計算機網絡技術在廣播播出系統傳輸監控管理中的應用

摘要：文章探討了計算機網絡技術在廣播播出系統傳輸中的應用，針對目前廣播播出計算機網絡監控系統存在的不足，借助各種軟件的功能，不斷改進和完善監控管理系統，從路由器、功能定義、設置等各個方面進行優化，大大提高了系統監控管理的全面性及穩定性，將系統的網絡化提高到新的水平。

關鍵詞：計算機網絡技術；DHD；操作管理軟件；操作服務軟件；廣播播出系統 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP393 文章編號：1009-2374（2016）03-0047-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.03.024

當前，各種廣播電臺系統均已普遍采用計算機網絡系統作為監控管理系統，在技術上比較成熟，主傳輸鏈路端兩大主流裝置分別為數字調音臺和數字音頻矩陣，能夠很好地保證音頻質量和切換速度，在很大程度上實現了對節目的智能化監控管理。但是這些裝置很多來源于國外進口，且網絡性能不足，而監控系統則主要為國內研發生產，不能和進口設備很好地兼容，所以對調音臺和數字音頻矩陣兩大核心設備監控力度不夠。本文力求尋求一個性能優良的計算機網絡監控系統，提高廣播電臺系統管理的全面性和穩定性。

1 系統的結構和功能

1.1 系統整體結構

本臺新建一套播出系統，其主要設備均為DHD52系列，音頻處理系統采用DSP控制并配置I/O接口，相對于原來的直播系統，在結構上有很大創新，其網絡性能好，有利于監控管理軟件的應用。將光纜傳輸能力增加到千兆級，僅一路音頻光纖即可實現512路輸入輸出的雙向傳輸，相對于傳統的64路單相多通道數字音頻接口（MADI），傳輸能力提高16倍，極大地提高了系統間的數據傳輸容量。廣播播出系統的監控管理系統參見圖1所示。整個系統形成一個以太網絡，遠控監控終端能夠跟多個同時通過服務器對系統所有設備的運行狀況進行實時監控，并在系統出現故障時迅速找出故障源并進行自動切換處理。系統直播主體設備為調音臺和數字音頻矩陣，大大豐富了主鏈路上的網絡化監控方式，使廣播播出系統的穩定性更佳，智能性更高，自我修復性更為完善。

1.2 音頻信號處理器DSP

新搭建的播出系統DSP不同于原來系統的DSP，具備了標準I/O接口，支持熱插拔，為機房的維修提供了很大的方便。DSP模塊具備強大的交換能力，高達8000×8000，不僅能夠作為調音臺核心，還可作為總控交換矩陣。每個音頻通道均能夠處理音頻信號，包括增益、相位的調節，均衡、動態等調整能力。一塊DSP擁有200×200的對講矩陣，在512×512光纜的支持下能夠輕易應對全臺對講任務。DSP可由網絡對I/O接口等其他模塊進行連接和控制。DSP模塊屬于低耗裝置，每塊僅耗能10～15W。另外，DSP還添加了很多新的功能，如能夠監控網絡的電平及相位，在發現主電路故障時及時報警并進行備用通路的切換。可以自由調節觸發電平及時間參數，通過設置可以實現主備工作站播放切換和主備節目的切換。PGM多路輸出通路可自由選擇和切換。DSP對信號延遲處理進行了優化，可以直接將延遲信號傳輸給主控，簡化了系統結構。

1.3 APC技術

所謂APC（Audio Power Control）技術指的是音頻、電源及控制信號能夠在同一根網線上傳輸，還可以通過RJ45接口進行48×2音頻和10Mb/s控制數據包的傳輸。另外，其接口還能實現整個系統中DSP之間的數據交流或者DSP與I/O口之間的連接。通過標準CAT網線，APC支持的距離一般約為100m。

1.4 GA技術

所謂GA（Gigabit Audio）技術，指的是通過光纖與DSP之間或者DSP與集線器之間以千兆以太傳輸千兆音頻。設備上存在的音頻接口支持千兆光纖和以太網協議，通過千兆光纖進行512路輸入輸出的雙向信號傳輸和100Mb/s控制數據包的傳輸。通過其接口還能實現整個系統中DSP之間的數據交流或者DSP與I/O口間的連接。在單模光纖中，GA傳輸距離約40km；在多模光纖中，GA傳輸距離約500m。

1.5 音頻傳輸

該系統于同一根通路中進行音頻數據和IP基礎的控制數據包的傳輸，數字音頻傳輸性能極佳，主要取決于其特有的單一音頻取樣同步數據傳輸以及超低延時技術。該系統擁有功能強大的I/O接口，包括普通的話筒、模擬線路、AES/EBU I/O接口以及其自身特有的接口，能夠直接連接工作站，可以將普通網卡當作音頻I/O卡使用。PC機在驅動軟件DHDXCIP的支持下，就能夠通過網線實現16路音頻信號的輸入輸出。如果第三方設備、計算機或者蘋果公司相關設備擁有Dante IP（一種網絡音頻協議，由Audinate pty ltd公司制定）音頻接口，就可以通過網線連接到本系統的設備上，實現數據信號的交流、監控和管理。

