三 矩陣內部通話系統(tǒng)介紹
1．定義
端口：通話矩陣提供數(shù)量很多的、供外部設備連接所使用的接口。
矩陣：建立用戶之間通訊關系的音頻路由器。矩陣不只是提供路由安排，而且能夠可靠地完成、記憶設置和狀態(tài)，并且能夠報告它們的情況，還必須具有很高的可靠性。
用戶站：也稱為通話面板。這些設備范圍很廣，從只有單一按鍵的簡單話筒和揚聲器，到可全編程的帶有字符數(shù)字顯示器、DSP信號處理、用戶可編程特性，以及音量控制的通話面板。
GPI(或GPI/O)通用接口或通用輸入/輸出：指為了各種目的而連接到外部設備的邏輯輸入和輸出。通常，它們都是光耦合的邏輯輸入和繼電器輸出。不過其它類型也存在。
2．矩陣內部通話系統(tǒng)歷史
矩陣內部通話系統(tǒng)可以追溯到1892年自動中心電話交換機系統(tǒng)的誕生。矩陣內部通話系統(tǒng)直到現(xiàn)在還有很多概念和技術來自那些系統(tǒng)。
在50年代，加拿大McCurdy Radio Industries公司推出了基于每個交叉點一根線和舌簧繼電器技術的7000系列矩陣。其基本模塊是一塊含有6個交叉點的板卡。這是知道最早的為廣播行業(yè)開發(fā)的矩陣內部通話系統(tǒng)。在70年代末期，微處理器的出現(xiàn)使真正的智能矩陣內部通話系統(tǒng)—McCurdy 9400出現(xiàn)了，這是第一個使用從用戶站上的每一個按鍵對應的一根線發(fā)送數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。隨著微處理技術的發(fā)展，9400被密度更大的9500系列所代替，它密度更大，50×50的系統(tǒng)只需要3RU。一種非常普通的方形陣列交換機可以使任何輸入分配到任何輸出去，但是在實施時多少受限于被稱為“平方律”的難題。
簡要地說，在傳統(tǒng)矩陣技術中，在通訊、音頻、視頻路由系統(tǒng)中，矩陣規(guī)模（電子的和物理的）都與輸入和輸出數(shù)量或者端口數(shù)量有關，體現(xiàn)的是數(shù)學的“平方律”關系。
例如，3×3矩陣是支持3個用戶的矩陣內部通話系統(tǒng)，有9個交叉點，而9×9矩陣是支持9個用戶的矩陣，有81個交叉點，可以看到，用戶數(shù)量增加3倍，而矩陣規(guī)模增加9倍。要知道交叉點的數(shù)量直接關系到功耗、物理規(guī)模和造價。很顯然使用傳統(tǒng)體系結構，矩陣交叉點在最大實際規(guī)模上受到限制。
到1988年，平方律的局限性開始體現(xiàn)出來。NBC在1988年漢城奧運會所用的350個端口McCurdy 9700矩陣內部通話系統(tǒng)需要整整10個機柜，功率超過20kW，重量超過2噸，9700矩陣其時是最大規(guī)模的矩陣內部通話系統(tǒng)。盡管提供目前最先進內部通話系統(tǒng)幾乎全部功能，但傳統(tǒng)結構使其在尺寸上有局限性。
到90年代初期，歐洲廠商開發(fā)基于新結構的內部通話系統(tǒng)。原用于電話路由和交換系統(tǒng)的時分技術(TDM)現(xiàn)在也用到了矩陣內部通話系統(tǒng)。
在TDM矩陣中，來自用戶的輸入信號（話筒或者頭戴耳機）通過A/D轉換器并在TDM模塊板上被分配一個時間位置。在TDM模塊板上會有導演、制片人、1號攝像員等的時間位置。用戶就可以在任何或全部時間位置或講話，通過軟件控制，哪個信號能夠被聽到，（一般）可由聽者選擇，或者預先編程。
在一個常規(guī)的平方律矩陣中，向100用戶矩陣增加一個用戶需要增加201個交叉點。而在TDM系統(tǒng)，只需要增加兩個簡單的東西：為業(yè)已存在的時間位置增加一個“發(fā)射器”，而在另一個供該用戶收聽的時間位置內增加一個接收器。
現(xiàn)在，幾乎所有的矩陣都是基于TDM或者類似的技術。Telex制造RTS Zeus、ADAM-CS和ADAM TDM矩陣內部通話系統(tǒng)。Clear-Com有MatrixPlus3，以及其他歐洲制造商提供的基于TDM的解決方案。
3．目前通話矩陣
如前所述，目前矩陣內部通話系統(tǒng)是以TDM技術為基礎的，讓我們更仔細地看一下這種系統(tǒng)的結構。
如圖2所示，傳統(tǒng)矩陣和TDM矩陣的一個主要區(qū)別是TDM矩陣并非僅僅由很多交叉點組成，除此之外還是一個功能齊全的音頻矩陣。
在圖2所示的傳統(tǒng)交叉點矩陣中，如果技術指導（TD）想要同時聽到導演和制片的聲音，那末交叉點A3和C3就要開或者關。由于這些交叉點也只是開關而已，信號相對電平完全取決于導演或者制片講話的電平。
在同樣的例子中如果使用TDM矩陣，那末交叉點就被音量控制所代替了，結果就是矩陣的交叉點電平可以獨立調整。在此情況下，相對信號電平可以在TD聽時被導演和制片的音量控制所調整。調整有各種手段，但目前的突出的一點是不同的聽者（或輸出）能夠有選擇地混合有來自其想聽的聲源信號。
在極大程度上，這是傳統(tǒng)的交叉點內部通話系統(tǒng)和現(xiàn)代TDM（或類似技術）矩陣內部通話系統(tǒng)最主要的區(qū)別。當然還有一些主要區(qū)別在于性能和規(guī)模上。
4．矩陣內部通話系統(tǒng)與其它類型系統(tǒng)相比的優(yōu)缺點
（1）優(yōu)點
矩陣通話系統(tǒng)與其它通話系統(tǒng)相比有很多優(yōu)點，這些優(yōu)點包括：規(guī)模、可設置性、支持各種類型的通訊系統(tǒng)、提供輔助功能。
a.規(guī)模
矩陣規(guī)模指支持的用戶站數(shù)量。RTS, ADAM在一個矩陣中具有8～1000以上用戶的規(guī)模。通過中繼干線把31個互聯(lián)矩陣包含在一起還可以再擴展。一個典型的PL硬件系統(tǒng)不過支持4個信道，現(xiàn)代的PL系統(tǒng)可擴展到12個通道以上，但經(jīng)濟性和符合人體工程學方面就隨著規(guī)模增大而大打折扣。
b.可設置性
在矩陣內部通話系統(tǒng)中，硬件一旦安裝后，通常不需要根據(jù)日常工作需要而每天更改設置。由于每個用戶站都能與其它任何用戶站相連（通過交叉點或個別交叉點調整），因此改變誰與誰通話，在特定環(huán)境下的通話規(guī)則，以及按鍵分配都是在軟件的控制之下。在矩陣內部通話系統(tǒng)中，有很多種方法完成