基于AOIP技術(shù)廣播播控系統(tǒng)搭建展望

摘 要 隨著數(shù)字化技術(shù)日新月異的高速發(fā)展，數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域與搭建方式也更加廣闊與多元化。音頻廣播播控網(wǎng)也在這種技術(shù)背景下，逐漸完成從模擬化、數(shù)字化到數(shù)字IP網(wǎng)絡(luò)化的悄然變更。以概念為源頭，以原理為依托，分析AOIP技術(shù)在廣播播控系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢與前景，為未來多元化音頻數(shù)據(jù)融合的播控系統(tǒng)平臺搭建提供一種思路。

關(guān)鍵詞 AOIP；播控系統(tǒng)；AES67-2013

中圖分類號 G2 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）188-0025-02

如果說傳統(tǒng)音頻播控系統(tǒng)從模擬化向數(shù)字化變更是向前一大步的跨越，那么將播控系統(tǒng)由數(shù)字化遞進為IP網(wǎng)絡(luò)化可以說是一場巨大的技術(shù)變革。本文就是以現(xiàn)階段廣播播控系統(tǒng)在傳統(tǒng)音頻傳輸?shù)幕A(chǔ)上，如何有效的融入現(xiàn)有以太網(wǎng)，實現(xiàn)多元化的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)監(jiān)測，同時實現(xiàn)音頻系統(tǒng)構(gòu)建的簡潔化、清晰化這一未來目標做一淺顯展望。

1 廣播播控系統(tǒng)發(fā)展歷程

1.1 傳統(tǒng)模擬播控時代

在那個時期，廣播播控系統(tǒng)基本以硬性物理連接為構(gòu)架，音頻播出信號以模擬信號為主，基本沒有數(shù)字設(shè)備，各種信號無法實現(xiàn)自由調(diào)配，這個時期主要特點就是各種信號自由度極差，信號監(jiān)聽、信號調(diào)度、外來轉(zhuǎn)播信號分配基本由物理連接進行調(diào)配，整個播控系統(tǒng)僅僅能滿足臺內(nèi)信號正常播出和一般性外來信號轉(zhuǎn)播工作。

1.2 模擬加數(shù)字混合播控時代

以筆者所在河南人民廣播電臺為例，在該階段，播控系統(tǒng)主要采用ATM總線結(jié)構(gòu)，輔以模擬矩陣為核心的工作模式，實現(xiàn)主控系統(tǒng)對節(jié)目信號的匯總、傳輸、監(jiān)測、調(diào)度等，并且在這一階段，隨著技術(shù)的升級改造，模擬設(shè)備被逐步淘汰，數(shù)字設(shè)備越來越多，尤其是數(shù)字化調(diào)音臺的逐步更換，使得系統(tǒng)對信號的整體調(diào)度、控制能力逐步加強。該階段的主要特點是，信號匯總、信號調(diào)度相對與傳統(tǒng)模擬階段來說有了質(zhì)的跨越，但對信號的利用效率，共享范圍仍未突破傳統(tǒng)技術(shù)的束縛，信號自由度方面仍有巨大潛力可以挖掘。

1.3 數(shù)字化加網(wǎng)絡(luò)化播控時代

該階段的核心設(shè)備以數(shù)字矩陣、網(wǎng)絡(luò)矩陣為代表，播出信號采用傳統(tǒng)卡儂頭物理連接、網(wǎng)線、MADI數(shù)字光纖進行信號傳輸，整個播控系統(tǒng)部分現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)化，已經(jīng)可以對關(guān)鍵播出節(jié)點的信號進行監(jiān)聽、監(jiān)測、采集、調(diào)度，同時亦可對機房溫度、濕度等播出環(huán)境進行偵測。該階段基本實現(xiàn)了全局信號數(shù)據(jù)的采集與調(diào)配，但受限于和傳統(tǒng)物理連接混搭的方式，機房整體簡潔度，數(shù)據(jù)傳輸容量等，仍受到了一定的制約。

1.4 全網(wǎng)絡(luò)化播控時代

隨著AOIP（AUDIO OVER IP）技術(shù)的不斷成熟與完善，播控系統(tǒng)最終實現(xiàn)全IP播出網(wǎng)絡(luò)（如圖1）化錄制、播出、傳輸這一終極目標，在以核心交換機為基礎(chǔ)的各類交換機群集組成的AOIP網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)多元化數(shù)據(jù)采集，讓音頻信號處理、傳輸、監(jiān)測走向智能化，最終實現(xiàn)音頻節(jié)目互聯(lián)互通、互相分享。

