陳金順
廣東省增城市廣播電視臺

【摘要】增城電臺對直播系統進行了數字化改造，構建了廣播節目數字化、網絡化、智能化平臺，實現了節目錄制、播出、交換等從模擬向數字化的轉變，標志著增城電臺向數字化、網絡化發展新階段。
【關鍵詞】數字化 網絡化 改造方案

　　我臺于2009年搬進新大樓，對直播系統進行了全面數字化改造，通過對這次數字化升級改造，提高節目的播出質量，滿足數字化條件下的制播要求，推進增城人民廣播電臺制播系統的全面數字化、網絡化進程。

一．關鍵設備選用以及直播系統流程圖

　　1．數字調音臺

　　數字調音臺是整個數字直播室技術系統的核心部分，它要完成各種信號的配接、輸入信號的放大，使信號經過各種處理后仍能保持一定電平；要對信號進行電平調節，對動態范圍進行調整、信號的混合、分配、輸出以及對信號進行預聽、檢測、返送等。

　　RMX--16網絡化數字播出調音臺是HARRIS公司最新一代網絡化數字播出調音臺，也是目前HARRIS公司最頂級的一款播出調音臺。該調音臺具有配置靈活、設計緊湊、操作靈活、易于使用等優點，信號可以任意路由，是廣播電臺播出調音臺的最佳選擇。

　　2.數字延時器

　　為了保證安全播出，直播室主輸出我臺選用了Evenlide公司BD600立體聲數字延時器，設定刪除時間為10秒。BD600延時器的操作非常簡單，只要根據實際直播節目的需要對某些對應功能鍵進行操作即可。我臺在實際應用中，節目一般都處于延時狀態，在突發事件發生時，主持人只要及時按下DUMP鍵即可保證播出安全，其他各功能鍵根據節目需要的情形下才予以運用。

　　3.音頻智能切換器

　　英夫美迪專門開發了IBS200音頻智能切換器（四選一），提供了高度可靠一體化解決方案。它可同時連接3路外部輸入信號，內置一個Flash介質播放器，作為全部輸入信號都沒有的情況下緊急備份補樂信號。它可同時輸出AES/EBU信號和平衡模擬信號，內置A/D和D/A轉換，無論是數字信號還是模擬信號輸入，都有數字信號或模擬信號輸出，并具有監聽、監測功能。

　　4.音頻工作站系統

　　音頻工作站系統由存儲系統、服務器、網絡系統三個部分組成。它的拓撲圖如圖1所示。

圖1音頻工作站系統結構

　　（1）雙服務器
　　服務器是音頻局域網的核心。服務器上安裝著操作系統和應用軟件，操作系統、應用軟件及服務器硬件一旦發生故障，整個網絡便于癱瘓。因此服務器的安全和容錯性對整個網絡來說是至關重要。目前，我臺采用的是適合單網絡服務的雙機容錯系統和在線守候（Hotslandby）方式。運用服務器群集技術，將一主一備2臺服務器和1個磁盤陣列柜通過SCSI總線連接在一起，2臺服務器之間通過百兆以太網網卡連接，并經SCSI總線和一個網絡監視器監測主服務器運行情況。當檢測到主機故障信息時，始終處于等待狀態的備份服務器立即接替主服務器管理磁盤陣列，維持網絡通信及數據操作等工作，保證整個節目播出的連續性。采用的群集軟件是美國LEGATO公司的Octopus，它是WindowsNT平臺下的雙機容錯熱備軟件，將Octopusserver同時安裝在主備服務器上，原理如圖2所示。

圖2系統原理圖

　　Octopus是文件級鏡像軟件。它將主服務器上變化的數據通過LAN實時鏡像到備服務器上指定的文件或目錄中，并可根據網絡寬帶調整鏡像速率，鏡像多個站點。由于備服務器僅鏡像主服務器數據的改變量，所以只占用很少的網絡和系統資源，這樣當主服務器發生數據丟失或硬盤損壞時，在備服務器上將產生1份鏡像文件，它是主服務器的數據備份，當備服務器上監測器監測到主服務器故障信息時，就自動接管主服務器工作，實現系統數據容錯功能和實時數據保護功能，保證系統的正常運作。

