鄭輝
陜西人民廣播電臺(tái)
最新的陜西廣播電臺(tái)播控系統(tǒng)是一個(gè)完整的基于網(wǎng)絡(luò)的智能化全數(shù)字系統(tǒng)解決方案，系統(tǒng)建設(shè)從開始就是采用以人為本的理念，結(jié)合最新的IT技術(shù)，充分滿足廣播電臺(tái)用戶需求，并以冗余路由提高系統(tǒng)的強(qiáng)壯性，同時(shí)以新技術(shù)適應(yīng)發(fā)展，努力創(chuàng)新。利用德國Lawo的數(shù)字音頻矩陣Nova73和英夫美迪的ControlMaster控制軟件及相關(guān)智能切換設(shè)備，在國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)智能化廣播電臺(tái)數(shù)字音頻播控系統(tǒng)，該播控網(wǎng)絡(luò)與廣播電臺(tái)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成數(shù)字化廣播電臺(tái)的工作及傳輸平臺(tái)。
一．核心設(shè)備數(shù)字音頻矩陣
作為系統(tǒng)的核心設(shè)備數(shù)字音頻矩陣，目前有兩種類型，一種是基于電子開關(guān)的傳統(tǒng)音頻矩陣，另一種是基于數(shù)據(jù)包交換的網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣。傳統(tǒng)數(shù)字音頻矩陣采用TDM（時(shí)分復(fù)用）總線技術(shù)的，具有極高的可靠性和音頻實(shí)時(shí)處理、切換功能，網(wǎng)絡(luò)矩陣是利用以太網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸高質(zhì)量數(shù)字音頻信號(hào)，更加滿足分布式系統(tǒng)的需要，非常適合廣播電臺(tái)建設(shè)網(wǎng)絡(luò)化的音頻播控系統(tǒng)。陜西電臺(tái)在設(shè)備選型中使用了LAWO NOVA73數(shù)字音頻矩陣。
NOVA73是傳統(tǒng)數(shù)字音頻矩陣，也叫數(shù)字音頻路由器，作為播控系統(tǒng)的核心，除用于音頻信號(hào)的交換和分配外，還具有很強(qiáng)處理（DSP）功能，可以用作調(diào)音臺(tái)的電子柜、主控的矩陣和節(jié)目傳輸?shù)慕K端。NOVA73矩陣的一個(gè)獨(dú)特之處在于其“雙控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)”，即獨(dú)特的“雙星技術(shù)”，硬件支持雙路由實(shí)時(shí)切換，確保了對(duì)系統(tǒng)切換控制的高可靠性，如圖1所示。NOVA73矩陣支持多達(dá)8192個(gè)輸入和8192個(gè)輸入輸出的混合、切換、分配和處理（16X512時(shí)間槽位），這在目前專業(yè)音頻矩陣中是最高的。LAWO的每塊音頻I/O卡上都有強(qiáng)大的DSP聲音處理，包括立體聲轉(zhuǎn)單聲道、電平調(diào)整、相位翻轉(zhuǎn)、電平測量、靜音檢測及報(bào)警等功能。通過GPIO輸入輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)播出自動(dòng)補(bǔ)樂和自動(dòng)切換。矩陣采用模塊化結(jié)構(gòu)和無源背板，支持帶電熱插拔，維護(hù)和系統(tǒng)擴(kuò)展方便，保證設(shè)備單點(diǎn)故障不會(huì)引起整個(gè)設(shè)備故障，并對(duì)電源電壓、溫度、功耗、通信等情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和異常報(bào)警。NOVA73可以通過MADI光纖或ATM連接不同的子矩陣，組成分布式的網(wǎng)絡(luò)化音頻系統(tǒng)。
NOVA73音頻矩陣控制、調(diào)度軟件是英夫美迪“ControlMaster總控專家”一體化控制軟件平臺(tái)中的一個(gè)部分。提供多種矩陣切換方式：傳統(tǒng)的XY交叉點(diǎn)切換控制，支持宏切換命令，時(shí)間表切換控制。可選擇多種觸發(fā)方式：定時(shí)/手動(dòng)/事件觸發(fā)。系統(tǒng)在監(jiān)測到信號(hào)異常人工切換備份路由。