2 AOIP概念以及技術(shù)特點分析

2.1 AOIP技術(shù)概念及溯源

AOIP技術(shù)是依托傳統(tǒng)以太網(wǎng)為平臺，通過商用IT設(shè)備（如交換機等），采用IP網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，傳輸高品質(zhì)的音頻信號。所謂的高品質(zhì)的音頻信號的采樣率不小于44.1kHz、采樣信號的量化深度不小于16bit，通常采用48kHz/24bit采樣，傳輸?shù)囊纛l延時小于10ms。理想情況下，一個AOIP系統(tǒng)同時支持單播和多播傳輸，并且使用精確時間協(xié)議（IEEE1588）完成外部參考同步。

AOIP技術(shù)最早是始于在2013年的AES67標準，AES67-2013全稱是“AES STANDARD FOR AUDIO APPLICATIONS OF NETWORKS-HIGH-PERFORMANCE STREAMING AUDIO OVER IP INTEROPERABILITY”，中文意思是“可互通高保真AOIP音頻流應(yīng)用標準”，現(xiàn)在AES67已經(jīng)是AOIP互聯(lián)互通的正式標準，在行業(yè)內(nèi)受到了巨大推動。現(xiàn)階段AES67已經(jīng)獲得了關(guān)鍵多數(shù)廠商的支持，完全符合AES67標準的技術(shù)提供商包括Telos，QSC和Ravenna，還有一些兼容AES67標準的版本，比如：Dante（Audinate）。有遠見的設(shè)備制造商已經(jīng)完全接受了AES67，在專業(yè)音頻產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格表上粗略的看一下，不難發(fā)現(xiàn)支持互聯(lián)互通的AOIP技術(shù)正在大多數(shù)產(chǎn)品上迅速普及，這從一定程度上說明，主流廠商對AOIP技術(shù)的認可，也預(yù)示著未來AOIP技術(shù)設(shè)備應(yīng)用具有廣闊的空間。

2.2 AOIP技術(shù)特點分析

AOIP是利用傳統(tǒng)的以太網(wǎng)高質(zhì)量的傳送音頻數(shù)據(jù)，這里的高質(zhì)量音頻數(shù)據(jù)一般是指48kHz/24bit采樣的數(shù)據(jù)，音質(zhì)基本等同于CD標準，遵循傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以在千兆網(wǎng)絡(luò)里傳輸至少上百條數(shù)據(jù)鏈路通道，用極少數(shù)交換機就可滿足海量數(shù)據(jù)的路由分發(fā)，同時，采用QOS技術(shù)可以確保音頻數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡(luò)傳輸上的優(yōu)先等級，從而保證音頻數(shù)據(jù)品質(zhì)。其主要有如下特點：

1）依托傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)為平臺，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)音頻傳輸，普通千兆網(wǎng)絡(luò)可以容納400+以上通道，數(shù)據(jù)管控、監(jiān)看、操控，靈活便捷。

2）整體系統(tǒng)簡單便捷，布局清晰明了，可較為靈活的調(diào)整播控設(shè)備數(shù)量，特別是對于較大規(guī)模的播控系統(tǒng)，規(guī)模化建設(shè)成本優(yōu)勢明顯。

3）由于是依托傳統(tǒng)以太網(wǎng)絡(luò)為平臺，這就直接打破了傳統(tǒng)播出、制作、辦公相互獨立的狀態(tài)，可以將播出數(shù)據(jù)通過交換機傳輸?shù)蕉ㄖ频耐泄芷脚_，實現(xiàn)完美的數(shù)據(jù)互聯(lián)共享。

4）AOIP技術(shù)可支持虛擬聲卡，這一特性可以用于音頻工作站、慢錄工作站中去。

5）相對于傳統(tǒng)的播控系統(tǒng)，AOIP技術(shù)搭建的播控系統(tǒng)，可以較為低成本的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙網(wǎng)備份以及異地備份。

6）可以實現(xiàn)對整個播控網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵節(jié)點的全方位監(jiān)測，縮短了播出事故發(fā)現(xiàn)周期，提高了排障的效率，整體系統(tǒng)安全性大大增強。