　　（2）磁盤陣列
　　經過考察、論證，我臺決定選用美國產IBMNetFinity5100陣列柜，磁盤陣列柜實際上是一個專用嵌入式計算機，使用2個控制器就可以配置成冗余控制器，2個控制器通過其中一個專用監視通道相互監視對方的工作狀態，當發現任何一個有問題時，另一個控制器立即進行接管，提高陣列系統的可靠性。

　　我臺用2臺服務器來控制磁盤陣列系統。在要求系統連續運行不能中斷的情況下，2臺服務器運行各自的應用軟件，同時檢測對方的狀態，當其中一臺發生故障時，另一臺立即接管有故障服務器的工作，保證了系統不間斷運行。以后我們有條件的話，也可以實現磁盤陣列的備份。

　　（3）網絡結構
　　在網絡結構方面，根據系統中各個工作站的數據流量，目前采用百兆以太網就能夠滿足需要。3COM24個端口的10/100Mb/s自適應的交換機，信息吞吐量大，速度快，可以保證網絡的傳輸帶寬，避免網絡阻塞。采用TCP/IP協議。

　　（4）聲卡
　　數字音頻工作站是制作專業音頻的設備，聲卡的質量將直接關系到播出聲音的質量問題。對于錄制工作站、播出工作站應采用良好的聲卡，我臺采用的是法國專業PCX924聲卡，它具有硬件解壓縮功能，減少占用計算機的CPU運算時間，提高速度。而對非音頻制作的管理工作站、審聽工作站等，根據實用性和經濟性原則，采用普通聲卡就能滿足要求了。

　　（5）軟件
　　A.系統軟件。我臺服務器安裝的是windows2003server高級版的操作系統，工作站用windows2000專業版的操作系統，其操作系統性能穩定、功能強大。

　　B.應用軟件重點考慮是：安全可靠、智能化程度高、系統通道指標高、系統配置合理、性價比高以及售后服務好等方面，對國內外廠家進行了廣泛的調研、論證和比較，我臺選用了英夫美迪AIR2000S/1軟件系統，它采用先進的基于組件模型的分離技術，從結構上使播出的穩定性、容錯性大幅提高。能較好的兼容之前的工作站，可以方便地對原來的工作站進行相應的升級配置。

　　（6）時間同步問題
　　為了不影響播出，需使每臺計算機有精確的時間。為此，必須有網絡校時系統，通過外接的時鐘信號，使其與校時機的CM/S時鐘同步，這樣可使網絡內的其他計算機通過時鐘同步軟件找到上述計算機的網內IP地址，檢測時鐘信號，從而同步自已的時鐘，達到整個網絡時鐘同步的目的。

　　改造后的直播系統流程圖如圖3所示。

圖3直播系統結構圖

二.播控系統

　　圖4是增城電臺播控系統。直播室將AES/EBU輸出信號延時后送到跳線盤經音頻分配器到音頻智能切換器（四選一）。正常情況下，音頻智能切換器處于自動切換備份信號狀態。直播室輸出信號經系統送到光發機至調頻發射臺。當直播室出現故障時，音頻智能切換器根據系統設置檢測通道狀態，并根據通道狀態自動切換到下一備份信號通道；當原通道信號恢復正常時，音頻智能切換器自動切換回原信號通道。當直播室和備播室同時出現故障時，即是全部輸入信號都沒有的情況下，音頻智能切換器緊急備份補樂信號。這樣確保電臺零秒停播播出。

　　應急可靠性還體現在跳線盤的設計上，在關鍵時刻可以實施人工跳線，使信號從直播室直接輸出信號，來保證系統安全。

三．數字化改造中應考慮到的問題

　　1．設備安裝。數字設備阻抗的不匹配會引起反射，影響信號的傳輸質量。數字接口的標準應統一。前后相連的設備的輸入、輸出應為同名端相連，不能交叉。平衡與不平衡相連應加轉接器。

　　在數字設備之間，應盡量避免通過模擬域傳輸信號。在數字域傳輸信號能避免可用信號損失，若它們有相同的滿刻度電平（FSD），還能避免信號電平的衰減。如果FSD不相同的數字設備之間進行數字信號傳輸，可添加簡單的數字混音器解決。如果FSD不相同的數字設備之間必須進行模擬信號傳輸，可在它們之間加音頻分配放大器或音頻線路放大器進行電平調整，再通過改變設備的輸入、輸出阻抗，讓它們相互匹配，來獲得所需的信號電平。

