基于IP的廣播發(fā)射臺(tái)應(yīng)急廣播對(duì)講系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

郭大川

摘要：本文結(jié)合廣播發(fā)射臺(tái)工作實(shí)際，介紹了一種基于IP的應(yīng)急廣播對(duì)講系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。詳細(xì)闡述了其系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)測(cè)試，以及在廣播發(fā)射臺(tái)的典型應(yīng)用，分析了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路以及實(shí)現(xiàn)過程中遇到的問題。對(duì)其它中、短波發(fā)射臺(tái)應(yīng)急廣播體系的建設(shè)具有一定的參考價(jià)值。該系統(tǒng)已投入運(yùn)行，軟、硬件均經(jīng)過嚴(yán)格的功能測(cè)試，穩(wěn)定可靠。

關(guān)鍵詞：IP廣播 應(yīng)急對(duì)講 廣播發(fā)射臺(tái)

中圖分類號(hào)：TD655 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）06-0175-02

1 引言

我的工作單位地處西北偏遠(yuǎn)山區(qū)，自然環(huán)境惡劣，兩個(gè)工作區(qū)相距較遠(yuǎn)。長(zhǎng)期以來(lái)，各種突發(fā)性公共事件、極端性自然災(zāi)害以及技術(shù)安全事故給電臺(tái)管理帶來(lái)了諸多不便。我臺(tái)現(xiàn)有應(yīng)急通信手段覆蓋面小、系統(tǒng)性較差、普及率低，整體相對(duì)落后。為了徹底解決這一局面，加強(qiáng)電臺(tái)應(yīng)急體系建設(shè)，采用數(shù)字IP網(wǎng)絡(luò)應(yīng)急廣播對(duì)講系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

廣播發(fā)射臺(tái)應(yīng)急廣播對(duì)講系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)密切結(jié)合我臺(tái)現(xiàn)有資源、所處環(huán)境、管理特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，遵循高標(biāo)準(zhǔn)、節(jié)約成本、便于維護(hù)、易于擴(kuò)展的原則。

2.1 基本結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)是基于IP網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)急廣播對(duì)講系統(tǒng)。利用我臺(tái)現(xiàn)有局域網(wǎng)，通信終端通過臺(tái)內(nèi)網(wǎng)與系統(tǒng)服務(wù)器連接，采用基于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)字TCP/IP協(xié)議以及數(shù)字音頻技術(shù)，將音頻信號(hào)進(jìn)行數(shù)字編碼，以IP數(shù)據(jù)包形式在我臺(tái)內(nèi)網(wǎng)進(jìn)行傳送，再由音頻解碼終端進(jìn)行實(shí)時(shí)解碼和播放。系統(tǒng)主要包括主控服務(wù)器、IP網(wǎng)絡(luò)適配器、IP網(wǎng)絡(luò)音頻編、解碼終端、有線廣播避雷器、網(wǎng)絡(luò)功放、對(duì)講設(shè)備、擴(kuò)音設(shè)備等組成。主控服務(wù)器是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，主要完成網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的配置管理、節(jié)目任務(wù)的編排等。IP網(wǎng)絡(luò)適配器安裝在各區(qū)域前端，負(fù)責(zé)將前端設(shè)備接入內(nèi)網(wǎng)。IP網(wǎng)絡(luò)音頻編、解碼終端主要對(duì)來(lái)自服務(wù)器的控制信號(hào)和音頻信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)編、解碼和播放，把數(shù)字音頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)傳輸給功率放大器，最后傳輸?shù)角岸艘粝?，由音箱播放。有線廣播避雷器安裝在室外音柱所在區(qū)域，針對(duì)戶外揚(yáng)聲器和傳輸線路易于受到雷擊，把雷擊時(shí)的瞬間高電流切斷并傳導(dǎo)入大地，對(duì)機(jī)房廣播設(shè)備起到保護(hù)的作用，雷擊時(shí)自動(dòng)切斷輸出；過壓保護(hù)及漏電保護(hù)。網(wǎng)絡(luò)功放接入內(nèi)網(wǎng)，主要任務(wù)是驅(qū)動(dòng)擴(kuò)音設(shè)備。基本架構(gòu)如圖1所示。

2.2 需求分析

我臺(tái)包含技術(shù)區(qū)、辦公區(qū)、生活區(qū)三個(gè)部分，區(qū)域分散、周邊環(huán)境復(fù)雜。為了便于管理，技術(shù)區(qū)與辦公區(qū)需部署應(yīng)急廣播對(duì)講系統(tǒng)，生活區(qū)需部署應(yīng)急廣播系統(tǒng)，具體需求包含以下幾點(diǎn)：

