一代的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化音頻傳輸?shù)奈磥?lái)發(fā)展趨勢(shì)。

我臺(tái)播控系統(tǒng)技術(shù)方案

1 總控系統(tǒng)構(gòu)成

邯鄲廣播電視臺(tái)根據(jù)本臺(tái)應(yīng)用需求并參照總局第62號(hào)令的相關(guān)規(guī)定，同時(shí)適應(yīng)廣電業(yè)務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)，在政府資金支持下建立了一套數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)化廣播控制系統(tǒng)。它由兩套同時(shí)運(yùn)行的路由調(diào)度子系統(tǒng)構(gòu)成鏈路冗余結(jié)構(gòu)，一套路由采用數(shù)模一體矩陣，另一套路由是采用福川科技最新研發(fā)的分布式CR-100網(wǎng)絡(luò)音頻路由器，構(gòu)建的AOIP網(wǎng)絡(luò)路由系統(tǒng)。兩套路由系統(tǒng)從傳輸鏈路的規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備選型都充分考慮冗余備份。

我臺(tái)使用福川科技DB3000S矩陣作為音頻信號(hào)路由調(diào)度中心，該矩陣支持AOIP技術(shù)。在整個(gè)總控系統(tǒng)中，傳統(tǒng)矩陣只是音頻交換的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，AOIP系統(tǒng)中所有交換節(jié)點(diǎn)的音頻信號(hào)都能在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行路由和調(diào)度，系統(tǒng)中全部AOIP設(shè)備共同構(gòu)建成一個(gè)虛擬音頻矩陣系統(tǒng)，或稱之為網(wǎng)絡(luò)矩陣系統(tǒng)，作為DB3000S矩陣的備份路由系統(tǒng)，利用ACM3總控智能管理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱ACM3系統(tǒng)），可以實(shí)現(xiàn)對(duì)AOIP系統(tǒng)內(nèi)的全部音頻信號(hào)進(jìn)行路由和調(diào)度、信號(hào)監(jiān)測(cè)、內(nèi)容比對(duì)和應(yīng)急預(yù)案處理等，實(shí)現(xiàn)對(duì)總控系統(tǒng)全流程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、監(jiān)聽(tīng)、監(jiān)看、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、應(yīng)急切換、故障分析與統(tǒng)計(jì)等功能。

2 總控系統(tǒng)的信號(hào)流程

我臺(tái)在每個(gè)直播室內(nèi)布設(shè)了一臺(tái)CR100音頻路由器，作為網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣的一個(gè)交換節(jié)點(diǎn)。CR-100路由器的四路輸入設(shè)置為數(shù)字（AES/EBU），輸入信號(hào)依次為音頻工作站、延時(shí)后、延時(shí)前、調(diào)音臺(tái)備用對(duì)講，并把這四路信號(hào)路由到AOIP接口，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送到總控系統(tǒng)中，作為網(wǎng)絡(luò)矩陣信號(hào)源。CR-100的環(huán)出信號(hào)，通過(guò)數(shù)字音頻線纜接入DB3000S矩陣，作為矩陣的信號(hào)源。系統(tǒng)中需要轉(zhuǎn)播的節(jié)目源，經(jīng)CR100音頻路由器，環(huán)通輸出直接送音頻矩陣，作為矩陣信號(hào)源，AOIP輸出直接接入交換機(jī)，作為網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣信號(hào)源，分別供數(shù)字音頻矩陣和網(wǎng)絡(luò)矩陣供兩套矩陣系統(tǒng)切換調(diào)度，成為被ACM3系統(tǒng)管理的內(nèi)容。

CSW10X智能切換器，在其中固化了切換器軟件系統(tǒng)，它既具有路由器的信號(hào)路由調(diào)度功能，也具有信號(hào)智能切換功能。CSW10X智能切換器放置在總控信號(hào)輸出的末級(jí)，作為不同介質(zhì)、不同路由信號(hào)的多路音源選擇設(shè)備，其優(yōu)選信號(hào)源分別來(lái)自不同路徑的音頻信號(hào)：矩陣調(diào)度信號(hào)，AOIP網(wǎng)絡(luò)中送來(lái)的直播站信號(hào)、延時(shí)前信號(hào)、延時(shí)后信號(hào)，轉(zhuǎn)播信號(hào)及總控室錄制站通過(guò)虛擬聲卡送來(lái)的網(wǎng)絡(luò)備份信號(hào)等。優(yōu)選出來(lái)的音頻信號(hào)經(jīng)處理器后返送到智能切換器，利用智能切換器路由輸出功能，將美化后的音頻信號(hào)分配至智能切換器其它輸出端口，分別送往發(fā)射臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)廣播、有線電視、新媒體等各種應(yīng)用場(chǎng)合。

基于AOIP技術(shù)的ACM3總控智能管理系統(tǒng)