　　播出系統設置主播站和備播站。主播站采用網絡播放，備播站采用本地硬盤播放，這樣無論是服務器、還是網絡出現問題，都不會影響播出。為此，安裝自動備份軟件，以便將數據庫中的數據備份到本地硬盤。

　　播出站選用AIR2000播出軟件，在安裝之前，首先安裝SQLServer數據庫軟件；而在安裝SQLServer軟件之前，要建立新用戶，使它隸屬于Administrator用戶，兩個用戶的密碼不要相同。安裝SQLServer中的用戶要填寫新建的用戶和密碼。目的是當系統管理員的密碼改變時，不影響SQLServer的正常運行。

　　啟動服務器之前，先打開陣列柜前面板的電源開關，當陣列柜控制器LED面板上出現“Ready”指示時，啟動主服務器，大約30s后啟動備服務器。否則，主備不能同時啟動，這是由集群管理決的。

　　系統運行過程中，不要動服務器SCSI硬盤上的SCSI連接線，如果掉線，會使數據庫的的數據丟失，影響播出。

　　2.系統信號屏蔽。數字化系統、交流電源的配線、燈光的設置、設備的電源等，在數字化系統內的每件電子設備或多或少都會產生靜電或電磁場，從而使音頻線路或有關線路產生感應而接收，感應噪聲及射頻干擾現象通常起因于交流電源的輻射及接地處理不良，要保障設備工藝用電不受污染（如不接用日光燈、電風扇、硅控調光燈等），還要采用謹慎周全的設計、嚴格的實施來減少音頻設備彼此的這類干擾現象。

圖4播控機房系統圖

　　同一機房內所有電子設備與電源連接時應考慮同相位。一臺具有電源變壓器的設備通電后，會在機殼和交流電源線間產生一些微小的電容量，這時如果將另一臺設備反相接在同一電源上，兩臺設備之間就會有電子流經大地而導通，從而產生磁場，所以在機房設備電源配線時，應確定所有的出線端是否接在交流電源的同一相位上，只有這樣才使電子設備間所滲漏的50Hz電流降到最低。

　　為防止音頻通路產生雜音及串音現象，數字音頻信號線的連接和屏蔽，應掌握以下原則：一是數字音頻電纜的屏蔽層應在末端單端接地。這是由于屏蔽內信號線和屏蔽層間形成的微小電容量、屏蔽層對外來的靜電及電磁場的感應等，會使屏蔽產生電流，如屏蔽層兩端接地，則經地網形成回路，而且這種交連阻抗是隨頻率升高而降低的，會在接地系統中產生過量的高頻串音或形成雜音，出現在信號傳輸端，特別是當電纜較長時，如播控機房至錄音室近100米長度，更應按上述要求嚴格接地；二是在同一電纜中每對信號線都有各自的屏蔽層和隔離層，如隔離層為金屬材料（鋁箔）構成，在電纜中屏蔽層短路在一起，他們便能分擔由彼此各自電容性交連所感應的電流，而真正成為屏蔽，外層單端接地后使其電位更接近于信號接地端。如隔離層為絕緣體就應將每對信號線的屏蔽層在線纜末端與電纜外屏蔽層端一起接入地網。

　　3.播控機房接地

　　播控機房是電臺信號集結地，其接地系統的設計是至關重要的一項工作，播控機房接地系統的優良決定著整個播出系統的技術性能。播出設備機架、控制臺和播出設備都必須正確可靠地接地。為避免地阻噪音干擾和趨膚效應，我臺從播控機房機架、控制臺和其他邊界設施接地點到主設施接地點鋪設寬銅片（寬200mm×厚0.5mm），將接地銅片連接到每個機架底部，然后焊接它到每個機架后部一邊的銅條上，在每個機架的相同位置處固定接地銅片。設計單點接地的地系統網絡，成輻射狀引出的星形系統，即播控機房所有的設備接地點都連接到一個主接地點上，主接地點再連接到播控機房設施接地系統上，確保設備每部分都有一個接地參考。

　　4．電源安全問題

　　穩定、不間斷的電源是系統設備正常運行的動力保障，也是系統數據和播出安全的必備條件。保障電源安全的措施是采用多路UPS穩壓電源，對陣列柜、交換機、工作站等設備和主、備機單獨供電，同時，再從市電引出一條電源線路作為備用。這樣，即使主工作電源意外斷電，依然能保證系統正常運行，數據流正常傳輸，節目播出不延誤。