ControlMaster的XY切換軟件操作非常簡單，如圖2，系統(tǒng)中的各個(gè)矩陣/路由器設(shè)備的輸入端口和輸出端口分別作為縱軸和橫軸組成一個(gè)‘交叉點(diǎn)矩陣’，當(dāng)需要將某個(gè)輸入端口連接到某個(gè)輸出端口時(shí)，只需要用鼠標(biāo)將該輸入輸出端口的交叉點(diǎn)選中，可以用這樣的方式連接多個(gè)輸入端口和輸出端口，支持一個(gè)輸入端口連接多個(gè)輸出端口，被設(shè)置為連接的輸入和輸出端口的交叉點(diǎn)將顯示一個(gè)黃色的叉，最后按’執(zhí)行’鍵即進(jìn)行設(shè)備端口的物理連接，連接成功后黃色的叉將變成綠色的，如果該次切換操作失敗，則顯示一個(gè)紅色的叉。
在總控系統(tǒng)中，很多切換是定時(shí)觸發(fā)的，或者半定時(shí)半人工的，這就需要用到時(shí)間表切換模塊。上圖就是顯示了某一天的輸入端口和輸出端口在哪些時(shí)間片段設(shè)置為連接和已經(jīng)連接的，用不同的顏色塊顯示出來。在每個(gè)顏色塊中顯示了和該列端口連接的端口名字。
提供編輯和運(yùn)行兩種狀態(tài)，可隨時(shí)切換，需要不同的授權(quán)。按一周七天編排時(shí)間表切換單，但也提供所謂的’子單’，子單用于某些特殊日期，子單支持復(fù)制母單。
除此之外，還可以采用列表顯示模式，選擇相關(guān)設(shè)備的輸入輸出端口來連接，在列表模式可以更詳細(xì)地顯示連接過程和反饋的信息。這樣的列表方式也適合部分技術(shù)操作人員的習(xí)慣。
對(duì)于矩陣信號(hào)的監(jiān)測監(jiān)聽，可以通過計(jì)算機(jī)上的MADI卡連接到矩陣的MADI卡用來監(jiān)測矩陣的輸入輸出信號(hào)。對(duì)所有矩陣的輸入輸出可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)的彩條、相位監(jiān)測、低電平信號(hào)報(bào)警、信號(hào)過載報(bào)警、信號(hào)失鎖報(bào)警、還可以監(jiān)測矩陣的狀態(tài)、電源狀態(tài)監(jiān)測等等。
二．開路信號(hào)監(jiān)測及慢錄系統(tǒng)
1．開路信號(hào)檢測系統(tǒng)
電臺(tái)需要對(duì)發(fā)射后的立體聲FM信號(hào)和AM信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測。用來監(jiān)測發(fā)射后的信號(hào)的質(zhì)量。以前的方案都是購買一堆的收音頭來監(jiān)聽無線接收回來的信號(hào)，如果要看彩條，那么就需要增加彩條的轉(zhuǎn)換設(shè)備，既不方便，也不經(jīng)濟(jì)。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了FM、AM Tuner多通道的收音卡。這種卡可以安裝在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)多路FM/AM信號(hào)的接收、監(jiān)測。并且可以通過計(jì)算機(jī)技術(shù)采集這些接收來的開路信號(hào)。
作為ControlMaster軟件的一個(gè)模塊，Monitor軟件可以在各個(gè)監(jiān)控面板上放置很多音頻信號(hào)表頭，將這些表頭對(duì)應(yīng)某個(gè)現(xiàn)實(shí)的音頻信號(hào)。
ControlMaster系統(tǒng)利用各個(gè)設(shè)備自身的IP傳輸音頻信號(hào)表頭的能力，可以利用統(tǒng)一的IP技術(shù)，統(tǒng)一地監(jiān)視和監(jiān)聽系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)設(shè)備的輸入輸出音頻信號(hào)。
如下圖，在某個(gè)監(jiān)控面板上就顯示了很多路音頻信號(hào)的表頭，而每個(gè)表頭都顯示該信號(hào)的VU表、峰值表、相關(guān)表，還可選擇顯示該音頻信號(hào)的噪聲指示表，以及可能對(duì)應(yīng)的開路信號(hào)的場強(qiáng)表等。
Monitor遇到信號(hào)異常、設(shè)備異常、傳感器采集到的數(shù)據(jù)異常都情況，并不會(huì)只有單一的報(bào)警方式，而是根據(jù)該異常的嚴(yán)重程度、異常發(fā)生的時(shí)間長短進(jìn)行有區(qū)別的報(bào)警。比如，音頻幅度低于門限值超過5秒開始預(yù)警，8秒開始報(bào)警（較高級(jí)別），10秒則切備。又比如，音頻信號(hào)只是左聲道丟失，5秒開始預(yù)警，8秒就執(zhí)行聲道復(fù)制，但仍報(bào)警（稍低級(jí)別）。
2．慢錄系統(tǒng)