下面簡(jiǎn)要介紹ACM3系統(tǒng)各模塊的功能與特點(diǎn)：

（1）設(shè)備管理：智能巡檢主動(dòng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)（如AES信號(hào)失鎖、主備電源缺失、網(wǎng)絡(luò)端口狀態(tài)、GPIO端口捕捉及控制等），并顯示設(shè)備硬件信息、軟件版本和預(yù)警信息，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程配置、操作、校時(shí)、升級(jí)等。

（2）路由管理：對(duì)整個(gè)系統(tǒng)音頻設(shè)備路由狀態(tài)監(jiān)測(cè)和控制，并用不同圖標(biāo)表示各節(jié)點(diǎn)閉合模式，可手動(dòng)設(shè)置常閉點(diǎn)和禁閉點(diǎn)，場(chǎng)景和切換單編輯、保存和調(diào)用功能;矩陣內(nèi)部和AOIP網(wǎng)間路由可配對(duì)編組，實(shí)現(xiàn)組內(nèi)端口同步切換;可根據(jù)末端信號(hào)追溯到鏈路的信號(hào)源頭

（3）大屏顯示：將挖掘出來(lái)的參量信息，以控件組合的方式在大屏上形象地呈現(xiàn)出來(lái)（如各種形式的電平表、頻譜分析、相位圖、內(nèi)容相關(guān)性圖、機(jī)房環(huán)境信息、信號(hào)流程圖等），同時(shí)按照設(shè)定的等級(jí)和條件實(shí)時(shí)監(jiān)控，從設(shè)備狀態(tài)、業(yè)務(wù)流程、路由信息中來(lái)甄別整個(gè)播出鏈路狀態(tài)是否異常，異常時(shí)發(fā)出文字、語(yǔ)音提示。

（4）系統(tǒng)流程圖顯示：分頻率展示系統(tǒng)的信號(hào)流程，更加直觀的展示整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，包括信號(hào)路由情況、各關(guān)鍵點(diǎn)的電平情況、設(shè)備運(yùn)行情況、設(shè)備在機(jī)柜中的安裝位置等。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以迅速定位故障節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)快速排障。

（5）報(bào)警管理和策略分析：給設(shè)備和信號(hào)配置多種報(bào)警項(xiàng)和不同報(bào)警級(jí)別;讓大屏顯示模塊通過(guò)報(bào)警級(jí)別顯示閃爍顏色，并根據(jù)報(bào)警項(xiàng)發(fā)出語(yǔ)音提示;當(dāng)鏈路狀態(tài)發(fā)生異常時(shí)分析篩選出相應(yīng)的處理預(yù)案提示，在極端的故障下，處理預(yù)案會(huì)按照我臺(tái)設(shè)定的應(yīng)急流程執(zhí)行，當(dāng)鏈路狀態(tài)恢復(fù)正常后，系統(tǒng)預(yù)案會(huì)回滾至設(shè)備初始狀態(tài);所有執(zhí)行過(guò)程均被軟件記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)，供ACM3策略管理模塊分析與統(tǒng)計(jì)。

（6）監(jiān)聽(tīng)管理：能對(duì)系統(tǒng)中的所有設(shè)備端口進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)聽(tīng)并顯示信號(hào)的電平、相位及信號(hào)的報(bào)警信息。

（7）慢錄管理：完成音頻和視頻的全天候錄制，供回溯還原指定時(shí)段的音視頻及總控關(guān)鍵數(shù)據(jù)的原始狀態(tài)，并向其他模塊導(dǎo)出高保真的S48文件。

（8）回溯管理：利用系統(tǒng)各模式記錄數(shù)據(jù)，根據(jù)報(bào)警日志或時(shí)間軸，以事件回放的方式將視頻、音頻、調(diào)音臺(tái)推子位置、延時(shí)器/切換器狀態(tài)信息重現(xiàn)，使我們更加方便的查找分析故障問(wèn)題。

經(jīng)過(guò)半年的安裝測(cè)試運(yùn)行，我臺(tái)于2018年3月全面啟用新系統(tǒng)，各硬件設(shè)備和軟件功能模塊運(yùn)行正常、穩(wěn)定，大大減少了日常維護(hù)工作，尤其預(yù)案處理功能，不僅可以應(yīng)急處理系統(tǒng)故障，并有效記錄處理過(guò)程，并且及時(shí)用聲、光報(bào)警提示。系統(tǒng)高效智能的自動(dòng)化處理減輕了人員負(fù)擔(dān)，降低了播出故障率。系統(tǒng)豐富的日志及故障場(chǎng)景回溯功能，能在發(fā)生故障后精確定位到故障點(diǎn)，最大限度的幫助技術(shù)人員分析和排除故障。確保了優(yōu)質(zhì)安全播出。