淺談柳州市廣播電視臺新一代數(shù)字網(wǎng)絡化廣播直播室系統(tǒng)的構建

□ 林 曦

一、引言

一種新技術的誕生總是伴隨著舊有技術的逐步淘汰而被寫入歷史，廣播播控技術領域也不例外。作為一個新的發(fā)展方向的AOIP 技術有什么優(yōu)勢？是否能夠達到廣播安全播出極高要求的標準？可否在廣播未來的發(fā)展階段中成為引領技術變革的先行者呢？回答這些問題必須首先簡單回顧廣播播控技術的發(fā)展沿革。

人類歷史上的第一次廣播是在1906年圣誕節(jié)前夜，由美國人費森登和亞歷山德遜在紐約附近設立的廣播站進行了首次播出。而真正的廣播電臺誕生于20世紀20年代，世界上第一座合法電臺——美國匹茲堡KDKA 電臺，于1920年11月2日正式開播。3年后的1923年1月，中國無線電廣播公司的廣播臺在上海也進行了首秀。中央人民廣播電臺的前身——延安新華廣播電臺則于1940年12月成立。

廣播的本質簡單來講就是將聲音傳播得更遠，讓更多人聽得到。所以我們在解決這個問題上想了許多辦法，創(chuàng)新創(chuàng)造了很多技術及設備，分別在錄制播出端、轉換發(fā)射端和接收信號端創(chuàng)新了聲電、模數(shù)轉換技術，創(chuàng)造了天線、衛(wèi)星、收音機等相關設施設備。從最初的如何讓人聽得到，到后來的怎樣聽得清，到如今的促進廣播節(jié)目辦得更出色，從而吸引更多人聽，形成了一個完整的閉環(huán)和生態(tài)圈。

二、認識AOIP

作為主要應用于我們前文提到的錄制播出端播出系統(tǒng)的一種新技術，AOIP 到底是什么呢？AOIP（Audio over IP）指的是在局域網(wǎng)中以IP 形式對音頻信號進行高質量傳輸?shù)募夹g，主要特點為無損不壓縮、高保真且低延時。它主要基于OSI 模型的網(wǎng)絡IP 層實現(xiàn)網(wǎng)絡化傳輸，借助IP網(wǎng)絡帶寬以多播方式實現(xiàn)靈活配置；按照IEEE1588 標準的PTP 協(xié)議完成時鐘同步，通過RTP 進行數(shù)據(jù)傳輸，并且利用DiffServ 作為QoS 服務。

回顧廣播播控系統(tǒng)發(fā)展歷程，主要分為四個階段。首先是傳統(tǒng)模擬播出階段。必須以物理連接方式模擬聲音信號輸入輸出設備，其特點就是對音頻信號進行處理后不能保存和調(diào)用之前調(diào)好的模式，操作控制繁復，受到音頻線傳輸衰減制約，難以遠距離傳輸和共享音頻信號。然后是模數(shù)混合播出模式階段，其以ATM 總線結構為主，以模擬矩陣為輔，從而確保主控系統(tǒng)對音頻信號的傳輸、監(jiān)測與調(diào)度等操作；同時，數(shù)字技術的完善，特別是數(shù)字調(diào)音臺的廣泛影響，雖然進一步提高了播控系統(tǒng)對信號的調(diào)控能力，但是在信號利用效率及共享范圍等方面沒有實質性突破，依舊無法體現(xiàn)信號自由度。接著是數(shù)字網(wǎng)絡化播出階段，即自動化播出階段。該階段的播控系統(tǒng)主要設備為數(shù)字、網(wǎng)絡矩陣，播出信號的傳輸主要依靠物理連接、網(wǎng)線連接以及MADI 數(shù)字光纖。這一階段采用的CobraNet 與EtherSound 技術構建的專網(wǎng)控制信息稍多一些都需要另一個網(wǎng)絡來傳送；另外，在千兆網(wǎng)中其傳輸通道也受限于32 個。最后是全數(shù)字網(wǎng)絡化播出階段。這一階段的AOIP播控網(wǎng)絡主要基于核心交換機，且集成各類交換機群，實現(xiàn)了一個更大的且功能更全的數(shù)字網(wǎng)絡化矩陣，最終確保多元數(shù)據(jù)的收集，以及音頻信號的調(diào)度、處理、監(jiān)測和傳輸向智能化發(fā)展，音頻節(jié)目的互通互聯(lián)，共享自由度得到空前提升。

三、AOIP技術的特點和優(yōu)勢

（一）經(jīng)濟便利

安裝AOIP 流程僅需一根網(wǎng)線便能實現(xiàn)與播控系統(tǒng)的連接，相較于傳統(tǒng)的音頻技術有了極大突破。AOIP 技術能夠在一根普通的8 芯網(wǎng)線中完成音頻、數(shù)據(jù)、控制、電源等功能，不僅節(jié)省了各種線纜對系統(tǒng)的綁架，而且所有節(jié)點在網(wǎng)線連接中便能實現(xiàn)無障礙溝通。AOIP 技術支持多通道多網(wǎng)絡傳輸，其理論上有512 路通道；支持網(wǎng)絡多播功能，可在不占額外網(wǎng)絡帶寬的基礎上傳輸節(jié)目信號，實現(xiàn)電臺與電臺，電臺與發(fā)射站、電視臺等多目的地的遠距離傳輸。

