AoIP技術在廣播總控中的技術優勢研究

沈宇平

（云南廣播電視臺，云南昆明 650000）

0.引言

如今，廣播總控已然成長到音頻信息化與監測網絡化的程度，但是以往的音頻信號輸送以及固定節點的運行模式，無法實現靈活調度及拓展信號，并且總控項目在布局建設中還會用到較多的線纜。而在以太網及IP手段逐漸成熟中，將二者優勢整合起來的AoIP技術，慢慢運用到廣播總控中，其能把不同的音頻信號全部以IP形式呈現，以便完成輸送調度及內部檢測，統一管控網絡空間中的系統設施。

1.廣播總控系統

總控系統在播出鏈路中起到關鍵性的作用，主要功能有：完成信息化輸送、智能式切換和網絡化管控；可以切換和分配臺網播出的節目內容，并向發射臺輸送播出信號；向關聯的直播室與錄制室，發送音頻源信號，借助系統矩陣，指導傳輸方向；支持視頻監控；監測及監聽直播室、信號發送前與傳送中，整個過程均具備網絡化的特點，并且支持后期慢錄。以往常規的廣播總控系統實際運行中，重點面向模擬化及數字化的裝置，利用切換音頻信號的處理操作獲取所需的控制功能，其中具有關鍵性作用的是音頻矩陣。而為保障運行過程的穩定性、安全性，會建設冗余結構，把所有音頻信號統一放置在矩陣中。此種運行結構需要面對不能完全兼容的問題，比如信息交換、輸送接口及信號格式等，這會干擾成節目信號傳輸與下達指令等操作的流程性。同時，在以往的總控系統中，需要部署大量分配音頻的裝置，不僅影響信號指標、增加形成異常的故障點，還不支持節目內容信號的網絡化輸送與交換，而且點對點的傳輸間距不能太長。另外，系統設備的部署位置比較近，假設核心設備出現故障，容易波及到其他模塊。而且數模轉換與音頻分配裝置數量多，鏈路交叉復雜，提高故障風險率。鑒于以上缺陷，廣播總控系統一般出現異常時，不能準確、快速鎖定故障位置及應對修復[1]。

2.AoIP技術有關概述

2.1 核心技術

AoIP是依托于以太網，利用IP數據形態，支持不間斷傳送高質量、保真的音頻，此處的音頻，采樣率超過44.1kHz，16bit的量化編碼，音質至少達到CD的標準。為保障能通過以太網實現低延時、高質量的音頻傳送，運用OSI模型網絡層，完成傳輸動作，同時借助IP網絡寬帶，達到多播的效果，提高音頻內容配置的靈活度。同時，基于AES67與AES70規范化協議，前者負責AoIP的信息傳送、編碼成流、時鐘同步等部分；后者是對媒體網絡構建能夠被量化的控制協議框架，僅開展監測及控制，不負責傳輸流的環節。簡言之，前者只傳不控，后者只控不傳。在二者的標準化約束下，給AoIP技術運用于音頻傳送及監測環節，提供必要條件。

2.2 技術特點

AoIP應用于常規局域網中，借助IP手段，持續壓縮音頻信號和品質的情況下，完成高品質傳送。根據常規IP網絡協議，能在千兆網絡環境中，至少傳送到數百條鏈路，并且在配置較少交換機的條件中，就可以完成龐大信息的路由分配，而且借助QOS技術，能保障傳送的數據包擁有優先等級，進一步確保音頻信息的質量。該項技術特點體現在：

利用既有以太網，完成龐大音頻信息的分配輸送，千兆網絡條件能容納400余個通道，信息管理、監視、控制等，都比較便利。系統總體部署簡單、清楚，可以根據節目播出設計情況，靈活改變播控裝置的數目，尤其是對運行規模偏大的總控系統來說，前期部署成本費用明顯減少。而且因為AoIP是將以太網作為傳輸媒介，把以往節目制作、日常辦公及播出等環節各自獨立運行的模式完全打破，播出節目信息能借助交換機，發送至既定的托管平臺，達到數據互聯的效果。AoIP應用中，還能使用虛擬聲卡，該特點被廣泛運用在音頻與慢錄工作站中。和以往的廣播總控系統相比，由AoIP構建的系統，能在輔助較少成本代價的前提下，完成音頻信息雙網備份與異地備份。并且支持對總控系統中的重要網絡節點，實施全面的監測，徹底提高發現播出事故以及排除故障的速度，加強總控系統安全性。通過實踐應用情況來看，AoIP技術的靈活性特征突出，這是由于以太網本身的實用性優勢，為信息傳輸創造良好的基礎條件，保障信息管控及操作的便利性。并且把以太網當作核心基礎能夠深度發揮其優勢，使無線節目的播出與制作等可以實現持續創新。處于建設中或是建設后的廣播總控系統，在節目策劃發生明顯調整時，無需另外增加頻道方面的建設，完全能兼容不同類型的數字裝置，比如路由器，確實達到控制成本的目的[2]。

