論NEXUS音頻路由系統(tǒng)的應用

黃輝

摘 要：本文介紹了NEXUS音頻路由系統(tǒng)，并緊密結(jié)合湖北臺三輛轉(zhuǎn)播車和一個大型演播廳的音頻系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)設計、設備選擇等方面具體分析了NEXUS音頻路由系統(tǒng)在電視節(jié)目制作中的應用。

關鍵詞：路由；矩陣；音頻系統(tǒng)；光纖網(wǎng)絡

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1671-0134（2018）08-062-02 DOI：10.19483/j.cnki.11-4653/n.2018.08.022

引言

2011年7月，湖北臺高清電視頻道開播，為了滿足高清電視節(jié)目的制作需求，湖北臺相繼完成8訊道、12+2+2訊道轉(zhuǎn)播車、5.1環(huán)繞聲音頻車和2000平米演播廳等項目，這三輛車和一個大型演播廳的音頻系統(tǒng)都采用了NEXUS音頻路由系統(tǒng)，其安全可靠和方便靈活的特點很好地滿足了不同規(guī)模高清節(jié)目的制作需求，并在即將到來的4K時代繼續(xù)大顯身手。

1.NEXUS 音頻路由系統(tǒng)的工作原理和基本構(gòu)成

NEXUS 音頻路由系統(tǒng)是一個數(shù)字路由矩陣，我們可以這樣來理解NEXUS的運行：在這個音頻網(wǎng)絡中，用光纖覆蓋所有的主要設備，并以數(shù)字格式傳輸音頻和控制信號，用特定軟件實現(xiàn)輸入到輸出的路由設置，它還附帶音頻格式轉(zhuǎn)換、音頻處理、數(shù)據(jù)傳輸?shù)绕渌δ堋?/p>

NEXUS 音頻路由系統(tǒng)主要由3個部分組成：

（1）基站（Base Device），提供信號的輸入與輸出，以及信號處理功能；

（2）用以連接各個基站的雙向光纖連線；

（3）負責為用戶與音頻系統(tǒng)之間提供交互的計算機。

NEXUS基站和光纖傳輸都是基于信道復用的時分復用TDM技術(shù)，集中體現(xiàn)了光纖音頻系統(tǒng)具有的信號損耗低、抗干擾能力強、通信容量大、傳輸距離遠等優(yōu)點，成功解決了傳統(tǒng)大型路由系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜、線纜數(shù)量巨大、信號傳輸衰減以及干擾等難題。

在涉及多個演播廳和控制室的大型路由系統(tǒng)中，往往會使用NEXUS STAR作為整個系統(tǒng)的核心，增強系統(tǒng)的路由能力，通過NEXUS STAR構(gòu)成一個基礎的星型拓撲結(jié)構(gòu)，所有的NEXUS基站均連接到NEXUS STAR。NEXUS STAR使用高度優(yōu)化的路由矩陣來控制路由，可以達到4096×4096的規(guī)模，有近1600萬個交叉點。

NEXUS系統(tǒng)中，基站可以通過選配不同的接口板實現(xiàn)輸入和輸出資源的分配，這些接口板提供輸入和輸出的接口，類似調(diào)音臺的音頻輸入接口板或音頻輸出接口板。

在矩陣窗口，我們可以對整個NEXUS路由系統(tǒng)的輸入和輸出進行設置。輸入路由到輸出的操作有三個基本原則：

一個輸入信號可以分配到所有可用的輸出上；

一個輸入信號可以同時分配到多個輸出；

一個輸出只能有一個輸入信號。

2.湖北臺NEXUS音頻路由系統(tǒng)的構(gòu)成

湖北臺8訊道高清轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)采用STAGETEC NEXUS接口機箱+Auratus調(diào)音臺，12+2+2訊道高清轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)、5.1環(huán)繞聲音頻車和2000平米演播廳音頻系統(tǒng)采用STAGETEC NEXUS接口機箱+NEXUS STAR中央路由器+Crescendo調(diào)音臺為音頻系統(tǒng)的核心。

Crescendo/Auratus數(shù)字調(diào)音臺在邏輯上可以認為是NEXUS音頻路由系統(tǒng)的信號插入處理，因此，每張調(diào)音臺可以取路由矩陣的任意物理輸入端口音頻信號作為調(diào)音臺的輸入通道，調(diào)音臺的母線輸出可以分配給路由矩陣的任一物理輸出端口。如此網(wǎng)絡音頻架構(gòu)，使得我們可以極其方便地實現(xiàn)不同節(jié)目對于音頻系統(tǒng)的不同需求。

目前，主流的光纖網(wǎng)絡音頻系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是單星+環(huán)型的拓撲，另一種是雙星拓撲。這兩種的安全級別都比較高，第一種如果單星出了問題，可以靠環(huán)連接進行備份；第二種是雙核心，互相備份。當然，這兩種的成本也是最貴的。我們從實際出發(fā)，綜合考慮我們臺的資金投入、現(xiàn)階段的節(jié)目需求以及未來10到15年的發(fā)展，在三輛車和一個大型演播廳的個體音頻系統(tǒng)沒有采用以上兩種，而是采用了單星的結(jié)構(gòu)。

3.湖北臺NEXUS音頻路由系統(tǒng)的具體應用

3.1湖北臺的8訊道高清轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)和12+2+2訊道高清轉(zhuǎn)播車音頻系統(tǒng)與5.1環(huán)繞聲音頻車的級聯(lián)

