PYKO在音頻傳輸中的應用

張濤濤 李朝兵

西藏人民廣播電臺

引言

對于遠距離廣播音頻傳輸，由于傳輸技術、設備或現場條件的限制，聲音質量、延時等往往難以保證。為了快速而成本低廉地構建高質量遠距離的音頻傳輸平臺，滿足廣播的需要，網絡音頻傳輸技術應運而生。

傳統的廣播信號采用微波傳輸方式，其本身設備繁多、笨重往往難以達到快速部署及有效保障。用普通電話移動電話，聲音質量不能保證，做短時間的信息播報尚可，作為大時段長時間的直播就不太合適。實際應用中兩臺機器連接數率在24 kbps以上時容易出現掉線。從而影響到了節目的傳輸質量。通訊衛星傳輸速率（DVB方式可以達到1～15Mbps）、音質等方面倒是可以保證，但是移動上行鏈路和地面接收站等的建設將是一筆很大開銷，投入近百萬。實踐中用PYKO設備傳輸碼率至少可達192kbps以上，音質保真度高、傳輸流暢。當然，這是用MP3格式編碼，也可以使用PCM編碼格式，這樣可以使得碼率更高音質更好。所以，將PYKO作為音頻傳輸手段將是一種很好的選擇。當然也可以作為備用傳輸手段也是不錯的。

1 PYKO設備介紹

PYKO設備是法國 Digigram公司的最新產品，其包括 PKYO-IN 和 PKYOOUT 兩部分。（如圖1）分別在網絡的兩端負責數據的收發，屬專業級 IP 音頻接入設備。 PYKO設備不僅支持ES100spk協議，而且支持TCP/IP協議，可以將音頻、控制、RS232信號通過TCP/IP協議傳輸，支持標準的網絡設備，支持UDP協議，可以在調試完成之后，自動工作，內部架構如2圖。可以配合DIGIGRAM AudioManager軟件使用，使其功能更為強大，可以增加定時功能、事件功能等。PYKO-in 將話筒 (帶幻象供電)和線路的模擬訊號，轉成高質量的 MP3 或 PCM 的 IP碼流，PYKO-in可工作在 mono-in或 mono-out式的內通模式下 (使用 pcm 或 G711)。PYKO-out以 MP3、PCM 格式IP碼流或本地 mp3文件播放音，與Digigram Audio Manager軟件一起，PYKO 基于 IP 的網絡結構可提供網絡音頻傳輸分配的現今最佳解決方案。

該設備帶有GPIO系統和RS232信號的傳輸功能，DIGIGRAM的PYKO不僅是一臺音頻設備，更是一臺all in one的多接口設備，并且支持將這些接口的信號毫無失真的傳遞至上千甚至上萬公里以外。

圖1

圖2

2 應用

隨著網絡技術的突飛猛進，3G無線網絡、寬帶以及3 G無線網絡等接入技術普遍使用。現在就以3G無線網絡和4M寬帶為載體進行遠距離音頻傳輸系統的搭建為例來敘述。

2.1 系統搭建

在搭建中，系統通過一對PYKO設備（分別為PYKO-in和PYKO-out）實現，發送端（PYKO-in）將來自直播現場的話筒或者音源（一般為直播調音臺）的模擬音頻源轉換成高質量的MP3或PCM格式的IP碼流，經過互聯網進行IP地址點對點連接傳輸回接收端，接收端（PYKO-out）將接收到的IP碼流（MP3格式或PCM格式的IP碼流）還原為模擬音頻后,連接至本臺直播間或播出系統內。傳輸原理如圖3所示。

圖3 基于4M寬帶的音頻傳輸原理

PYKO-in提供三種應用模式可以選擇：分別是流服務應用、全雙工應用、播出應用。對于流服務應用，PYKO-in將作為一個立體聲輸入設備進行使用；全雙工應用可以提供一進一出的單聲道使用，一般應用在內部通話或者需要雙向音頻時使用；播出應用可以將PYKO-in當作PYKO-out來使用，一般作為手頭沒有PYKO-out應急時使用。基于互聯網傳輸音頻的應用需要一般選用流服務應用（Stream server application）方式。

當需要外出直播時，直播地點可能是臨時建設的。對于接收端PYKO-out可以在臺里做好相關設置，提前部署。對于發送端PYKO-in可以考慮采取兩種方式接入網絡：一種就是采用4M帶寬ADSL（通常家用）接入方式（若直播點有硬件接入點），可以達到192kbps mp3聲音質量，而延時大概在90～400毫秒，如圖4所示。

圖4 實時碼率和延時

從實際的應用看，延時基本可以忽略。當然，當網絡質量不高的情況下，需要對設備的“音頻格式（Audio Format）”“時延（latency）”“MP3編 碼 質 量（mp3 encoding quality）”等參數進行有機組合調整，達到聲音質量最高、延時最短的效果。故此PYKO 系列設備具有聲音傳輸質量高、延時短、系統搭建容易、調試方便等優點。這是在以4M寬帶為載體時的情況。