　　數字設備對供電電源的質量要求也很高，如抗外電干擾強、波型失真小等。所以在數字化廣播系統中應采用高質量不間斷UPS電源供電。

　　選用在線式UPS電源，對外界電網的各種干擾起到了極好的隔離作用，交流輸出波型失真小（大都能做到3%以下），而且輸出電壓的穩定度和頻率穩定度都比較高。與其他類型相比，在線式UPS電源更能夠滿足數字化播出、錄制系統供電要求，保證系統設備安全運行。

　　5.網絡安全問題

　　目前世界上計算機的病毒不僅種類繁多而且隱蔽性也增高。雖然音頻網絡系統是相對獨立的，但病毒對它的危害依然存在。對該系統采取的措施是：不得使用盜版軟件，禁止個人用外面的盤片上使用；取消光盤的自動播放和自動執行功能，摘除各工作站的軟驅、光驅，只在管理站安裝可拆除的軟驅和外置光驅，以便于技術人員對該系統進行維護；同時在CMOS中設置密碼，關閉軟驅，只能技術人員打開；限定系統防問權限，使系統需要的的應用程序為只讀和可執行式，以防止病毒入侵它們；在服務器管理站中安裝防病毒軟件定期進行病毒檢查，防范病毒侵害，注意及時升級病毒軟件；將服務器中重要文件用移動硬盤備份，減少病毒破壞造成的損失，同時可以在較短時間內修復被破壞的文件，盡快恢復系統工作。

　　6．設備的環境安全問題

　　音頻網絡系統設備的安全運行和播控機房環境有很大關系。服務器、磁盤陣列、工作站主機等設備的機箱并不是完全封閉的，它們工作時產生的靜電有吸塵效應，所以最容易沾染灰塵。當灰塵吸附在集成電路板表面時，會造成散熱不暢，嚴重時甚至導致電路短路；溫度和濕度也是重要的環境因素，CPU、主板對高溫很敏感，一般最高工作溫度不能超過70℃，如果長時間在高溫下工作，不但降低使用壽命，甚至可能燒壞。針對這種現象，一是安裝測溫報警裝置；二是安裝吸頂式VRV單體空調，其供電獨立動力配電，與工藝用電、照明用電分開；三是及時清塵，消除隱患，確保設備工作在合適的環境中。

　　7.設置用戶權限

　　為了系統的安全，對不同的用戶要賦予不同的使用權限，禁止非進入系統。在節目的制作、審定、編排、刪除、播出、修改中多重設權，用戶在系統中只能執行被授權的事務。這樣，可以有效地降低惡意操作和誤刪除；通過設置用戶口令和密碼，也有利于把好節目的質量關。權限、口令、密碼一經設好，一般不經易變更，當新的用戶進入或原有用戶不再使用系統工作時，技術工作人員應及時增減用戶和修改密碼。

　　8.配備備份播出措施

　　出于對最壞結果的應對，我們為直播系統配備了一臺YAMAHA01V96調音臺，平時處于熱備份狀態，一旦HARRISRMX--16調音臺發生一時難以恢復播出的故障，通過應急跳線，YAMAHA調音臺可以馬上投入運行，播出主持人的直播信號和音樂信號，同時可以接入熱線電話，不致于影響廣告專題節目，從而在確保節目播出安全的同時，確保電臺的創收也不受影響。

　　9.監聽和監測

　　一個完善的系統，除了先進的設備，還要具備對全系統進行實時監聽、監測的功能。了解信號通過各銜接部位是否正常。我臺在系統設計了故障預警功能，實時監測整個系統的運行情況，方便值班人員及時了解系統每個環節信號質量，以便及時發現和解決故障。

結束語

　　經過數字化升級改造后的增城電臺，通過新技術和新設備的運用，整個系統自正式投入使用至今，已經運行2年多，工作穩定、可靠，從未出現過故障，提高了節目播出的質量，提高了電臺節目的收聽率，獲得了良好的社會效益和經濟效益。如在資金許可的條件下，可以考慮增購核心設備的冗余。如雙交換機、雙磁盤陣列柜等，可進一步提高系統的安全性。B&P