電臺數字播控系統智能化改造

張景周

摘 要 電臺播控系統作為電臺節目播出鏈路的核心，在其原來的數字化播控系統基礎之上，進行智能化改造，使其改造為以RAVENNA數據流與MADI光纖構成的播控系統，通過用DigigramLX-IP聲卡與AOIP網絡的鏈接，從而實現了對同一操控平臺上的播出信號與所有設備進行實時監測與控制，實現智能化調度與處理。

關鍵詞 電臺播控系統；智能化；改造；DigigramLX-IP聲卡；AOIP網絡

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2018）202-0076-02

河南廣播電視臺原有的以單矩陣為核心的數字化電臺播控系統在多年的運行過程中，出現了拓展性不足、可靠性偏低、網絡化與智能化的監控手段匱乏等現象。由于數字信號采用的基本以AES/EBU信號為主，與當前可靠性更高、傳輸路數更多的光纖連接MADI信號不相符，并且原有系統缺少冗余在線備份，在矩陣故障時只有采取跳線盤才能夠對關鍵信號進行調度，所以須保證工作人員對電臺播控系統、線路及基本故障維護有充足的了解，同時由于信號恢復需要較長時間，因此難以無縫對接[ 1 ]。由此可見，在原有的電臺數字播控系統的基礎上，實行智能化改造升級，顯得尤為必要且迫切。

1 改造原則與思路

此次改造本著智能化、網絡的設計原則與思路，結合當前先進廣播技術的發展趨勢以及出現的直播、錄播、網播等多元化節目播出形式，在實現人機界面友好交互以及保證操作簡單快捷的基礎上，能夠對重要播出鏈路出現的故障進行智能監測，并且可自動切換到冗余鏈路，為后續管理與維護提供方便。為了保障節目的安全播出，要對可能會出現的極端情況進行必要的應急預備，針對核心關鍵部分要采取冗余技術，實行雙電源、雙輸出的設計，提高設備運行的安全可靠性。此外，現在的電臺直播室調音臺大部分都為數字信號的音頻設備，主要通過光纖傳送到發射臺，而數字微波機起輔助作用，出于經濟方面的考慮，最需針對播控系統的矩陣與監測設備實行改造，用LAWO的NOVA73與AOIP網絡分別替代原來的 ATM矩陣與監測設備AM-32，后置IBS300智能音頻切換器，有效強化播控系統的可靠性，并且通過DigigramLX-IP聲卡的IP接口連接上AOIP網絡，將關鍵性的音頻信號傳輸至監測計算機，實現智能化監測[ 2 ]。

2 系統主要設備介紹

2.1 NOVA73 矩陣

該矩陣硬件主要由NOVA73音頻處理核心與DALLIS音頻接口機箱兩部分組合而成。該矩陣是帶有雙星結構和自愈連接功能的數字音頻矩陣，可以根據不同的功能模塊來支持IP、MADI、AES3和AES67等多種信號格式，機箱所采取的都是雙電源模塊設計，內置模塊都支持熱拔插。因為與我臺主用的LAWO藍寶石直播調音臺同一廠家，所以在時鐘、板卡等各個方面不存在兼容的問題。

2.2 AOIP網絡

AOIP（Audio Over IP）是指在通用以太網上以IP流的方式實時傳送高質量數字音頻信號的技術。河南廣播電視臺根據AES67標準建立了一個開放的無壓縮IP音頻網絡，通過統一的網絡時鐘源和對網絡中交換機的有效配置，是廣播播控中心、數字調音臺等各類信號源都通過相同的IP網絡連成一體，實現全網全節點無損監聽，真實反映原始音頻質量。這幾年來一些公司一直致力于AOIP技術的研發，市場上先后出現了來自不同廠家的AOIP技術，但都具備有以下兩個共同的特點：1）都采用了IEEE1588 作為媒體時鐘的同步源；2）盡量使用IP協議，采用傳輸層的UDP或是應用RTP協議。

2.3 DigigramLX-IP聲卡

該聲卡作為一款專業級聲卡，具有多個IP接口，并且支持ASIO驅動，可以實現對AOIP數據流的編解碼功能。此外，該聲卡表現出低時延、低CPU荷載的也正，有著靈活的混音與分配功能，能夠輕松獲取到各路音頻信號的峰值、均方根值等信息，將其作為AOIP音頻設備與計算機的接口，最為合適。

2.4 MADI-XX多路音頻監測器

該音頻監測器主要有2個MADI 64通路I/O、32路單聲道模擬平衡輸入、16路AES數字音頻平衡輸出、4路立體聲監聽輸出以及128*128MADI路由矩陣，能夠對128路音頻信號進行監測，并以三色段條形圖予以直觀展示，同時能夠監測出音頻丟失、過載等情況，具備報警功能。該音頻監測器還配置以太網口和RS232串口，能夠進行遠程控制，同時利用以太網口能夠實現內部矩陣控制、日志查看和網絡監聽等功能。