1.6 網絡化智能管理、遙控和監測

該系統調音臺及數字音頻矩陣擁有以太網口，能夠搭建一個以太管控網絡。操作管理軟件DHDOM是一個統稱，指存在于服務器和用戶終端上的各種應用軟件，主要用來對系統中所有的設備進行監控和管理，具有遠程遙控操作的功能。當然，這些軟件通常不是直接對設備進行控制的，一般需要通過存在于服務器中操作服務軟件DHDOS作為紐帶。操作服務軟件能夠將從調音臺和數字音頻矩陣接收來的信號轉發給操作管理軟件，并且可以對調音臺和矩陣進行控制。DHDOS和DHDOM相互配合，構成一種PC機的經典架構。如果系統規模較大，相應的操作管理都增加了難度且系統安全性要求更高，對此推薦利用系統中的用戶網絡和DHD網絡兩個模塊。用戶網絡和用戶終端和服務器相連，這些用戶終端均擁有操作管理軟件，一般存在于各個機房和不同的工位中；DHD網絡和主備服務器及其附屬設備相連（主備服務器和DHD網絡相連與和用戶網絡相連用的是兩張不同的網卡），這些設備均擁有操作服務軟件。于是，用戶終端就可以實現利用操作管理軟件對DHD設備控制的目的。備用服務器通常不投入數據通信中，但其會持續監控主服務器的工作過程和狀態，并且同樣持續運行操作服務軟件。在服務器出現問題的情況下，備用服務器能夠自動切換到工作模式，接替主服務器的工作及和其他終端的數據通信。

擁有最高權限的管理者能夠在登陸操作服務軟件后設置和修改整個系統的全部網絡參數，如DHD設備的添加和刪除操作；查閱全部設備的設備編號、網絡地址、運行時間、運行日志、故障記錄等；查閱工作人員的操作記錄和管理設置記錄；下載、上傳文件及系統升級等。另外，操作管理軟件種類繁雜，如矩陣管控軟件、操作軟件、監聽軟件、DSP管控軟件、snapshot軟件、遙控軟件等，可以對不同用戶終端進行不同操作管理軟件的按需分配。總之，實現整個系統的網絡化、智能化監控和管理。

2 系統的控制操作軟件

2.1 矩陣管理軟件

該軟件能夠分配矩陣，即按照需要在系統中進行若干個小矩陣的建立，并進行不同音頻通路的分組、編號。軟件界面顯示包括兩種：列表格式和矩陣交叉格式。切換方式包括三種：點擊切換、設置快捷鍵切換和調用存儲設置切換。此外，還可以由系統進行自動切換操作，設置切換時間節點即可實現。

2.2 監聽軟件

監聽軟件可以實現在不影響音頻信號傳輸的情況下對其所有信號進行監聽和遙控。可以創建監聽清單目錄，進行監聽項目快捷鍵的設置，還可以通過編程按照實際需要進行監聽項目的自動選擇和切換。該軟件的操作界面如圖2所示：

2.3 遙控軟件

該軟件能夠復制各種被遙控裝置的各個物理界面，從而進行軟件虛擬，實現遙控的功能，還可進行新的界面的創建或者進行通路上不同點的電平表設置以實現設備的全面監控。圖3所示的是遙控軟件的一個監控實例。

DSP遙控軟件能夠通過PC機遠控所有的調音臺及數字音頻矩陣，能夠方便地進行增益、相位、均衡、動態等各種操作，具有很大的實際意義。圖4所示的是DHD Toolbox5軟件的遙控界面。其可以通過編程來監控系統的電壓、電流、采樣頻率、溫濕度、同步狀態和MADI/GA數據流狀態，且能夠顯示形象的圖示。如發現系統故障，圖示中會提示報警顯示，并進行備用設備的切換。另外，該系統還擁有SNMP（單網絡管理協議）接口，能夠和第三方監控系統進行通信和數據交換。

2.4 Snapshot管理軟件

為了可以在之后進行當前參數的反復調用，這些調節參數設置均可通過調音臺及數字音頻矩陣進行Snapshot參數的存儲。Snapshot能夠于服務器上保存系統中各個設備的Snapshot文件，并可傳輸給任意設備。通過對其內容的編輯，可以大大方便系統機房交換的工作。

3 結語

在廣播播出系統中應用計算機網絡技術來實現系統的全面化、智能化監控管理。通過各種應用軟件的利用實現了多種控制功能，解決了傳統系統中的各種不足。本臺新搭建的直播系統具備更為優異的網絡性能，在節目的調用、切換、管理乃至資源共享等方面操作更為方便，效果更佳，有效地提高了節目組工作效率，受到廣泛的贊揚。

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作者簡介：姚東方（1972-），河北沙河人，供職于天津廣播電視臺，研究方向：廣播技術。

（責任編輯：陳 潔）