導讀：在2014年11月7日的信息化視聽峰會演講中，汪曉琦在國內第一個提出了第五代音頻架構和云備份概念，他在演講現場還利用一些演示側面來證實所講的技術可行性。
云，已經不再是高高在上了，在我們生活中有很多地方都能看到、用到，比如通過手機上網、收發郵件，利用網盤進行存儲等。咱們專業AV行業中同樣也有大量有關云的應用，在這里主要針對音頻擴聲領域進行說明。
音頻技術中的云究竟是什么？是不是因為我們需要云，才有云這么一個結果呢？我想不是這樣的。
用戶需求下的音頻技術發展
擴聲技術從誕生到現在，已經歷經的多種變革。除去各種設備對聲音處理的不同功能，從架構關系上，大致可以分為五代：
1.1.1.第一代音頻架構
第一代：純模擬架構。體現為模擬連接、模擬處理。
純模擬的第一代技術包括從調音臺、均衡器、延時器、壓縮器、分配器、分頻器等多種聲音處理的設備，從設備本身解決了聲音的控制和處理，缺點是連接復雜、調試數據保存不易等；
1.1.2.第二代音頻架構
第二代：數模結合架構。體現為：數字處理、模擬連接；
第一代技術的缺點催生了新技術的誕生：數字周邊和數字調音臺，即第二代音頻技術：數模結合架構。它們的出現解決了第一代的連接復雜，容易誤操作的缺陷。
同時，隨著社會對擴聲技術的需求增加，以及數字技術的發展，很多不需要專門調音師固定安裝的擴聲環境，提出了另外的需求，即結合調音臺與周邊處理的功能基礎上，增加更多的矩陣節點，將信號進行無損分配，此即第三代技術全數字架構。
1.1.3.第三代音頻架構
第三代架構：全數字架構。體現為：數字處理、數字連接。
此架構取消了調音臺、數字周邊和數字功放之間的模擬連接線，有的產品甚至取消了三者的概念，只有一臺全功能數字音頻矩陣，整合了調音臺、周邊處理和功放。此架構最大的優點是內部的數據交叉利用達到過去沒有的條件，輕易做到64×64路甚至更大路數以上的矩陣（目前最高為256×256），并且可以在DSP資源許可的范圍內，無限制的模擬出無數的音頻處理模塊。因為此技術，催生出了中央機房的概念。很多酒店或會議大樓在設計時，利用一個中央機房就完成了全部的設備管理。
1.1.4.第四代音頻架構
然而，社會的需求是不斷進步的，第三代技術的優點使得用戶在使用此技術時，極大的節約了技術人員的數量，并提高了整體運行的穩定性。但它的局限性是核心音頻矩陣之間的連接關系只能在一間機房內完成，向外延伸的還是模擬線路。設備之間的數字連接不能支持公有協議。在應用這些技術的同時，人們希望將高品質的聲音和系統處理能力傳輸到模擬線路不能到達的地方。此需求催生出了第四代技術：在第三代技術的基礎上集成網絡傳輸的能力，將高品質的聲音和對整個系統的管理工作延伸到了過去無法到達的區域。最有名的應用就是ConbraNet。這些技術應用在大型擴聲項目中，比如整棟大樓的廣播系統、大型公共環境擴聲等等。這就是第四代音頻架構：數字網絡架構。體現為：數字處理、數字連接、網絡擴展；
第四代技術解決了高品質聲音的遠距離傳輸和對整個系統的整合管理的問題。將工作人員從每間會議室解放出來，在確保品質的同時甚至減少的系統的整體投入。
整個系統的核心是建立在DSP程序的基礎上，DSP處理器可以同時進行多項任務的計算。比如一套系統不同端口獨立工作，可以同時支持多個會議室的工作，或者不同的廣播分區。全部的程序都是保存在一套音頻處理系統中（有很多時候不是獨立一臺主機完成的），并且，用戶的調試數據如音量、EQ、路由關系等是一個隨時可能調整的變量。這些參數變量與系統程序一起構成了整個系統穩定運行的要素。
