廣播總控系統的網絡化發展

常 京 戴曉瓊

（作者單位：寧夏廣播電視臺）

廣播總控系統的網絡化發展

常 京 戴曉瓊

（作者單位：寧夏廣播電視臺）

摘 要：本文闡述了廣播總控系統的網絡化發展的不同階段的特點，從單網絡系統和數字矩陣/CAS網絡復合系統兩個方面分析了網絡化總控系統的發展趨勢。

關鍵詞：廣播總控；以太網；網絡化

廣播總控是整個廣播播出系統的核心構成部分，主要用于完成電臺內外音頻信號的輸入、輸出、調度及交換處理，同時還起到對各路信號進行監測、監聽和管理的作用。總控系統作為電臺音頻信號的交換中心，需要實時、高質量、不間斷地進行信號傳輸，其性能直接影響到廣播的實時播出質量及安全性。目前，隨著多媒體技術、計算機技術和廣播技術的快速發展，將計算機網絡技術與音頻技術相結合，實現總控系統的數字化、網絡化和智能化，已經成為當前電臺廣播發展的一個必然趨勢。

1 廣播總控系統的網絡化歷程

為了提高電臺廣播音頻傳輸的安全性和穩定性，全國各地的廣播電臺都在積極構建網絡化播控傳輸平臺，但是由于各地電臺的網絡化建設規模及速度存在較大差異，因此各地采用的網絡化總控系統的技術方案也有所不同。

目前，國內廣播總控系統的基本結構建設主要可以分為三個發展階段。

第一階段，廣播總控系統數字化。在傳統模擬總控系統的結構上，采用數字設備（如數字音頻矩陣）替換了模擬設備，并設置了編碼、解碼等輔助設備，構建了數字化總控系統。來自不同音源的音頻信號通過電纜或光纖傳輸到總控，通過總控的數字音頻矩陣、數字音分、音頻多選一切換器等設備對信號進行集中處理、分配、切換，然后經數字音分至光發機將播出信號傳輸到發射臺。系統數字化后，廣播節目的音頻質量大幅提高。

第二階段，廣播總控系統部分網絡化。隨著計算機網絡化技術的發展，基于以太網的網絡音頻傳輸協議如Cobranet、Streament等開始得到應用，以Cobranet協議為例：以以太網為傳輸媒介，通過網絡音頻路由器和網絡虛擬矩陣將音頻信號轉換成數據包，且每個數據包的傳輸時延低于5ms，使帶寬利用率達90%以上，從而在1根普通五類線上可以同時傳輸64路的24bit/48kHz的高質量音頻信號。為了保證播出系統的穩定與安全，省級電臺大多采用網絡矩陣系統和傳統矩陣互備的模式，以網絡矩陣系統作為傳統矩陣總控系統的輔助系統。在使用過程中，傳統矩陣總控系統主要用于音頻信號的調度，而網絡化矩陣系統除了信號的調度功能外還要對各環節的音頻信號進行監測和報警。此外，兩種模式互備，增加了總控系統的復雜程度，也使故障點增加，維護難度增大，并且設備采購成本大幅上升。

第三階段，廣播總控系統完全網絡化。與傳統模擬總控系統的線性結構設計不同，網絡化總控采用以相應設備為中心的分布式結構設計。在數字音頻網絡傳輸平臺中，采用網絡音頻矩陣代替了傳統的數字音頻矩陣，從而更高效地處理和交換來自臺內和臺外的音頻信號，通過各設備相連接的網線，利用以太網進行數據傳輸和交換，并且信號遠距離傳輸無衰減、不受電磁干擾。此外，總控系統對信號的監測、監聽等控制功能也不需要外圍設備的輔助，可以直接在網絡上完成，從而真正實現了總控系統的網絡化。

2 廣播總控的網絡化系統形式

2.1 單網絡系統

與早期網絡矩陣總控和傳統矩陣總控互備模式不同，將基于網絡音頻傳輸協議的網絡音頻系統用于構建單網絡總控系統，可以擺脫傳統矩陣設備的限制，僅通過網絡矩陣系統即可完成音頻信號的傳輸、交換、分配和監測等功能，從而最大程度地發揮網絡化總控的優勢。但是傳統單網絡系統，由于沒有冗余備份，其數據傳輸的安全性較低，一旦網絡音頻路由器出現故障，如接口接觸不良或網線故障，將會直接導致信號傳輸終斷，因此，各省級電臺很少采用單網絡總控系統。

通過對廣播總控室單網絡系統的改造，設置2個以上的網絡音頻路由器或使用具備2個網絡接口音頻路由器，從而構建成網絡音頻矩陣系統。這2個路由器或接口都用于音頻信號的輸入和輸出，互為冗余備份，并且可以自動監測，一旦1個路由器或接口出現故障，另1個備份自動切換，從而保障音頻信號的傳輸流暢。如圖1所示，正常情況下，新聞頻率和交通頻率分別使用網絡音頻路由器1和2進行數據傳輸，不過，這2個音頻路由器完全相同，互為備份。對于網絡音頻路由器1，其有3路輸出信號通過D01送至新聞頻率，有1路輸出信號通過D03送至交通頻率。此外，網絡音頻路由器1的輸入信號有2路，1路來自新聞頻率，另1路經D06傳輸，來自交通頻率。一旦網絡音頻路由器2發生故障，通過網絡音頻矩陣的切換，交通頻率的信號可以通過網絡音頻路由器1進行傳輸，從而保證了音頻信號的正常播出。

圖1　廣播總控系統中網絡音頻路由器的互為備份設計

圖2　數字矩陣/網絡矩陣復合系統

2.2 數字矩陣/網絡矩陣復合系統

在早期的傳統矩陣總控和網絡矩陣系統互備系統中，以傳統矩陣總控為主，網絡矩陣系統僅用于信號監測和報警。與之不同的是，在廣播總控系統中，分別設置1套數字矩陣和1套網絡矩陣系統，形成了數字矩陣/網絡矩陣復合系統，該系統具備完善的數字矩陣設備，可以獨立完成音頻信號的處理與播出，同時音頻信號也可以通過獨立的網絡矩陣進行傳輸和監控。這2套系統相互獨立，互為備份，一旦出現故障，可以自動切換，從而最大程度上保證了音頻信號的播出質量。

數字矩陣/網絡矩陣復合系統的基本設計原理示意圖如圖2所示，“四選一”有4路輸入信號，分別來自傳統矩陣、網絡矩陣、直播間直通信號和補白播放器，經切換選擇后輸出1路信號至傳輸發射中心，網絡矩陣利用軟件切換另外一路信號作為備輸出至傳輸發射中心，以確保廣播信號的安全播出。此外，除了實現音頻信號的網絡傳輸外，在數字矩陣/網絡矩陣復合系統中安裝監聽、報警等軟件，也可以實現對整個播控信號的監測、監視、監聽及智能化故障分析。利用軟件實現了大屏彩條顯示監視功能，可將來自直播間、前后級音分、“四選一”輸入/輸出等重要節點的信號，以彩條的形式顯示在大屏上，一旦某個節點出現

故障，系統會報警并切換其他播出信號，從而保證音頻信號的不間斷播出。

3 結語

以模擬或數字矩陣為中心的傳統總控技術，難以滿足現階段大容量、多通道音頻信號的傳輸需求，而基于以太網傳輸媒介的網絡化音頻傳輸模式必然成為電臺總控系統技術的發展趨勢。

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