PYKO在音頻傳輸中的應(yīng)用

張濤濤 李朝兵

西藏人民廣播電臺

引言

對于遠(yuǎn)距離廣播音頻傳輸，由于傳輸技術(shù)、設(shè)備或現(xiàn)場條件的限制，聲音質(zhì)量、延時等往往難以保證。為了快速而成本低廉地構(gòu)建高質(zhì)量遠(yuǎn)距離的音頻傳輸平臺，滿足廣播的需要，網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

傳統(tǒng)的廣播信號采用微波傳輸方式，其本身設(shè)備繁多、笨重往往難以達(dá)到快速部署及有效保障。用普通電話移動電話，聲音質(zhì)量不能保證，做短時間的信息播報尚可，作為大時段長時間的直播就不太合適。實際應(yīng)用中兩臺機(jī)器連接數(shù)率在24 kbps以上時容易出現(xiàn)掉線。從而影響到了節(jié)目的傳輸質(zhì)量。通訊衛(wèi)星傳輸速率（DVB方式可以達(dá)到1～15Mbps）、音質(zhì)等方面倒是可以保證，但是移動上行鏈路和地面接收站等的建設(shè)將是一筆很大開銷，投入近百萬。實踐中用PYKO設(shè)備傳輸碼率至少可達(dá)192kbps以上，音質(zhì)保真度高、傳輸流暢。當(dāng)然，這是用MP3格式編碼，也可以使用PCM編碼格式，這樣可以使得碼率更高音質(zhì)更好。所以，將PYKO作為音頻傳輸手段將是一種很好的選擇。當(dāng)然也可以作為備用傳輸手段也是不錯的。

1 PYKO設(shè)備介紹

PYKO設(shè)備是法國 Digigram公司的最新產(chǎn)品，其包括 PKYO-IN 和 PKYOOUT 兩部分。（如圖1）分別在網(wǎng)絡(luò)的兩端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的收發(fā)，屬專業(yè)級 IP 音頻接入設(shè)備。 PYKO設(shè)備不僅支持ES100spk協(xié)議，而且支持TCP/IP協(xié)議，可以將音頻、控制、RS232信號通過TCP/IP協(xié)議傳輸，支持標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，支持UDP協(xié)議，可以在調(diào)試完成之后，自動工作，內(nèi)部架構(gòu)如2圖。可以配合DIGIGRAM AudioManager軟件使用，使其功能更為強(qiáng)大，可以增加定時功能、事件功能等。PYKO-in 將話筒 (帶幻象供電)和線路的模擬訊號，轉(zhuǎn)成高質(zhì)量的 MP3 或 PCM 的 IP碼流，PYKO-in可工作在 mono-in或 mono-out式的內(nèi)通模式下 (使用 pcm 或 G711)。PYKO-out以 MP3、PCM 格式IP碼流或本地 mp3文件播放音，與Digigram Audio Manager軟件一起，PYKO 基于 IP 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可提供網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸分配的現(xiàn)今最佳解決方案。

該設(shè)備帶有GPIO系統(tǒng)和RS232信號的傳輸功能，DIGIGRAM的PYKO不僅是一臺音頻設(shè)備，更是一臺all in one的多接口設(shè)備，并且支持將這些接口的信號毫無失真的傳遞至上千甚至上萬公里以外。

圖1

圖2

2 應(yīng)用

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，3G無線網(wǎng)絡(luò)、寬帶以及3 G無線網(wǎng)絡(luò)等接入技術(shù)普遍使用?，F(xiàn)在就以3G無線網(wǎng)絡(luò)和4M寬帶為載體進(jìn)行遠(yuǎn)距離音頻傳輸系統(tǒng)的搭建為例來敘述。

2.1 系統(tǒng)搭建

在搭建中，系統(tǒng)通過一對PYKO設(shè)備（分別為PYKO-in和PYKO-out）實現(xiàn)，發(fā)送端（PYKO-in）將來自直播現(xiàn)場的話筒或者音源（一般為直播調(diào)音臺）的模擬音頻源轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量的MP3或PCM格式的IP碼流，經(jīng)過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行IP地址點(diǎn)對點(diǎn)連接傳輸回接收端，接收端（PYKO-out）將接收到的IP碼流（MP3格式或PCM格式的IP碼流）還原為模擬音頻后,連接至本臺直播間或播出系統(tǒng)內(nèi)。傳輸原理如圖3所示。