5.1環(huán)繞聲音頻車是流動的環(huán)繞聲制作場所，能完成復雜環(huán)繞聲的現(xiàn)場制作，并能記錄多軌素材。在資金有限、不可能大規(guī)模建造環(huán)繞聲音頻控制室的條件下，5.1環(huán)繞聲音頻車和8訊道高清轉(zhuǎn)播車、12+2+2訊道高清轉(zhuǎn)播車的級聯(lián)可以很好地滿足環(huán)繞聲節(jié)目的制作需求。音頻車和高清車的級聯(lián)包括視頻、音頻、內(nèi)部通話、TALLY、時鐘、同步等信號的連接，兩車之間音頻系統(tǒng)由1條12路數(shù)字音頻電纜和6條專業(yè)光纜級聯(lián)。深度級聯(lián)時可實現(xiàn)兩個系統(tǒng)音頻信號路由的切換、調(diào)度，信號完全共享和遠程控制。

在大型綜藝節(jié)目的制作中，要將電視播出、現(xiàn)場擴聲、舞臺監(jiān)聽三方面分開進行調(diào)節(jié)，以取得最佳的效果。我們在制作2012年湖北省春節(jié)文藝晚會和2012年全國農(nóng)民春晚的過程中，使用現(xiàn)場擴聲FOH+16訊道高清車+5.1音頻車協(xié)同模式來實現(xiàn)，我們首先通過話筒信號分配器和線路信號分配器將節(jié)目中需要使用的CD、VTR和話筒信號等一分為二，一路送到FOH調(diào)音臺，一路通過現(xiàn)場的移動NEXUS接口箱接入STAGETEC NEXUS 音頻光纖網(wǎng)絡系統(tǒng)，再通過攝像機單模光纜接入12+2+2高清轉(zhuǎn)播車，同時將高清轉(zhuǎn)播車和5.1環(huán)繞聲音頻車相互級聯(lián)，將整個數(shù)字音頻網(wǎng)絡連通。如前文所述，一旦音頻信號接入STAGETEC NEXUS 音頻光纖網(wǎng)絡系統(tǒng)以后，我們就可以通過矩陣設置將信號調(diào)用到我們需要的設備上。由于5.1環(huán)繞聲音頻車的制作環(huán)境更加舒適，我們將音頻車作為主要的音頻制作區(qū)域，將高清轉(zhuǎn)播車作為音頻信號的記錄區(qū)。

3.2在超大型節(jié)目中的應用

隨著時代的發(fā)展，觀眾的欣賞水平越來越高，我們面對超大型節(jié)目制作的機會也日益增多。在超大型的節(jié)目制作中，幾十、上百個話筒通路是常事，同時使用主、備播出調(diào)音臺，主、備擴聲調(diào)音臺，主、備返送調(diào)音臺是標配。這么大規(guī)模的系統(tǒng)，省級電視臺通常是沒有固定安裝的現(xiàn)成系統(tǒng)的，只能臨時搭建。假設某個大型晚會需要100個話筒通路，為了安全使用主、備播出調(diào)音臺，主、備擴聲調(diào)音臺，以及返送調(diào)音臺共5臺調(diào)音臺。那么，這個臨時系統(tǒng)的搭建工作量是巨大的。我們通常的做法是使用兩臺一分三的信號分配器進行級聯(lián)，實現(xiàn)信號一分五分別送到5臺調(diào)音臺。100路話筒信號經(jīng)過話分后就用了近千根話筒線，我們需要對每根線纜進行檢測，同時每張調(diào)音臺取的信號還不一樣，因此需要做大量工作來分配、調(diào)度這些輸入信號。如果臨時有調(diào)整，那么多處設置都需要改動，工作量相當大不說，還大大增加了人為出錯的概率。

快速搭建大型系統(tǒng)對STAGETEC NEXUS 音頻光纖網(wǎng)絡系統(tǒng)來說，音頻路由系統(tǒng)根本不是問題。我們只需要按照要求，將調(diào)音臺放到合適的位置上，然后將這100路信號經(jīng)過一分二的分配器分別送到主、備STAGETEC NEXUS接口箱，每張調(diào)音臺同時從主/備音頻路由系統(tǒng)取信號，調(diào)音臺的輸出也同時送至主、備STAGETEC NEXUS接口箱后再饋給主/備播出、主/備擴聲、返送設備等。STAGETEC NEXUS 音頻光纖網(wǎng)絡系統(tǒng)的架構(gòu)優(yōu)勢非常明顯，不但節(jié)省線纜和連接工作量，更重要的是系統(tǒng)邏輯關系簡潔。

結(jié)語

通過幾年的工作實踐，我們充分體會和認識到了STAGETEC NEXUS 音頻光纖網(wǎng)絡系統(tǒng)的優(yōu)越性。在常規(guī)節(jié)目制作時，我們?nèi)v車和一個大型演播廳的音頻系統(tǒng)可以各干各活，互不干涉。當接到超大型節(jié)目的制作任務時，我們可以充分利用音頻光纖網(wǎng)絡的優(yōu)勢，重新定義各個調(diào)音臺的功能，快速搭建起安全可靠的大型系統(tǒng)，滿足節(jié)目制作的需求。隨著今年來AoIP技術(shù)的快速發(fā)展，我們必須不斷加強學習，跳出傳統(tǒng)音頻系統(tǒng)思維的限制，利用各種現(xiàn)代技術(shù)為節(jié)目制作搭建起更多優(yōu)秀的音頻系統(tǒng)。

參考文獻

[1]王蘇穎.音頻信號傳輸及音頻電纜發(fā)展展望[J].電聲技術(shù)，2007，31（7）：76-77.

[2]王蘭嵐，楊洋.演播室音頻系統(tǒng)信號分配的分析與展望[J].演藝科技，2015（8）：17- 20.

[3]唐沁.2015年中央電視臺春節(jié)聯(lián)歡晚會音頻直播系統(tǒng)介紹[J].現(xiàn)代電視技術(shù)，2015（3）：66-68.