廣播智能化總控系統設計

舒啟輝

潮州廣播電視臺

廣播智能化總控系統設計

舒啟輝

潮州廣播電視臺

隨著廣播技術快速發展，總控數字化、網絡化、智能化已成為廣播電臺播控中心階段性發展的一種趨勢。2012年下半年開始，潮州人民廣播電臺抓住搬遷新大樓的歷史契機，進行醞釀建成一套包括音頻信號監測、設備狀態監測和智能化故障分析、報警、控制在內的全流程、智能化總控系統。

1 系統設計思想

1.1 建設播出信號的安全傳輸通道，保證信號在任何情況下的暢通無阻。

1.2 實現數字音頻矩陣和網絡矩陣的雙矩陣結構，并實現自動切換。

1.3 系統具有網絡化監視監測功能，能對關鍵節點的音頻信號的實時監測、監聽。能對系統故障進行智能化故障分析和判斷，實現故障狀況下的緊急處理。

1.4 通過矩陣和網絡，實現機房和機房之間的播出信號、各種轉播信號、節目輸出信號靈活自如地調入、調出和交換分配。

2 系統技術架構選型分析

隨著通信技術、計算機網絡技術與音頻技術相互融合，音頻系統的集成出現了朝著數字化和網絡化方向發展的趨勢。CobraNet是一種基于以太網的綜合硬件、軟件和通信協議為一體的網絡音頻實時傳輸技術，它通過標準以太網硬件和媒介為未經壓縮的數字音頻提供可靠傳輸。本系統中，擬采用網絡音頻矩陣和數字音頻矩陣為核心的雙矩陣結構，以確保系統具有高度安全性、先進性、可靠性和智能化。

2.1 先進性

①系統使用的CobraNet技術是采樣時鐘同步、建立在鏈路層，不會出現上溢下溢的問題。系統可以精確的對信號的物理鏈路、傳輸協議和音頻信號的參數，進行實時的分析和編解碼。

②網絡音頻矩陣采用分布式的結構，由6臺音頻路由器組成網絡智能化總控系統，它采用CobraNet技術能方便地對數字音頻信號進行調度、實時傳輸。同時能對關鍵節點的音頻信號進行監測，包括直播間信號、轉播信號、衛星信號。提供對各個機房的設備狀態和視頻監視信號進行聯動顯示、能對系統故障進行智能化故障分析和判斷，實現故障狀況下的緊急處理。

③系統設計自動控制功能，系統軟件集監測和控制為一體，是統一控制矩陣，可以精確地掌握各個設備的內部切換關系，準確地分辨故障源點和受影響故障點。

2.2 安全性

①采用雙矩陣結構，關鍵設備有主備冗余和自動切換，能確保播出信號的安全傳輸；有完善、可靠的身份權限驗證機制。

②系統結構簡單，直播間播出的信號，不管是數字信號，還是模擬信號都能在系統中不同路由傳輸，能確保非常極端情況下信號傳輸的安全。

③系統核心功能采用無中心設計，系統中任何一臺設備的死機都不能影響到系統核心功能（報警和應急）的正常操作和使用。系統由于采用IP技術，可以采用多臺計算機操作并實現高可用性。

2.3 可擴展性

系統設備音頻接口標準完全滿足國家標準，網絡同時采用通用的流媒體技術實現，軟接口規范采用標準的XMAL格式和SOAP協議等?？梢愿鶕枰獙φ麄€系統進行多層和多信號的監控。系統內所有設備，所有的信息和控制命令，可以通過網絡進行傳遞，便于系統的擴容以及和其他系統的兼容。

3 系統主要組成部分設計

3.1 音頻矩陣系統

本系統包含了16X16數字音頻矩陣、網絡音頻矩陣、數字有源音分等一系列設備。音頻矩陣配置手動控制單元，可通過MIDI接口方便地實現對矩陣控制，尤其是在控制工作站發生故障的情況下，可以繼續通過手動控制單元控制矩陣穩定工作；而且提供有編程控制軟件，具有可預先設置好切換節目單，根據標準時間，按照節目運行表控制矩陣自動切換；可用快捷鍵預先設置快捷切換控制；可瀏覽全天的節目切換情況，對系統的運行狀態一目了然；可隨時根據需要，對通道用切換命令進行切入和切出，以減輕值班人員的勞動強度和出錯的概率。同時，由6臺音頻路由器組成網絡矩陣，播出音頻數據流通過使用固定、延時極低的CobraNet技術在網絡中傳播，每臺音頻路由器具有兩個熱備份CobraNet網口，分別連接到兩個獨立的以太網交換機上，無論是交換機故障、網線或網口故障，都可以0秒主備切換，音頻信號不會有任何中斷，它和主控播出鏈路真正無縫銜接。