（二）安全高效

安全播出是廣播電臺的生命線，一切技術、制度、人員、設備的管理底線均源于此，所以對于AOIP 而言，唯有確保音頻信號傳輸路徑得到完整有效監(jiān)測才能保障節(jié)目安全播出。其通過對傳輸路徑的預先監(jiān)測，在出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸狀況時便會第一時間告警，通知播控系統(tǒng)值班維護人員對傳輸故障進行處理，確保廣播電臺節(jié)目無障礙播出。其主要通過設備管理對所有入網(wǎng)設備進行智能發(fā)現(xiàn)匹配和遠程管理；對傳統(tǒng)路由和網(wǎng)絡路由進行統(tǒng)一分析調(diào)度，獲取整個系統(tǒng)鏈路實時狀況，完成備份管理以及定時切換和應急切換；其可以基于內(nèi)容的故障監(jiān)測和報警管理并完整地記錄日志，通過無損全網(wǎng)全節(jié)點監(jiān)聽真實反映節(jié)目原始質量。

（三）功能獨特

AOIP 技術讓虛擬聲卡代替了專業(yè)物理聲卡，創(chuàng)造性地引入了AOIP 音頻流概念。在具備AOIP 功能的調(diào)音臺上，它的輸入輸出通道母線也可以不是物理意義上的，可以通過推子觸發(fā)服務器上的音頻文件播出，然后封裝成AOIP 流形式，經(jīng)網(wǎng)絡到達調(diào)音臺參與混音處理，同理母線輸出則將AOIP 流生成為服務器文件。而音頻工作站也不必安裝物理聲卡，混音聲軌既可以來自AOIP 設備的實時軌，也可以來自硬盤的虛擬軌。

四、以AOIP技術構建直播室項目

（一）項目功能與需求

新建的直播機房應具有支持AES 67 標準的AOIP 信號的能力，為將來整體網(wǎng)絡化改造奠定基礎；且立足廣播節(jié)目的制作工藝和流程。系統(tǒng)設計應著眼于未來廣播的發(fā)展，功能和性能上必須有一定的超前性；整體指標均衡一致，不得出現(xiàn)指標瓶頸，系統(tǒng)和設備的技術指標達到國家相關標準的最高等級；技術開放性上，系統(tǒng)符合國際通用標準，符合國家及行業(yè)有關標準，采用開放的接口與技術，建立開放的結構，可以方便地進行技術擴展和升級；使用對象開放性上，能夠滿足各類廣播節(jié)目的使用要求；安全可靠性上，控制系統(tǒng)和關鍵設備要有冗余備份設計，主要設備具有雙電源供電；具有極高的運行可靠性，并具備完善的應急方案，系統(tǒng)設計上不能出現(xiàn)單點故障造成系統(tǒng)崩潰。

（二）項目設計與實施

項目主要核心設備為一臺DHD52/RX 數(shù)字直播調(diào)音臺，通過一個DHD52-7235A 話簡/耳機模塊連接主持人和嘉賓話筒和耳機；將四個DHD52-7224A XC 模擬模塊接入各種模擬外來信號源、監(jiān)聽設備、對講和延時設備、備份工作站等；經(jīng)三個DHD52-7212A XC 數(shù)字模塊部署主播出工作站、上網(wǎng)電腦、總控主備矩陣返送信號及部分數(shù)字外來信號（比如室外直播回傳等）。圖1 為項目實施圖。

圖1 項目實施圖

五、結語

在實施部署完該項目后，我們發(fā)現(xiàn)它的軟件系統(tǒng)才是我們切身感覺其先進和龐大的所在之處。特別在項目核心數(shù)字調(diào)音臺的軟件系統(tǒng)控制、調(diào)度、配置、常規(guī)應用、特殊功能等方面，該項目都賦予用戶最大的自由度和靈活性，最大限度發(fā)揮了整個系統(tǒng)所有能力，并能夠讓系統(tǒng)在最大程度上適應用戶需求，這些都是前所未有的革命性創(chuàng)造，也翻開了新時代廣播播控技術新的一頁。作為新的一頁，“大道是簡”的理念躍然紙上。AOIP 技術將虛擬化引入廣播播控系統(tǒng)中，將專業(yè)物理聲卡取代，而無壓縮SDI over IP技術則在電視播控系統(tǒng)虛擬出各種播出服務器；兩者都依附于IP 網(wǎng)絡應用協(xié)議，都把“通道”概念演繹得出神入化。