3 AOIP在播控系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀及未來展望

3.1 AOIP應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)階段AOIP技術(shù)在世界范圍內(nèi)發(fā)展迅猛，國外已有多家廣播機構(gòu)實現(xiàn)了全IP化網(wǎng)絡(luò)播出的案例，但國內(nèi)主流廣播機構(gòu)出于安全性和穩(wěn)定性考慮，一般省級廣播電臺仍采用數(shù)字矩陣和AOIP網(wǎng)絡(luò)矩陣相互結(jié)合的方式構(gòu)建播控系統(tǒng)，筆者所在的河南人民廣播電臺現(xiàn)在正在進行數(shù)字化播控系統(tǒng)升級改造工作，所采取的就是將傳統(tǒng)的ATM系統(tǒng)+模擬矩陣升級為：數(shù)字矩陣與AOIP網(wǎng)絡(luò)矩陣相結(jié)合的方式，通過這次升級改造，河南電臺主控播出系統(tǒng)可實現(xiàn)數(shù)字矩陣傳輸為主、AOIP網(wǎng)絡(luò)矩陣傳輸為輔的信號傳輸方式。升級后，在保留傳統(tǒng)經(jīng)典構(gòu)架的基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)對整個播控關(guān)鍵節(jié)點聲、光、電監(jiān)測與報警，對機房的播控環(huán)境（溫濕度）亦可同步監(jiān)測，利用AOIP支持虛擬聲卡的特性，搭建了虛擬調(diào)音臺，并且擴容了外來信號與外轉(zhuǎn)信號的通路，同時著眼于當下新媒體的應(yīng)用，也預(yù)留的相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口，便于未來共享音頻的互聯(lián)互通。如圖2。

3.2 未來AOIP應(yīng)用展望

未來，隨著網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的提高，寬帶帶寬的增加，以及AOIP技術(shù)不斷發(fā)展與完善，未來大趨勢是全AOIP網(wǎng)絡(luò)播控系統(tǒng)成為主流，在全AOIP標準的播控系統(tǒng)下，將播出信號、監(jiān)測、錄制都統(tǒng)一到IP網(wǎng)絡(luò)中，各種信號統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為IP數(shù)據(jù)流信號，根據(jù)廣播機構(gòu)要求，在統(tǒng)一規(guī)劃的網(wǎng)內(nèi)進行數(shù)據(jù)傳輸與共享，以實現(xiàn)低成本搭建，高效率傳輸，整體簡潔清晰，便于維護、管理。還可以對相關(guān)播控系統(tǒng)周邊環(huán)境信息、視頻信息也可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控與分析，同時，通過對機構(gòu)內(nèi)人員權(quán)限的劃分，實現(xiàn)相關(guān)各級人員對播出信號的調(diào)用、共享。并且還應(yīng)該搭建統(tǒng)一的AOIP智能管理平臺，該平臺依靠高穩(wěn)定性的數(shù)據(jù)庫為核心力，力求實現(xiàn)如下功能：1）統(tǒng)一對整個網(wǎng)內(nèi)播控系統(tǒng)設(shè)備進行配置與管理；2）對系統(tǒng)整體狀態(tài)和關(guān)鍵節(jié)點信號進行精密監(jiān)測，同時能智能比對各個關(guān)鍵節(jié)點信號各種重要參數(shù)；3）監(jiān)聽、監(jiān)看、慢錄、對講等功能完善；4）大屏幕顯示信息盡可能全面，關(guān)鍵時刻信息提示要顯著、醒目；5）輔助能對值班人員工作巡機、值班、權(quán)限分配、設(shè)備保養(yǎng)維護進行登記與分析。通過實現(xiàn)以上功能，力爭將數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理進行平行分離管控，數(shù)據(jù)傳輸層面盡可能下沉，用戶只需要對播控系統(tǒng)設(shè)備進行操作從而實現(xiàn)全網(wǎng)信號的全局調(diào)度共享，進一步使整個播控網(wǎng)的信號應(yīng)用升級成為一個創(chuàng)新融合的云平臺。

4 結(jié)論

當下IT網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以令人不可思議的速度不斷的快速發(fā)展，AOIP也必然會被這股浪潮裹挾著快速發(fā)展，特別是隨著AES67標準的不斷精準細化，AOIP將為未來廣播播控系統(tǒng)的構(gòu)造與搭建提供更加完善技術(shù)指向與方案，同時，AOIP更會給廣播播控技術(shù)帶來思維上的變革和創(chuàng)新驅(qū)動。各種數(shù)據(jù)的完美融合與共享將成為媒體競相實現(xiàn)的目標，誰能第一時間將信息最大范圍的進行傳遞，誰才能在眾多媒體中占有重要的一席之地。而只有緊跟現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展技術(shù)不斷發(fā)展，才能站在風口隨時起飛，AOIP技術(shù)的發(fā)展與普及就是各個媒體站上風口的基石，站在這塊基石上，我們將在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)革命的紅利中獲得巨大回報。

參考文獻

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作者簡介：朱超，工程師，研究方向為廣播播控。