（1）與我臺(tái)現(xiàn)有專網(wǎng)充分融合，確保系統(tǒng)工作的可靠性和安全性。利用辦公網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)采用多級(jí)管理，減少網(wǎng)絡(luò)帶寬影響，滿足工程中多點(diǎn)控制、多級(jí)控制等使用需求，最大限度的利用現(xiàn)有資源，減少布線數(shù)量、降低施工難度、節(jié)約成本。

（2）系統(tǒng)采用分區(qū)設(shè)計(jì)，使用者可根據(jù)需求選擇對(duì)不同分區(qū)進(jìn)行廣播。我臺(tái)部門眾多，對(duì)不同區(qū)域進(jìn)行特定廣播時(shí)，需要系統(tǒng)提供地址選擇和權(quán)限管理功能。根據(jù)權(quán)限不同，可任意對(duì)其中一個(gè)或多個(gè)區(qū)域進(jìn)行語(yǔ)音廣播。

（3）可提供不同部門之間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的全雙工穩(wěn)定語(yǔ)音通信。我臺(tái)地處山區(qū)，通信信號(hào)極不穩(wěn)定。通過語(yǔ)音對(duì)講功能可實(shí)現(xiàn)不同部門之間的溝通，緊急情況下可以一鍵接通控制中心。

（4）提供穩(wěn)定可靠的應(yīng)急廣播服務(wù)。根據(jù)智能化電臺(tái)建設(shè)需要，結(jié)合我臺(tái)實(shí)際管理需求，利用應(yīng)急廣播系統(tǒng)在特定時(shí)段進(jìn)行自動(dòng)播報(bào)。緊急情況下，能及時(shí)通過廣播播放告警信息。

（5）提供語(yǔ)音對(duì)講查詢功能。根據(jù)電臺(tái)工作實(shí)際需求，需要對(duì)錄音文件經(jīng)常調(diào)用。

（6）主控服務(wù)器可實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)選擇監(jiān)聽功能。通過監(jiān)聽，可實(shí)現(xiàn)對(duì)播出質(zhì)量和播出內(nèi)容的有效監(jiān)控。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 總體布局

應(yīng)急廣播對(duì)講系統(tǒng)主控服務(wù)器設(shè)于我臺(tái)監(jiān)控中心，主要完成所有音頻流點(diǎn)播服務(wù)、計(jì)劃任務(wù)處理、終端管理和權(quán)限管理等功能；管理節(jié)目庫(kù)資源，為所有IP終端提供定時(shí)播放和實(shí)時(shí)點(diǎn)播媒體服務(wù)，響應(yīng)各IP終端的播放請(qǐng)求，為各音頻工作站提供數(shù)據(jù)接口服務(wù)；音頻服務(wù)器軟件可將傳統(tǒng)音頻資源轉(zhuǎn)換成數(shù)字節(jié)目存儲(chǔ)到節(jié)目庫(kù)，方便重復(fù)使用。

對(duì)講系統(tǒng)分別部署在技術(shù)區(qū)和辦公區(qū)各職能部門，應(yīng)急廣播系統(tǒng)分別部署在生活區(qū)宿舍樓、生活廣場(chǎng)、活動(dòng)中心以及辦公區(qū)和技術(shù)區(qū)各職能部門。系統(tǒng)示意圖如圖2所示。

3.2 分區(qū)設(shè)計(jì)

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)我臺(tái)區(qū)域劃分、建筑布局特點(diǎn)以及管理特點(diǎn)進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)。通過分區(qū)控制，設(shè)計(jì)多種廣播實(shí)現(xiàn)方式，滿足不同區(qū)域用戶在播放過程中的需求，達(dá)到操作靈活簡(jiǎn)便的目的。在實(shí)施分區(qū)控制的同時(shí)，為了保證系統(tǒng)管控可靠、安全，采用分級(jí)管理模式。不同角色的用戶給予相應(yīng)操作權(quán)限。監(jiān)控中心給予最高權(quán)限，方便對(duì)所有IP終端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，其余各部門僅具有操作權(quán)限，不具有配置管理權(quán)限。

我臺(tái)具體包括廣播分區(qū)、對(duì)講分區(qū)和組合分區(qū)三大類。各分區(qū)可合并或獨(dú)立工作，相互之間沒有影響。廣播分區(qū)包括乙機(jī)房、丙機(jī)房、辦公樓、監(jiān)控中心等11個(gè)分區(qū)，在每個(gè)分區(qū)的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)安裝IP網(wǎng)絡(luò)功放，本區(qū)域所有音響就近接入相應(yīng)功放。功放和音響的功率根據(jù)區(qū)域空間大小進(jìn)行選擇。音響類型根據(jù)安裝地點(diǎn)進(jìn)行選擇，具體包括廣播音柱、吸頂音響和草坪音響三類。對(duì)講分區(qū)包括技術(shù)區(qū)各部門，以及辦公區(qū)臺(tái)辦室、技辦室等9個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)配置IP對(duì)講設(shè)備。組合分區(qū)是將有相似功能的區(qū)域進(jìn)行合并，具體包括技術(shù)部門、草坪音響、宿舍樓、全臺(tái)所有IP終端等四個(gè)分區(qū)。