3 播控系統構成

智能化播控系統的改造，可依舊沿用NOVA73矩陣+Control Master監測軟件的主構架，一方面是出于對使用習慣的考慮，另一方面則是為了盡量縮減工程改造成本，同時AOIP網絡的數據路由交換功能和NOVA73主矩陣能夠構成異構熱備冗余備份。

為了保證播控系統的安全性，通常來講，總控設計由主矩陣與備用矩陣形成兩路一樣且相互冗余備份的音頻調度通路，同時利用矩陣控制軟件，通過以太網實現各矩陣鏈接與信息的交換，進而讓主服務器與備用服務器同時運行且互相同步。不過這種矩陣構架的改造規模過大，成本過高，并且備份矩陣大多時間處在熱備狀態，形成資源浪費。因此，在改造設計方案制定時，我們可利用AOIP網絡的數據路由交換功能，去實現NOVA73矩陣的冗余熱備功能。

在這一設計方案當中，AOIP網絡不僅替換了原先的監測設備AM-32，實現了對所有播出音頻信號的彩條顯示、監聽、監測以及報警功能，同時也與NOVA73矩陣形成了異構熱備冗余矩陣系統，為關鍵播出信號的傳輸和調度提供了保障。

3.1 硬件構成

所有的信號源都進入到NOVA73矩陣，然后由矩陣當中的RAVENNA卡將需要監視、監聽的信號經由光纖傳輸到AOIP網絡，并且通過監控軟件將信號直接用彩條的形式顯示出來，實現實時的監聽監測功能。此外，直播間的所有PGM播出信號與關鍵轉播信號源經由MAD光纖直接與NOVA73矩陣相連，中間無任何路由，確保信號的安全，再輸送至IBS300智能音頻切換器上，倘若NOVA73主矩陣發生異常情況，那么IBS300智能音頻切換器則會自動將AOIP網絡上的輸出信號切換為播出信號，實現播出信號的無縫對接，有效保障了播出信號的安全性。

3.2 智能監測平臺

1）實現整路由、多節點實時監測。通過采用先進的網絡監控技術和故障分析技術，對涉及安全播出的所有環節，包括：直播機房調音臺、延時器、矩陣、音頻處理器、多選一切換器、數字音分、開路接收等主要播出設備和播出鏈路關鍵節點的音頻信號。通過圖形化的方式展現各個機房的電源、環境參數等，可以直觀形象地顯示各個廣播頻率的工藝流程中的每個設備的工作狀況。同時系統具備自動故障點分析，生成應急操作策略，方便值班員采取最適宜的方式保證安全播出；故障溯源功能集中提示故障發生時 相關環節信息，幫助技術人員快速修復故障點，大大提高系統的安全播出保障能力。

2）實現智能切換功能。利用智能監測軟件，可以通過DigigramLX-IP聲卡的驅動程序提取聲卡中直播室延時前信號以及發射接收回來的信號進行智能化監測。因此，其不僅僅能夠實現停播報警、相位報警、慢錄以及查詢記錄日志等功能，同時還能夠對延時器的延時時間值予以實時計算，當主持人操作延時器造成延時器時間值異常時，會立即作出報警，進而留給值班人員應急處理的時間。此外，智能監測軟件還具備遠程控制切換功能，進而與IBS300構成多種應急切換方式，更進一步保證了播控系統的安全性，有效降低出現播出事故的發生率。

3.3 AOIP技術應用在播控系統的優點

AOIP技術有利于建立更加完善和強大的總控監測管理體系，具體體現在以下方面：1）設備管理：能對所有在網設備進行發現、配置和遠程統一管理。2）路由管理：對傳統路由和網絡路由進行統一的分析調度，獲取系統鏈路實時狀況，實現遠程的備份系統管理以及遠程應急切換管理。3）監測管理：基于內容的故障監測和報警管理，并可以實時記錄和存儲信息，形成故障日志予以保管。并可以對整個鏈路進行實時的監聽和存儲。4）對講管理：利用網絡音頻傳輸技術實現遠程對講。5）慢錄和代播：通過虛擬聲卡對任意指定節點進行慢錄同時在故障點插入應急代播信息。

4 結論

綜上所述，實行數字電臺播控系統的智能化改造是當前廣播行業共同面臨的新挑戰，升級改造之后的播控系統穩定性、可靠性以及智能化更高，大幅降低了值班人員的相應時間與工作難度，同時有著極強的可拓展性。筆者通過結合工作經驗，對電臺數字播控系統的智能化改造進行深入分析，系統能夠為同行從業人員提供有價值的參考依據，為助推廣播事業的向前發展貢獻應有的力量。

參考文獻

[1]盧榮春.電臺數字播控系統智能化改造[J].廣播與電視技術，2014，41（7）：27-28.

[2]欒忠旗.廣播電臺的數字化、智能化播控系統[J].遼寧廣播電視技術，2012（3）：8-9.