圖3 基于4M寬帶的音頻傳輸原理

PYKO-in提供三種應(yīng)用模式可以選擇：分別是流服務(wù)應(yīng)用、全雙工應(yīng)用、播出應(yīng)用。對于流服務(wù)應(yīng)用，PYKO-in將作為一個立體聲輸入設(shè)備進(jìn)行使用；全雙工應(yīng)用可以提供一進(jìn)一出的單聲道使用，一般應(yīng)用在內(nèi)部通話或者需要雙向音頻時使用；播出應(yīng)用可以將PYKO-in當(dāng)作PYKO-out來使用，一般作為手頭沒有PYKO-out應(yīng)急時使用。基于互聯(lián)網(wǎng)傳輸音頻的應(yīng)用需要一般選用流服務(wù)應(yīng)用（Stream server application）方式。

當(dāng)需要外出直播時，直播地點(diǎn)可能是臨時建設(shè)的。對于接收端PYKO-out可以在臺里做好相關(guān)設(shè)置，提前部署。對于發(fā)送端PYKO-in可以考慮采取兩種方式接入網(wǎng)絡(luò)：一種就是采用4M帶寬ADSL（通常家用）接入方式（若直播點(diǎn)有硬件接入點(diǎn)），可以達(dá)到192kbps mp3聲音質(zhì)量，而延時大概在90～400毫秒，如圖4所示。

圖4 實時碼率和延時

從實際的應(yīng)用看，延時基本可以忽略。當(dāng)然，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不高的情況下，需要對設(shè)備的“音頻格式（Audio Format）”“時延（latency）”“MP3編 碼 質(zhì) 量（mp3 encoding quality）”等參數(shù)進(jìn)行有機(jī)組合調(diào)整，達(dá)到聲音質(zhì)量最高、延時最短的效果。故此PYKO 系列設(shè)備具有聲音傳輸質(zhì)量高、延時短、系統(tǒng)搭建容易、調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)。這是在以4M寬帶為載體時的情況。

另外，若現(xiàn)場沒有寬帶時，可以考慮通過無線網(wǎng)卡接入3G網(wǎng)絡(luò)。系統(tǒng)搭建方法和用寬帶時大致相同，不同的是需要用3G路由器和無線網(wǎng)卡組成傳輸載體網(wǎng)絡(luò)。然后在把發(fā)送端（PYKO-in）接入網(wǎng)絡(luò)。其他部分建設(shè)和寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)相同。傳輸過程中的各項參數(shù)如“音頻格式（Audio Format）”“時延（latency）”“MP3編碼質(zhì)量（mp3 encoding quality）”等根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)情況進(jìn)行調(diào)整以便達(dá)到音質(zhì)好，傳輸流暢的目的。

圖5

圖6

圖7

2.2 參數(shù)設(shè)置

2.2.1 收端PYKO-out設(shè)置

由于，接收端可以提前設(shè)置和部署完畢。所以首先對接收端PYKO-out進(jìn)行設(shè)置。若采用的是專線那么設(shè)置如下，

先登錄設(shè)備的設(shè)置界面，在IE瀏覽器輸入http://X.X.X.X(設(shè)備的出廠地址)回車，進(jìn)入設(shè)置界面。依次對網(wǎng)絡(luò)、IP流進(jìn)行設(shè)置。

假如專線為220.183.3.230，那么我們設(shè)置接收端如圖5示。邏輯名：pyko_out，IP 地址為 220.182.3.230，網(wǎng)關(guān)為220.182.3.139，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端口為80；IP流的設(shè)置如6圖：接收端口為4000，編碼格式為mp3；“音頻格式（Audio Format）”“時延（latency）”“MP3編碼質(zhì)量（mp3 encoding quality）”等參數(shù)可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況進(jìn)行調(diào)整。

假如使用內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，則需要設(shè)置外網(wǎng)地址與設(shè)備地址的映射，以便發(fā)送端能在公網(wǎng)上識別到接收端設(shè)備。