3.3 IP地址規(guī)劃

為應(yīng)急廣播對(duì)講系統(tǒng)劃分專用網(wǎng)段，并與其它網(wǎng)段進(jìn)行隔離，保證系統(tǒng)安全。充分考慮未來(lái)系統(tǒng)擴(kuò)容，保留一定量的地址資源。廣播分區(qū)和對(duì)講分區(qū)所有終端分別配置IP地址和ID號(hào)。組合分區(qū)中，對(duì)合并后的分區(qū)配置相應(yīng)ID號(hào)碼，方便緊急情況下的一鍵操作。

4 系統(tǒng)測(cè)試

系統(tǒng)測(cè)試主要包括以下四個(gè)方面的測(cè)試。

4.1 監(jiān)控中心對(duì)任意IP終端進(jìn)行調(diào)度測(cè)試

監(jiān)控中心管理員可通過設(shè)置于此的對(duì)講設(shè)備和主控服務(wù)器對(duì)所有區(qū)域IP終端進(jìn)行單個(gè)或合并調(diào)度。

4.1.1 對(duì)講系統(tǒng)測(cè)試方法

（1）單向?qū)ず簦喊聪率孪扰渲煤玫哪繕?biāo)終端通話編號(hào)+“CALL”鍵，實(shí)現(xiàn)單一廣播功能，按CANCEL鍵掛斷。既可以呼叫對(duì)講終端，也可以呼叫一個(gè)或多個(gè)廣播分區(qū)。

（2）多終端呼叫（會(huì)議模式）：按下“對(duì)講終端通話編號(hào)”+‘#+對(duì)講終端通話編號(hào)+‘#+....+“CALL”。會(huì)議模式由發(fā)起人主持，參會(huì)者發(fā)言按“CALL”。

（3）雙向?qū)χv：按下“對(duì)講終端通話編號(hào)”+“TALK BACK”（雙向?qū)χv），在對(duì)方按下OK鍵可通話對(duì)講。

4.1.2 廣播系統(tǒng)測(cè)試方法

在主控服務(wù)器內(nèi)編排制作相應(yīng)內(nèi)容，通過服務(wù)器文件播放功能對(duì)任意區(qū)域進(jìn)行廣播。

4.2 相應(yīng)區(qū)域定時(shí)播放相應(yīng)內(nèi)容測(cè)試

通過主控服務(wù)器軟件的定時(shí)采播功能實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定內(nèi)容播放。

測(cè)試方法；設(shè)定一個(gè)或多個(gè)語(yǔ)音對(duì)講點(diǎn)定時(shí)播放音頻節(jié)目，或?qū)θ我庵付ǖ恼Z(yǔ)音對(duì)講點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行廣播講話。

4.3 語(yǔ)音對(duì)講錄音功能測(cè)試

系統(tǒng)能自動(dòng)對(duì)語(yǔ)音對(duì)講通話內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字錄音， 錄音文件保存在主控服務(wù)器硬盤中，以便日后進(jìn)行查詢和調(diào)度。

測(cè)試方法；通過對(duì)講系統(tǒng)進(jìn)行通話后，主控服務(wù)器中查找相應(yīng)通話音頻。

4.4 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)聽各終端播放內(nèi)容和音量大小測(cè)試

系統(tǒng)可任意設(shè)置IP終端作為系統(tǒng)監(jiān)聽使用，實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)選擇監(jiān)聽功能，即管理中心能夠?qū)Ω鱾€(gè)點(diǎn)進(jìn)行廣播監(jiān)聽，監(jiān)聽其播放內(nèi)容和音量大小，以便實(shí)現(xiàn)調(diào)整遠(yuǎn)端各個(gè)IP終端音量大小和播放內(nèi)容。

5 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)、語(yǔ)音對(duì)講以及廣播技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)急廣播系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。與傳統(tǒng)廣播方式相比較，本系統(tǒng)解決了傳輸距離有限、抗干擾能力差、擴(kuò)展性弱的缺點(diǎn)，操作更加靈活，管理更加智能。該系統(tǒng)是我臺(tái)應(yīng)急體系建設(shè)中的重要組成部分，為緊急情況下的調(diào)度控制提供了可靠的通信方式。

參考文獻(xiàn)

[1]閆紅超.以太網(wǎng)數(shù)字語(yǔ)音廣播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西南交通大學(xué)，2010.