3.廣播總控中AoIP的應用技術優勢

3.1 實現多處傳輸

互聯網數據時代的到來，諸多類型的網絡裝置得到繁榮發展，實際投入的建設費用處于持續走低狀態，這給各個領域之間的進一步融合創造有利的環境。和最初的廣播總控音頻線纜部署相比較，AoIP的加入，將“點對點”的模式，轉變成網絡化布局，該種布線形式可以大幅度降低資源投入量，比如建設人工、線材使用量等。基于網絡化結構形式，AoIP技術出現，在廣播總控系統中運用，對于既有網絡結構不會帶來干擾性影響，反之，還會提高音頻信息的傳送效率。此項技術優勢的形成原因是：AoIP可進行多通道的信息傳送，并且通道數量超過以往的音頻裝置，后者一般僅有10余條通道，理論上前者可以容納數百個。同時，AoIP具備網絡多播功能，這表示能在不占用其他寬帶的前提下，完成音頻節目信號的傳送任務，不僅是廣播電臺間的信息共享，還可以和電視臺及發射臺等多處進行傳輸。由此來看，在目前的網絡化結構中，在AoIP支持下，無需建設復雜線纜體系就可以將音頻信號實行多處網絡傳輸。

3.2 智能化的監控

在廣播系統中，把直播間演示器與總控交換矩陣、檢測平臺與調音裝置等都與AoIP連接，利用其接口將有待監測的信息統一歸納起來，而后借助既有監控平臺完成信息的進一步處理，達到對廣播總控系統的全面監控。從此不難發現，智能化的監控機系統是依托于互聯網，采集AoIP網絡里的音頻信息，繼而管控全部廣播總控節目音頻信號的品質，既支持不間斷監聽不同節點的信號內容，又可監聽到任意節點的聲音內容，這樣能幫助相關工作者，便捷、完整地記錄和節目有關的各類信息。而且工作人員也能利用移動終端對數據資料進行保存及處理，方便后期繼續剖析節目內容，保障音頻品質。另外，當前的AoIP可以和熟知的大數據手段聯合運用，既可以監測到總控機房中所有硬件的工作狀態，完整記錄系統程序的報警信號，又可以全方位了解機房的運轉情況，更為關鍵的是，通過和大數據相結合生成建模公式，提高分析報警數據的準確性，輔助系統設備維修技術員，快速鎖定異常點，優化維護成效與及時性。總體來說，AoIP聯合大數據手段有利于相關工作者快速、精確評估系統當前狀態和報警信號，既能使系統運維得到有效保障，又支持自動報警，進一步降低廣播總控的風險率，保證技術工作者的生命安全，加大對運行系統的管控力度[3]。

3.3 實現同步系統

廣播總控系統在實踐運行中，主要是利用AoIP實現同步系統，而這也是AoIP的一項重要技術優勢，其可以在一個相通網絡空間內，發送音頻及控制信號。與此同時，在相應的信息傳輸期間進行獨立運行，弱化音頻數據包對其的影響，并且對其他音頻內容，不會發出任何負面干擾。再加上利用QOS確保網絡時鐘的同步性，防止在系統同步運行期間出現抖動的情況。比如說，AoIP實踐運用時，相關工作者完全能夠“依賴”AoIP時鐘同步的優勢，將其當作整個系統裝置的主要時鐘標準源，繼而保障系統中所有信息的實時傳送，使數據發送效率達到理想化的程度，確保系統運行的準確性。音頻信息傳輸期間，系統中的其他單元可以同時獲得數據信號，并且在機房系統工作中也能使用主要時鐘對應源信號。在此期間，如果系統內部不能獲取到有關信號，也能以備用時鐘作為標準，支持數據獲取，優化總控系統的利用率。AoIP的核心技術就可以實現對系統的全面控制，并能優化系統運行的平穩性與兼容性，這在科技研發領域中同樣擁有明顯的技術潛力優勢。比如，虛擬環境中，AoIP的所有功能都可正常使用。綜合上述所言，AoIP也在持續更新及優化中，逐漸走向成熟，今后廣播總控系統同樣會朝著全面運用AoIP管控的方向建設。該類系統的功能實現主要是借助主要和備用交換機的核心作用把音頻信號和硬件裝置狀態的監控信息，通過IP化的形式完成監視、輸送及調度。

