基于IP網絡化的劇場內通系統標準體系研究

李真，南潔，趙雪均，楊謙逸

(中國傳媒大學自動化系，北京100024)

1 概述

劇場內通系統是一套輔助劇場人員籌備演出、保證演出順利進行的通訊設備[1]。目前，國內外對聲、光、電等所有信息未能以數字形式匯總，使舞臺監督一目了然。隨著數字化設備的不斷發展，將來舞臺監督應能在數次彩排過后，確定出一場演出的自動調度模型[2]。

由于劇場內通系統隨著劇場現代化程度不同，選用了不同技術和不同廠家的產品，導致了技術標準不統一、技術路線不一致。傳統舞臺監督、對講系統由于各廠商的標準不一，用戶無法根據需求選擇不同廠商的產品。因此，劇場內通系統標準研究是一項空白，需要在關鍵技術研究和應用的基礎上，制訂出一套有關劇場內通系統標準體系，能夠為現代劇場內通系統的應用示范和產業化奠定良好的基礎，更好地為劇場監督與調度服務。我國劇場監督調度工作起步較晚，標準化體系結構、層次還沒有清晰呈現出來，需要建立一個科學、合理而完善并與國際接軌的劇場內通系統標準體系，有利于我國劇場內部通訊領域的規范化發展。

2 網絡通信標準化的現狀分析

實現基于IP網絡化的劇場內通系統主要通過網絡通信技術實現，所以研究IP網絡化的劇場內通系統標準體系時也要參考現代網絡通信技術的相關標準。而目前網絡通信標準研究主要體現在網絡通信服務質量的研究上。

2.1 國際網絡通信標準化現狀

鑒于服務質量問題在網絡通信發展應用中的重要作用與地位，國際上多個標準化實體均在該領域內展開了研究工作，其中包括ITU-T，IETF，ETSI，3GPP等，通過這些組織的工作，目前已經取得了一些基礎性的研究成果。在ITU-T的研究組織中，SG2、SG4、SG9、SG12、SG13、SG16等研究組的研究工作均涉及服務質量問題，其中以SG13所提出的Y.1540規范了基于IP網絡的網絡性能和服務質量事件、參數的框架。2004年，SG13初步形成了“分組網絡服務質量參考體系結構框架”標準。ETSI設立有一個獨立處理服務質量問題的團隊——語音處理、傳送和質量技術委員會。目前ETSI已經發布了多種與服務質量有關的出版物，如ETR003(關于服務質量和網絡性能的一般方面)，ETR138和TIPHON(服務質量參數、定義和測量)等。

2.2 國內網絡通信標準化現狀

國內對服務質量問題的研究主要出于跟蹤、引進與消化吸收階段。基于ITU-T和IETF的相關標準，我國電信標準協會與交換標準技術委員會已研究制定了“IP網絡技術要求、網絡性能參數與指標的行業標準”，該標準規定了IP網絡性能和可用性參數的指標，是當前國內IP網絡工程、工程設計以及相應設備的引進和開發的技術依據。

3 基于IP網絡化的劇場內通系統架構

基于IP網絡化的劇場內通系統的網絡架構設計以系統需求為依據，根據系統設計原則進行研究。

圖1 基于IP網絡化的劇場內通系統網絡架構圖

如圖1所示為整個劇場內通系統IP網絡化集成后的系統連接圖，主要分為有線內通部分，無線內通部分，公共廣播部分以及調度中心部分。各部分的終端最終都通過網線連接在交換機上，以IP包的形式進行信息交換[3]。其中，調度中心使其核心部分，主要分為調度臺和服務器。而有線、無線內通部分的主要設備是有線、無線基站和耳機。廣播系統中數字功放是其重要設備。而中間設備主要有路由器和內通矩陣。本標準體系的研究主要從以上設備的功能要求、性能要求、技術參數等要求入手，結合網絡的性能、參數指標制定出一套基于IP網絡化的舞臺監督調度內通系統標準規范。