2.2.2 發(fā)送端PYKO-in設(shè)置

發(fā)送端PYKO-in設(shè)置，先登錄設(shè)備的設(shè)置界面，在IE瀏覽器輸入http://X.X.X.X發(fā)送端（設(shè)備的出廠地址）回車，進(jìn)入發(fā)送端設(shè)置界面。

直播現(xiàn)場3G無線路由器（IP：192.168.16.1）。那么對發(fā)送端的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置如7圖。邏輯名為：pyko_in,IP地址為192.168.16.100；網(wǎng)關(guān)為192.168.16.1；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端口80，和接收端一致。對其IP碼流的設(shè)置如圖8。編碼方式為MP3格式，編碼質(zhì)量設(shè)為7Highest。當(dāng)然網(wǎng)絡(luò)狀況好的話可以設(shè)置的更高。采樣率為48KHz；Stream1填寫接收端pyko_out的IP地址（220.182.3.130）。服務(wù)（Application）選擇我們使用的流服務(wù)。將“Settings”菜單中的“Ethersound mode”設(shè)置為“Disabled”如圖9示。

圖8

圖9

圖10

現(xiàn)場使用無線網(wǎng)卡的時，需保證3G路由器與無線網(wǎng)卡是連通狀態(tài)且上網(wǎng)流暢，若為寬帶接入時需用modem解調(diào)寬帶信號，然后接入無線路由器并保證網(wǎng)絡(luò)暢通。

2.3 設(shè)置要求

為了能在電腦上進(jìn)行順利設(shè)置個終端，瀏覽器需要IE8及其以上版本；其次管理電腦IP地址需要和PYKO設(shè)備地址在同一網(wǎng)段才能順利登錄設(shè)置界面。完成以上終端設(shè)置。

另外需要注意的是PYKO-in與PYKO-out的IP流端口必須設(shè)置一致（4000，5000，6000其中之一即可）。

3 結(jié)語

通過傳輸系統(tǒng)的搭建，以互聯(lián)網(wǎng)為載體的音頻傳輸技術(shù)，相較傳統(tǒng)的音頻傳輸方式，具有投入成本較低，僅需要一對PYKO設(shè)備、3G無線路由器、無線網(wǎng)卡或4M寬帶即可。具有線路連接簡單、布點(diǎn)容易、聲音傳輸質(zhì)量高、擴(kuò)展性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

其硬件投入3萬元不到。具備良好的性價比，降低了遠(yuǎn)距離直播傳輸?shù)某杀尽Ｕ麄€傳輸系統(tǒng)建設(shè)簡單。高度集成化的設(shè)備和支持互聯(lián)網(wǎng)作為傳輸線路，在對于戶外移動直播等這種現(xiàn)場技術(shù)條件有限的情況，能簡化設(shè)備的架設(shè)縮短調(diào)試時間，提高工作效率。系統(tǒng)具有實現(xiàn)單播和組播功能。能隨時通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行一對一、一對多的音頻傳輸。一對多組播功能，特別適合單個直播點(diǎn)向多個轉(zhuǎn)播臺進(jìn)行音頻信號的傳輸，相對傳統(tǒng)方式的音頻傳輸，能極大地降低投入成本。

按照目前3G無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速度要求，在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中3G網(wǎng)絡(luò)分別支持至少2Mbps、384kbps以及144kbps的傳輸速度。由于PYKO傳輸設(shè)備在190Kbps左右?guī)捇A(chǔ)上就可穩(wěn)定傳輸64Kbps MP3格式碼流的音頻或者更高品質(zhì)音頻，完全滿足移動直播的需要。隨著3G移動通訊的不斷發(fā)展，將可以提供更加穩(wěn)定可靠和高質(zhì)量音頻傳輸?shù)募夹g(shù)平臺。

總而言之，基于互聯(lián)網(wǎng)的音頻傳輸技術(shù)的應(yīng)用，為廣播電臺提供了一種快速價格低廉的直播傳輸和備用傳輸?shù)慕鉀Q方案。

[1]趙軍.基于互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)距離音頻傳輸應(yīng)用.廣電數(shù)字網(wǎng)絡(luò) ,2010.5.

[2]http://www.ead.cn/UploadFile/Files/1-1_Digigram_PykoInOut-cn.pdf.技術(shù)參數(shù).

[3]PYKO使用說明書.