另外，若現場沒有寬帶時，可以考慮通過無線網卡接入3G網絡。系統搭建方法和用寬帶時大致相同，不同的是需要用3G路由器和無線網卡組成傳輸載體網絡。然后在把發送端（PYKO-in）接入網絡。其他部分建設和寬帶傳輸網絡相同。傳輸過程中的各項參數如“音頻格式（Audio Format）”“時延（latency）”“MP3編碼質量（mp3 encoding quality）”等根據實際網絡情況進行調整以便達到音質好，傳輸流暢的目的。

圖5

圖6

圖7

2.2 參數設置

2.2.1 收端PYKO-out設置

由于，接收端可以提前設置和部署完畢。所以首先對接收端PYKO-out進行設置。若采用的是專線那么設置如下，

先登錄設備的設置界面，在IE瀏覽器輸入http://X.X.X.X(設備的出廠地址)回車，進入設置界面。依次對網絡、IP流進行設置。

假如專線為220.183.3.230，那么我們設置接收端如圖5示。邏輯名：pyko_out，IP 地址為 220.182.3.230，網關為220.182.3.139，網絡服務端口為80；IP流的設置如6圖：接收端口為4000，編碼格式為mp3；“音頻格式（Audio Format）”“時延（latency）”“MP3編碼質量（mp3 encoding quality）”等參數可以根據網絡狀況進行調整。

假如使用內部網絡，則需要設置外網地址與設備地址的映射，以便發送端能在公網上識別到接收端設備。

2.2.2 發送端PYKO-in設置

發送端PYKO-in設置，先登錄設備的設置界面，在IE瀏覽器輸入http://X.X.X.X發送端（設備的出廠地址）回車，進入發送端設置界面。

直播現場3G無線路由器（IP：192.168.16.1）。那么對發送端的網絡設置如7圖。邏輯名為：pyko_in,IP地址為192.168.16.100；網關為192.168.16.1；網絡服務器端口80，和接收端一致。對其IP碼流的設置如圖8。編碼方式為MP3格式，編碼質量設為7Highest。當然網絡狀況好的話可以設置的更高。采樣率為48KHz；Stream1填寫接收端pyko_out的IP地址（220.182.3.130）。服務（Application）選擇我們使用的流服務。將“Settings”菜單中的“Ethersound mode”設置為“Disabled”如圖9示。

圖8

圖9

圖10

現場使用無線網卡的時，需保證3G路由器與無線網卡是連通狀態且上網流暢，若為寬帶接入時需用modem解調寬帶信號，然后接入無線路由器并保證網絡暢通。

2.3 設置要求

為了能在電腦上進行順利設置個終端，瀏覽器需要IE8及其以上版本；其次管理電腦IP地址需要和PYKO設備地址在同一網段才能順利登錄設置界面。完成以上終端設置。

另外需要注意的是PYKO-in與PYKO-out的IP流端口必須設置一致（4000，5000，6000其中之一即可）。

3 結語

通過傳輸系統的搭建，以互聯網為載體的音頻傳輸技術，相較傳統的音頻傳輸方式，具有投入成本較低，僅需要一對PYKO設備、3G無線路由器、無線網卡或4M寬帶即可。具有線路連接簡單、布點容易、聲音傳輸質量高、擴展性強等優點。

其硬件投入3萬元不到。具備良好的性價比，降低了遠距離直播傳輸的成本。整個傳輸系統建設簡單。高度集成化的設備和支持互聯網作為傳輸線路，在對于戶外移動直播等這種現場技術條件有限的情況，能簡化設備的架設縮短調試時間，提高工作效率。系統具有實現單播和組播功能。能隨時通過互聯網進行一對一、一對多的音頻傳輸。一對多組播功能，特別適合單個直播點向多個轉播臺進行音頻信號的傳輸，相對傳統方式的音頻傳輸，能極大地降低投入成本。

按照目前3G無線網絡的數據傳輸速度要求，在室內、室外和行車的環境中3G網絡分別支持至少2Mbps、384kbps以及144kbps的傳輸速度。由于PYKO傳輸設備在190Kbps左右帶寬基礎上就可穩定傳輸64Kbps MP3格式碼流的音頻或者更高品質音頻，完全滿足移動直播的需要。隨著3G移動通訊的不斷發展，將可以提供更加穩定可靠和高質量音頻傳輸的技術平臺。

總而言之，基于互聯網的音頻傳輸技術的應用，為廣播電臺提供了一種快速價格低廉的直播傳輸和備用傳輸的解決方案。

[1]趙軍.基于互聯網的遠距離音頻傳輸應用.廣電數字網絡 ,2010.5.

[2]http://www.ead.cn/UploadFile/Files/1-1_Digigram_PykoInOut-cn.pdf.技術參數.

[3]PYKO使用說明書.