4 基于IP網絡化的劇場內通系統標準體系的構建

基于IP網絡化的劇場內通系統標準體系以系統的組織架構為基礎進行研究，分別針對系統中的四個部分制訂相關技術要求標準。IP網絡化的劇場內通系統標準體系的架構如圖2所示。

圖2 基于IP網絡化的劇場內通系統標準體系的架構

基于IP網絡化的劇場內通系統標準體系分為六個部分。

4.1 調度中心標準

本部分規定了監督調度臺的功能要求，服務器的服務功能、管理功能和性能要求。其中性能要求包括服務器的處理能力以及其必須符合的性能指標。本部分標準首先從系統的核心——調度中心進行規定，是系統整體規劃和生產的依據。

4.2 前端系統標準

本部分規定了前端系統即內部通訊系統部分和廣播部分的設備功能技術指標。對前端系統的規定主要體現在前端設備有線通話基站、無線通話基站、耳麥以及數字功放的功能要求及其技術要求。設備性能要求主要涉及采用何技術、頻率范圍、加密技術、供電要求及失真率等。本部分標準是生產廠家生產相應設備所遵循的依據。

4.3 設備標準

本部分規定的是系統中間連接設備的功能技術標準，中間連接設備主要包括網絡中的所有路由設備以及內部通訊中的中心矩陣設備。針對路由器，主要規定其設備容量、設備處理能力、路由器丟包率、吞吐量、時延等內容，針對中心矩陣，標準主要規定其重要的技術參數，如音頻輸入標準、音頻比特率、信噪比等。

4.4 傳輸網絡技術標準

本部分規定了系統中的所有網絡傳輸技術標準，包括網絡傳輸協議、音頻傳輸協議、音頻編碼標準以及信令控制協議等[4]。本部分標準協議針對的是系統中需要對音頻和信令處理的所有過程。所以無論是產品設備還是系統的搭建都要遵循本部的協議標準。

4.5 網絡通訊指標標準

本部分規定了通訊網絡中不同層次的各項指標標準，主要分為業務層、控制層以及IP層[5]。具體來講，規定了業務層中不種類的音頻和數據的傳輸標準，并且對IP語音通訊中的呼叫建立時間、傳輸時延、通話質量等標準進行了明確的規定；規定了控制層中媒體協議的傳輸時延、丟包率、抖動等指標；規定了IP層中IP包傳輸的各項指標。本部分規定的內容大多是劇場內通系統的服務質量標準，是本標準的重要部分。

4.6 安全技術標準

本部分規定了系統安全的各項標準，具體有物理安全、通信網絡和信息安全、運行安全三方面標準。主要包括電源、電磁兼容、設備安全；信息安全、數據保密、網絡傳輸安全；安全監控、安全審計、惡意代碼防護、應急處理等指標標準。

5 結論

本文在IP網絡化的劇場內通系統的基礎上，結合系統功能、產品性能以及參考現有的網絡通信服務質量指標，提出了IP網絡化劇場內通系統的標準體系的架構。建立IP網絡化的劇場內通系統標準體系能夠為行業提供明確的依據，以實現舞臺監督調度內部通訊領域的規范化，為后續制定劇場內通系統的標準規范奠定了基礎。

[1]國家大劇院舞臺技術部音響組.國家大劇院舞臺監督系統[J].藝術科技，2008，(1)：45-49.

[2]陳威旋.淺談內部通話系統的發展及實踐心得[J].信息通信，2012，(3)：229.

[3]李真，趙雪均，楊謙逸，周亦琛.舞臺調度內通系統IP 網絡化方法的研究[J].中國傳媒大學學報(自然科學版)，2014，(1)：19-22.

[4]李建東，IP網絡QoS的研究現狀[J].西安電子科技大學學報(自然科學版)，2002，(2)：163-168.

[5]趙其剛，王建成.NGN運營網絡及其QoS問題[M].成都：西南交通大學出版社，2008.