1.1.5.第五代音頻架構
第四代技術極大的方便了音頻工作。隨著大型網絡化DSP系統的應用，又有了新的需求。大型項目對DSP的穩定要求也越來越高，一旦DSP主機出現故障，則意味著整個系統將停止工作。即便能夠利用原始保存的程序恢復，但日常工作中經常調整的變量參數也難以恢復到最終的狀態。不僅如此，由于第四代系統的DSP管理大型多分區系統時，無論那個分區需要重新修改程序——即上傳的時候，全部的系統都會停止工作，直到程序傳完。這又將對整個系統的工作造成一次嚴重的傷害。
還有，一個大型項目往往不是同時竣工，需要在建設過程中不斷增加功能。而第四代技術的DSP資源是由設計之初確定了的，無法擴展（多臺主機分別處理不同的區域的方法不屬于一個系統）。這，又是大型系統建設的一個死穴。
隨著社會的發展，IT行業推動了云技術的應用，云技術包括云計算、云存儲、云備份等。云計算的特點是終端用戶無需關注云端的主機工作狀態，只需要考慮本地自己的工作要求即可。這些技術在比如電子郵件、微信、網盤等技術上已經獲得了成熟的應用，得到社會的認可。
由于網絡音頻技術可以組建大型的擴聲系統，并極大解放管理人員的工作壓力，因此得到很廣的應用。在第四代音頻技術發展過程是體現出來的缺點是大型重要用戶不能接受的。結合目前云技術的特點，誕生了第五代音頻架構技術的需求。
第五代音頻架構的特點
現在回顧開頭所探討的內容，音頻技術中的云究竟是什么？現在大家想必已經有了答案，就是第五代音頻架構的內容。其特點如下：
1、系統架構為云架構：系統之間的連接為網絡連接，輸入模擬信號直接轉換成了網絡信號，輸出端亦由網絡信號直接輸出成模擬信號，即AN/NA連接；中央服務器來完成全部的計算工作，終端用戶無需考慮云端的工作狀態；
2、系統資源可以動態分配：每個終端分區可以自由申請資源分配。并且在授權分配的資源內可以自由上傳或修改程序而不會影響其它任何分區的工作；
3、云端資源可無限擴展：核心DSP數量可以無限量添加。添加方案可以是在服務器內部增加DSP模塊硬件，或者是增加網絡服務器；
4、具有穩定機制：核心服務器必須能夠在線熱備份。熱備份的內容包括程序和用戶調整的數據；
5、傳輸延時小：必須確保模擬語音輸入至中央服務器處理完成，回到本地擴聲過程不會引起用戶的任何感覺。目前技術為十個中間環節總傳輸延時小于2ms。
除此之外，還要求：
6、具有安全機制：確保系統內音頻信號只能在指定的終端出現，不會出現泄密現象。
7、兼容性好：同時兼容目前主流的公有協議，如AVB、Dante、ConbraNet等。
第五代音頻架構的優勢
基于以上的特點，我們可分析得出采用這種技術的優勢主要有兩點，即核心資源自由分配和核心資源可無限擴展。
先看核心資源自由分配。
在DSP資源當中，有的用得比較多，有的用得比較少，有的經常用，有的不經常。按照過去的概念，我們是否要建立完整的DSP資源給每一個房間的用戶呢？假如說現在有三個項目，很簡單，各取所需就可以了。但是如果在實際應用過程中增加或者退出怎么辦？當然是希望系統能夠動態分配。假如說現在有20個會場，但是肯定不會同時使用，我們在資源配置上只需要準備一部分，保持適當的冗余量就可以了。但是資源是否能夠滿足使用時的分配呢？假如說20個房間都是高峰使用怎么辦？這時就需要對資源做拓展。
再看核心資源可無限擴展。
我們可以做一個音頻的演示模擬，比如說在一場演講中，我們模擬臺下聽眾的聲音變得比較高，這種情況就需要提高演講人麥克風的音量，通常的辦法是操作人員去調音臺提高音量。但是還有沒有什么別的辦法呢？