3.4 提高系統效率

AoIP在提高系統效率上的技術優勢體現在2個方面，即管理效率和信息獲取效率。

其一，系統管理效率。AoIP運用重點是構建總數據庫，其功能具體涉及：（1）合理、全面調配系統部署的所有設備資源。（2）靈活切換和調試系統中的路由器。（3）可以檢測系統工作狀態，如果識別到異常信息，立刻發出預警信號，強化系統總體的穩定性。為達到該效果，需在對應目標設備處確定具體的接口，而后選中適宜的報警參數，系統自動配置，雙擊啟用鍵后，會提示預警成功。此外，AoIP還擁有監聽及點播等操作，實現管控音頻節目。（4）工作者的職能和操作權限，能被統計分析管理。總的來說，AoIP擁有創新性的技術架構，如今已經被大范圍運用到廣播總控系統中。實踐運行期間，具體是借助分離音頻信號的方式，完成系統管控，給后續的管理操作構建良好的基礎環境。通過對AoIP發展過程的研究來看，其使用范疇始終保持穩步擴大的態勢，借助AoIP能遠程監控音頻硬件。比如，倘若播出調音臺處設有AoIP接口，如果遇到緊急狀況，廣播總控能立即接手調音臺輸送與分配母線的工作，并且AoIP會同步解決系統中的異常。如果因為播出鏈的問題使網絡信號中斷，通過AoIP能把任一信號輸送至故障點，相當于備用電源，等到供電恢復，僅需將系統程序全部啟動即可，其中的備用服務器能負責慢錄制作。在配置成功后，開機啟動，登錄系統軟件，便能使所有通道恢復到原本的狀態。同時，AoIP能不間斷對比音頻信息，通過既有接口形成完整的檢測網絡環境，由此把鏈路內的若干音頻進行匯總，借助設定算法，得到削波與延時狀況等信息。如今，AoIP在對講裝置中廣泛使用，可以靈活調整總控和播出時間，并把組內全部節點當成廣播對象，支持總控室和導播室、直播室之間開展單方及多方的通信，很顯然，AoIP提高管理效率。

其二，信息獲取效率。在AoIP逐步完善中，廣播總控系統可以實時、不間斷地采集信息，這主要得益于AoIP可以在網絡環境中同步時鐘與傳輸音頻信號，同時能使運作模式相對獨立，憑借時鐘輸送協議防止對單一音頻數據包的處理形式產生嚴重依賴，加強總控系統廣泛包容性和抗干擾性，保障其平穩工作。另外，立足于QOS，AoIP可實現系統準確運行的同時，不被外界干擾[4]。

4.AoIP技術的應用展望

在AoIP逐步完善與普及應用中，以其為中心的生態系統也已經建成。目前，部分廣播混頻裝置上已加設AoIP的接口，并且在音頻矩陣領域中也有使用。在廣播行業中，其他輔助性裝置也時常運用此項技術，利用虛擬聲卡就能完成安裝，僅僅在相應工作站安設驅動程序便可利用既有適配設備和AoIP進行網絡連接。從此可知曉，音頻行業中AoIP擁有廣闊的應用前景。

5.結語

AoIP是利用構建一個高效、穩定的音頻輸送網絡將有關的設備信號統一歸納到相同網絡中，支持使用管理。根據上文的分析討論，AoIP在網絡通道監測、同步性、兼容性等方面均有突出的技術優勢。因而，對廣播總控實施AoIP化改造更新，能實現控制系統部署成本、提升信號管理與監測實時性，進一步推動總控系統的現代化升級，加深系統運行、管控中的網絡化與智能化程度，為廣播事業發展提供技術幫助。