MediaLogger是個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊，既可以成為ControlMaster總控專家系統(tǒng)中的組成部分，也可以獨(dú)立使用，建設(shè)一個(gè)獨(dú)立的慢錄系統(tǒng)或監(jiān)錄系統(tǒng)。MediaLogger系統(tǒng)的部署非常簡單，由于在整個(gè)ControlMaster系統(tǒng)中，音視頻數(shù)據(jù)都被流化成了IP包，所以所謂的慢錄（長時(shí)間記錄）也就是將IP流進(jìn)行文件化的過程。MediaLogger軟件只需要運(yùn)行在一個(gè)服務(wù)器（甚至一個(gè)電腦）上即可。
由于編碼工作已經(jīng)在各個(gè)設(shè)備上完成，MediaLogger電腦只完成文件化功能，任務(wù)量不重，所以一臺(tái)電腦可以完成數(shù)十路音頻/視頻的記錄工作，當(dāng)然這個(gè)也跟電腦的性能有關(guān)。
MediaLogger慢錄軟件根據(jù)用戶設(shè)置的記錄時(shí)間表對(duì)音頻和視頻IP流進(jìn)行文件化記錄。MediaLogger軟件可監(jiān)視各路音頻信號(hào)和視頻信號(hào)的記錄計(jì)劃、實(shí)際的記錄情況以及是否有異常等情況。慢錄計(jì)劃的配置是B/S方式，授權(quán)用戶使用瀏覽器經(jīng)過登錄即可進(jìn)行各個(gè)通道（音頻或視頻）的記錄時(shí)間計(jì)劃，支持模板方式的規(guī)劃。慢錄的檢索與回放都是完全B/S架構(gòu)的，用戶不需要安裝任何客戶端軟件，只知用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器即可。使用標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器就可以實(shí)現(xiàn)慢錄音頻和視頻的回放，支持時(shí)間段選擇回放、支持鼠標(biāo)任意位置選擇回放、支持快速回放。支持選擇片段另存音頻和視頻文件到本地硬盤。
三．系統(tǒng)方案實(shí)現(xiàn)
陜西電臺(tái)總控系統(tǒng)配置了兩臺(tái)LAWO NOVA73 數(shù)字音頻矩陣。系統(tǒng)還配置了RME的AES轉(zhuǎn)MADI的格式轉(zhuǎn)換器用來將沒有MADI卡的直播間調(diào)音臺(tái)輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成MADI信號(hào)輸出連接到矩陣。
系統(tǒng)通過這兩個(gè)矩陣以及矩陣控制調(diào)度軟件實(shí)現(xiàn)了全臺(tái)播出信號(hào)的數(shù)字化傳輸控制。提高了電臺(tái)播出節(jié)目的數(shù)字化率。實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)機(jī)房和機(jī)房之間的播出信號(hào)、各種轉(zhuǎn)播信號(hào)、節(jié)目輸出信號(hào)等信號(hào)靈活自如地調(diào)入、調(diào)出和交換分配。
同時(shí)該軟件還提供了相當(dāng)完善的監(jiān)測功能，可以對(duì)包括音頻矩陣在內(nèi)的音/視頻、網(wǎng)絡(luò)等所有有源設(shè)備的狀態(tài)及工作環(huán)境、各監(jiān)測點(diǎn)信號(hào)、設(shè)備異常等監(jiān)測告警（聲、光）并記錄。軟件通過收集通道中各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)的信息，綜合分析并報(bào)告當(dāng)前通道為正常、低電平報(bào)警、高電平報(bào)警、單聲道報(bào)警、反相、無AES數(shù)字音頻流、關(guān)機(jī)等狀態(tài)；有異常情況后，達(dá)到門限值時(shí)，系統(tǒng)將彈出故障處理預(yù)案，提示用戶進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)處理。
無線監(jiān)測系統(tǒng)是通過配置了兩塊AudioScience的ASI8702 Tuner卡，每塊卡提供8個(gè)FM/AM的信號(hào)監(jiān)測、報(bào)警、場強(qiáng)監(jiān)測。可以通過這兩塊卡對(duì)電臺(tái)的的播出信號(hào)發(fā)射后接收，并進(jìn)行信號(hào)的監(jiān)測、報(bào)獎(jiǎng)、記錄、場強(qiáng)度監(jiān)測、彩條的監(jiān)看等。并且可以遠(yuǎn)程審聽、下載記錄后的信號(hào)等。
四．結(jié)束語
至今，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，完成了招標(biāo)時(shí)所提出的所有功能。系統(tǒng)軟件經(jīng)過兩次升級(jí)后，功能更加豐富，更加適合電臺(tái)的實(shí)際工作需要。B&P