3.2 信號輸入輸出系統：

包括直播室、錄制室、外來轉播信號和衛星信號、電視音頻信號，以及音頻信號送往調頻發射臺、轉播臺、有線電視網絡平臺及網站機房等。

①經過音頻延時器的數字（模擬）PGM信號：

直播室來的播出延時信號，經數字跳線盤、數字無源音分后，一路送音頻矩陣系統，做信號調度分配后，作為智能音頻四選一正常輸出的主用信號；一路信號經音頻路由器在網絡傳播，再由網絡音頻轉化成數字音頻，成為音頻四選一的一路輸入信號；模擬PGM音頻信號經跳線盤后直接作為音頻四選一應急信號源。

②調音臺輸出的數字（模擬）AUD信號：

該數字信號經數字跳線盤后送往備用音頻矩陣，作為直通的信號源，用于外送廣播車或其它不需用延時的場合。

③信號輸出系統：按需求送往各個發射或轉播的機房。

送到西湖山發射機房的信號傳輸在原有光傳輸機的基礎上，增加以太網音頻CobraNet傳輸系統，與原有的傳統光纖和微波傳輸技術，組成互為備份的異構傳輸方式，增強傳輸的安全性。同時，利用CobraNet對傳輸設備進行監測監聽及智能報警。

采用網絡音頻矩陣方便系統的擴展，在發射機房增加音頻路由器、交換機、工作站及配套軟件等設備，不僅能實現主控機房到發射機房音頻信號的多途徑傳輸，而且能在總控機房上選取發射機房三套節目經音頻分配器后回傳的信號進行監聽、監測，進一步確保廣播節目信號的安全傳輸。

3.3 轉播信號和衛星信號接收系統

由衛星接收信號、光纖微波傳輸、無線3G及電話傳輸、IP及因特網傳輸等系統組成。前期先調試安裝好衛星接收信號和TV信號，上述模擬信號通過AD或音頻路由器轉換成數字信號，同時送入數字矩陣和網絡矩陣，送入直播室作為播出信號源。

3.4 應急切換系統

在系統中，我們除了使用智能四選一切換設備外，還使用三組跳線盤和熱備音頻矩陣，直播室信號、通路中重要信號接入輸入輸出跳線盤，一旦整個系統或系統中某個設備發生故障，可根據實際情況進行切換或跳線，跳過所有環節，信號直接從直播調音臺或應急音源輸出進入傳輸通路進行播出，如當矩陣發生故障，矩陣的音頻通道無法正常傳輸信號，跳線盤能夠拋開矩陣，跳線直接輸出。

3.5 以太網音頻CobraNet技術的網絡總控軟件

①X/Y Controller切換控制模塊軟件

能對音頻矩陣、網絡音頻路由器等進行傳統的交叉點切換控制，也支持列表切換，按時間表對矩陣、網絡音頻路由器系統進行自動、半自動或手動的切換控制，跨設備統一控制，支持宏（MACRO）的定義與執行。

②視、音頻監測、報警模塊軟件

采用統一的監控面板的方式，對系統中的各個音頻信號進行監測與監聽，對各個視頻信號進行監看，對各個傳感器信號進行實時監視與監測，對各個設備狀態進行監控。該模塊包括強大的系統圖方式的信號與設備監控，并提供智能程度很高的故障自動定位判斷，在故障自動定位判斷的基礎上自動選擇事先規劃好的預案，實現快速故障處理。

4 結語

廣播總控系統是我臺新廣播電視大樓技術搬遷的重點工程，它不僅是我臺廣播節目實現數字化傳輸、智能化監測的核心樞紐，更是我臺未來幾年技術發展的基礎和重要平臺。這將為迎接DAB廣播時代的到來打下良好的數字音頻網絡平臺基礎，而智能化總控將成為廣播電臺內部交換網的核心與外部網接入電臺內部網的接口，使電臺總控人員能方便、高效、科學地管理與控制播出相關設備，為廣播電臺安全播出提供了極其重要的保障。

10.3969/j.issn.1001-8972.2013.06.047