第一種情況，外界的聲音提高了，但是話筒聲正常，外界聲音的變化對它沒有影響；第二種情況，我們轉用另外一種算法，外界聲音提高了，話筒的聲音也很迅速的提高，外界聲音降低，話筒的聲音則同步降至正常水平。這意味著很多東西可以用智能的算法來完成，而不需要用人力去解決。我們演示的是很簡單的功能，但是這個功能是否到此為止了？是否以后就只需要配備這個功能的會議室就夠了？當然不！我們不敢想象未來科技的發展會到一個怎樣的高度，未來肯定還會有更優秀的解決方案，這就要求我們的資源能夠無限量的擴展。
用人力手動操作，可以用來解決假如一些問題，但是如果項目到了20個、50個、80個的時候還可以這樣解決嗎？顯然解決不了，只能用速度和算法來解決。智能化的算法的加入，帶來了不少的便利：第一是不需要操作技能；第二是不需要太多的人員數量；第三是不那么強調專注能力。在以前，假如音響師不專注，就無法和演講者互動配合；以前有很多音頻的處理是需要專業知識的，不具備這種技能的人很難勝任設備的操控使用。
算一筆設備與人力支出的賬
當今社會，人的技能朝設計端和應用端兩個方向發展，應用端的人才似乎更難找了。就好比企業用戶、酒店、政府單位等，招聘到一個合格的音響控制師比招到一個客戶經理難得多。我們并不是提倡不用技術人員，只是在條件有限的情況下可以酌情減少，這對于成本控制是大有裨益的。
假如說我們減少一個普通的工作人員，他的底薪按照5000元計算，10年要投入75萬。假如說覺得這個人還不錯，想培養他，每隔三年左右有一次升值加薪的機會，就要114萬。如果把這個錢省下來，一部分用于培養核心技術人員，另外一些錢買智能化的設備，豈不是更好的結果嗎？
穩定機制，備份是最重要的手段之一
下面講穩定機制。
我們看到第四代系統，都集中在中央服務器上，它要保留兩種數據。我們通常做一個項目的時候，往往會有一個竣工數據，但是這并不是客戶最終所需要的數據。例如我現在在演講，演講過程中話筒的音量不一定是竣工時期空場時調的最好音量。這顯然也不是我們要的結果。我們現在要的是能夠穩定地保持數據狀態，備份就是最重要的手段之一。
我們一般建議備份有兩種機制，一種是集中式的架構。如圖所示，上面是主機，下面是各種終端。可能有人會問，你剛才不是提到了網絡的問題，如果網絡中斷怎么辦？假如說有一個很保密的內容，不傳輸數據到云終端去，不希望給第三方人接觸到，怎么辦？
這里還有另外一種方法，叫做分布集中式架構。每一個子單元有一個獨立的運算系統，通常情況下，云端由主機來完成。或者說當我們需要保密的時候，或者不需要這個信息泄漏到會議室之外的時候，希望信息以云系統完成。
集中式架構
分布集中式架構
隨著IT行業巨頭如微軟、因特爾、賽靈思、谷歌等巨頭紛紛將目光投向音視頻市場，隨著AVnu組織宣布他們的時間同步協議AVB免費開放給任何需要的機構，隨著云技術在音頻領域的更深入的應用，隨著IPv6的發展以及新一代高速網絡的發展，隨著社會發展過程中，傳統靠經驗來完成工作的音頻工作者的退出，未來的音頻系統必定會改變成類似IT行業的可量化的工作模式。量化的要求為：過程量化、結果量化、學習量化。音頻系統的核心資源投資也由過去的計劃資源與使用資源1:1變成了1:3或更低，極大的節約的總體的成本支出。因此可以認為，使用云架構的第五代音頻技術，它使得大型系統更安全、更便宜、系統的建設也將更靈活，將是未來大型音頻擴聲系統的主流方向和必然的選擇。