一.引言
隨著各地電臺事業的發展，電臺節目越辦越多，時間越來越長。傳統模式下，每增加一套節目，設備勢必會多增加一倍，設備之間的連接都采用專業音頻線進行信號傳輸，而且由于音頻電纜的距離最大到100-120米，所以各個直播間、錄音間到主控機房的布線最大距離不能超過120米，否則信號的衰減就是個問題。這樣的情況下，各種成本都急劇上升，特別是技術人員的維護難度變得越來越復雜，安全播出形勢越來越嚴峻。而隨著數字設備使用量的增加，各地電臺和國內一些主要傳媒技術公司都在致力于研究采用新的傳輸技術取代原有的傳統音頻傳輸模式。網絡化傳輸系統在最近一些年異軍突起，成為現在建設電臺音頻傳輸系統的比較先進的主流技術。
二.CobraNet系統簡介
CobraNet是美國 PeakAudio 公司開發的綜合硬件、軟件和通信協議為一體的專業網絡實時音頻傳輸系統。它可以在高速發展的計算機網絡平臺上找到一種實時的、穩定的專業音頻數據傳輸的方法，這也是將來專業音頻領域發展的重要方向之一。CobraNet系統是建立在標準以太網構架下的網絡傳輸系統，一條普通的5類雙絞線可以在雙方向傳輸128個通道的高質量、無壓縮的音頻信號，其管線工程所需成本大大降低，信號傳輸路徑的靈活性增加，極大的推動了專業音響行業的網絡化進程[1]。
實時性對于廣播音頻傳輸系統很重要。CobraNet系統傳輸未經任何壓縮的音頻PCM數據，節省了編碼與解碼的大量時間，使音頻的實時傳輸成為可能。CobraNet系統可以支持48KHz，96KHz采樣率；分辨率支持16，20，24bit三種；在默認情況下使用48KHz,20bit量化，遠遠高于了CD唱片的數據指標，完全符合專業音頻傳輸的需要。
CobraNet是工作在數據鏈路層的低層傳輸協議，兼容IEEE802.3u快速以太網標準，它無法穿越網絡層，因而只能工作在局域網中。它的協議格式如下圖所示[2]。
圖1 CobraNet協議數據格式
三.MADI簡介
按照《GY/T187-2002多通道音頻數字串行接口》的描述，MADI是Multi-channel Audio Digital Interface的簡寫，即為多通道音頻數字接口，是由音頻工程協會(AES)標準AES-10和AES-10id描述的一個接口標準。
MADI使用了時分多路復用技術，將所有音頻信號安置在同一信號線纜中。MADI是單方向傳輸的，可以在信號源與目的設備之間提供“點對點”信號接口。MADI能以48 kHz采樣率提供56個信道，并以96kHz采樣率提供32個信道，每個信道的分辨率高達24比特。
MADI的聲道格式是以AES-3格式的屬幀格式開發的，但與AES-3不同的是前4個比特的安排[3]，所以在MADI屬幀的32bit的排列順序為4個模式識別比特，24個音頻信息比特，然后是V，U，C，P比特。其中頭4個比特分別負責提供幀同步信息，識別聲道處于開啟還是關閉狀態，對立體聲信號進行左右聲道判斷以及指明數據塊的起點。MADI的傳送數據率固定為125Mbps，而不管采樣率或通道數目如何。
圖2 MADI幀格式
四.兩種傳輸方式的比較
從上面的介紹不難看出，CobraNet技術和MADI接口都是在同一條傳輸線路上傳輸多路音頻信號。CobraNet系統可以采用網線進行傳輸，由于它具備良好的互通性、低沉本的造價、可靠穩定的測試、可預見的發展速度等一系列特點，因此得到了包括Peavey、QSC、Hamman、Biamp、R-H等數十家國際一流音頻設備公司的支持。CobraNet技術雖然先進，但是由于它使用O-persistent退避機制替代CSMA/CD以適應實時傳輸的需要，使得在CobraNet網絡中的TCP/IP數據包會嚴重影響CobraNet的傳輸，所以它必須單獨組網，不能和其他業務公用一個以太網絡。由于普通網線的帶寬影響，使得CobraNet系統內廣播的音頻流不能大于8個，而采用光纖傳輸，成本又相應會偏高。CobraNet系統比較適合用于大型網絡化設計的場合，如運動場、廣播電臺等。
MADI可以采用光纖進行信號傳輸，主要實現了數字多軌錄音機和數字多軌調音臺，以及和其他多軌數字錄音系統之間的多軌形式的連接。MADI是一個AES標準接口，因此很多專業音頻設備就包含有這個接口，比如調音臺（LAWO Zirkon、STUDER OnAir3000等）、矩陣等。而CobraNet僅僅是一個協議，必須有包含這種協議的相應設備，這樣就在信號鏈路上多了CobraNet設備，增加了因設備投入造成的成本以及安全隱患。
五.兩種傳輸方式的應用
（1）基于兩種傳輸方式的特點，特別是CobraNet技術雖然非常先進，但是存在一定的時延（5.33ms），一般我們認為在直播系統中，這個時延已經比較大了。因此，寧波電臺在實際應用中，將CobraNet技術用于總控智能網絡化改造，對各個信號源進行智能監控，而不直接用于播出系統。從下圖中不難看出，CobraNet系統從各個關鍵設備采集音頻信號，將信號網絡化，網絡化后使總控真正具有了“智能”作用：音頻路由切換與傳輸；應急信號切換與代播；音頻信號監看及監聽；核心設備溫度、濕度的監控；視頻監控及錄像。將這五大功能集中到一個系統中，由一個系統控制軟件統一進行控制，大大簡化了技術人員的操作要求。
圖3 CobraNet技術的應用
圖4 CobraNet音頻信號監控
（2）MADI其實是對于接口的描述，我臺將之用于總控矩陣和直播調音臺之間傳輸信號。寧波電臺用的是LAWO Nova73矩陣和LAWO Zirkon直播調音臺，用一對多模光纖將這兩個設備的MADI接口相連，通過矩陣和調音臺的分別配置，實現了大量信號源的傳送。圖5所示的是調音臺一端的MADI輸入輸出的預定義，可以看出，通過MADI接口，將許多重要的信號源送入調音臺，以備轉播的需要。也可以將調音臺的輸出送到總控矩陣當中。同理，在總控矩陣那一端也是一樣的預定義，只不過輸入輸出正好相反而已。這樣在播出系統中，就大大減少了音頻線纜的數量，同時便于技術人員的日常管理。
圖5 Zirkon調音臺MADI輸入輸出配置
圖6 LAWO矩陣MADI連接示意圖
六.小結
CobraNet和MADI等多通道傳輸方式改變了傳統音頻傳輸基于點對點的模式，信號傳輸的拓撲結構則非常靈活，使信號的傳輸非常方便，可以在需要的地方把很多音頻信號集中到一根傳輸介質上，在需要分開的地方再分到不同的地方。從而大大減少了布線帶來的成本和麻煩，解決了傳統音頻電纜傳輸距離近、線路易老化等缺點，將成為未來音頻傳輸的主要方向之一。B&P