廣播播出智能化切換及墊播系統的設計和應用

廖錦瑛

摘要：文章主要介紹了福建省廣播電臺總控播出智能化切換及墊播系統的設計和應用情況，分析了該系統的具體架構和主要特點，對安全性、可靠性方面的考慮以及需要注意的問題。

關鍵詞：多層智能切換 數字矩陣 網絡矩陣

廣播總控機房是廣播電臺播出系統的中心樞紐，保證播出信號安全不間斷傳輸是其第一要務。設計一套安全可靠的播出信號智能化切換和墊播系統，是保障安全播出，實現零停播率播出的關鍵。

福建省廣播電臺總控播出智能化切換及墊播系統依托DSW104+數字音頻智能切換器、NOVA73數字矩陣與CAS網絡矩陣構建，結構對稱、邏輯清晰、信號優先級選擇合理。保障系統在多種故障狀態時能夠自動判斷，智能處理，提高了系統的安全性和可靠性，最大程度降低了停播率，減輕值班人員在主用播出信號丟失的情況下應急判斷處理的壓力，避免停播事故。

一、結構對稱、功能對等的主備傳輸鏈路。各頻率播出采用兩個結構對稱的的傳輸鏈路：音頻切換器→音頻處理器→光端機。主備傳輸鏈路完全獨立，互為備份，在不停播的情況下，可分別檢修維護，滿足全年24小時不間斷運行的要求。相應地，作為傳輸鏈路第一級的以音頻切換器為關鍵設備構建的播出智能化切換和墊播系統也是主備兩條鏈路，系統無單一故障點。系統架構與信號流程圖如圖1。

二、多層自動切換和墊播。第一層智能化切換——音頻切換器“三選一”多通道切換。主備DSW104+數字音頻智能切換器均設置三路數字輸入信號（二路為外部輸入加上一路切換器內部墊樂信號）和一路數字輸出信號，這三路輸入信號按照優先級依次排列。

每個直播間調音臺輸出兩路直通的AES/EBU數字音頻信號（主延時后）分別接入主備音頻切換器的第一路輸入，作為主用信號。NOVA73數字矩陣和CAS網絡矩陣的輸出信號分別接入主備音頻切換器的第二路輸入，作為備份信號。值得注意的是，數字矩陣或CAS網絡矩陣輸出的信號又設計了多重切換。切換器內部墊樂信號為第三路輸入信號。系統正常運行期間，第一路作為主用信號輸出。當第一路輸入信號故障或停播時，在設定的時間范圍內切換至第二路輸入。當前兩路都沒有信號時，系統自動切換到內部補樂輸出，保證播出信號不中斷。在特定情況下也可選擇手動切換。

第二層智能化切換——數字矩陣和網絡矩陣的多節點切換。主音頻切換器的第二路輸入為數字矩陣的信號。我們通過數字矩陣系統的軟件切換功能，又將本路設計了四重自動切換。第一路為直播間延時后MADI信號，第二路為直播間延時前MADI信號，第三路是“一播四”工作站輸出的與該頻率播出站同步播出的節目單信號，第四路是CAS網絡矩陣輸出信號。這四路輸入信號按照優先級依次排列、依次切換，在特定情況下也可選擇手動切換。

備音頻切換器的第二路輸入為網絡矩陣的信號。各頻率直播間配置一臺broadcasttools手動音頻切換器，三路輸入信號分別為直播間備延時后信號、該直播間備份調音臺信號、音頻播出站信號。系統正常運行期間，切換器輸出為直播間備延時后信號，在機房檢修或者主調音臺故障時，根據需要手動切換至備份調音臺信號或者音頻播出站信號。該手動切換器的輸出接入CAS網絡矩陣，作為總控備音頻切換器的第二路輸入。

三、兩套矩陣互為備份。NOVA73數字矩陣與CAS網絡矩陣相互獨立，相互備份，各自均能完成信號的切換、傳輸、監聽、監測。它們相互關聯，相互輸出接入對方系統，實現相互調度。

四、系統設計中安全性和靈活性的考量。在把矩陣信號放在音頻切換器的第一路還是第二路這個問題上，根據福建省臺的播出實際流程，進行了安全性和靈活性的權衡。福建廣播電視臺的外來轉播信號通過直通的數字音頻電纜或數字音頻矩陣、網絡矩陣，送至各頻率直播間，各頻率的轉播均由直播間人工操作，再由調音臺輸出至總控系統。我們把直通的直播間數字音頻信號放在主備音頻切換器的第一路，因為這一路信號經過的設備節點最少，保證了其高可靠性。數字矩陣信號與網絡矩陣信號分別放在主備音頻切換器的第二路，并且在該路又設置多重切換，實現了系統多節點備份和靈活性。在特殊的極端情況下，該路也可調度所需的矩陣系統中的任意輸入源，體現極大靈活性。

廣播播控系統中的數字音頻設備的同步都使用同步系統輸出的外同步信號。在系統測試時，我們發現DSW104+數字音頻智能切換器設為“外同步”方式時，在外同步信號丟失的情況下，切換器無法輸出信號。經過與廠家的溝通，通過音頻處理器的固件升級，在外同步信號丟失的情況下的，切換器自動轉為“內同步”方式，解決了該問題。

該系統自投入應用以來，實現播出的智能化切換，將播出停播率降到最低，大大減少了值班人員的壓力，達到設計的預期目標。目前系統技術指標保持良好，主備數字音頻播出通路均符合《電視中心播控系統數字播出通路技術指標和測量方法》（GY/T 165-2000）的相關標準。標準要求數字波形幅度峰峰值在+2.0V～+7.0V范圍內，數字音頻輸出抖動幅度<0.07UI。我們測試的各頻率數字音頻播出通路的數字波形幅度峰峰值在+3.38V～+3.47V范圍內，數字音頻輸出抖動幅度在0.006UI～0.009UI范圍內，符合技術標準。

本系統的設計和構建采用了主備兩條結構對稱、功能對等、切換邏輯清晰的鏈路，極大地提高了系統的安全性、可靠性。該系統實現了多通道、多節點、多層次的智能化自動切換，將停播概率降到最低，最大程度保障了廣播安全播出。（作者單位：福建省廣播影視集團）

參考文獻：1.惠鵬程：《陜西電臺總控矩陣系統》，《西部廣播電視》，2014（9）。

2.王 蕾，程永軍：《淺談安徽電臺數字網絡化總控系統的應急處理方案》，《新聞世界》，2010（9）。