櫻 桃

內(nèi)蒙古廣播電視臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

基于網(wǎng)絡(luò)的音頻傳輸、控制和監(jiān)測

櫻 桃

內(nèi)蒙古廣播電視臺 內(nèi)蒙古 呼和浩特市 010050

利用廉價普及的以太網(wǎng)傳輸多路高質(zhì)量音頻信號，組成先進的網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸矩陣，形成了全網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字音頻平臺 ，實現(xiàn)對信號的傳輸、控制和監(jiān)測

網(wǎng)絡(luò)音頻 音頻信號傳輸 控制 監(jiān)測

網(wǎng)絡(luò)音頻就是通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信號的傳輸、控制和監(jiān)測。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為數(shù)字音像信息的傳輸提供了可能性，同時也降低了傳輸?shù)某杀?，根?jù)不同的場合和需求，在音頻信號的傳輸和監(jiān)控方面有很大的提升，可以大大降低系統(tǒng)的安裝和維護的成本，現(xiàn)在只需要一條普通五類線，就可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)大量的音頻線。深度網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)有著易被管理的特性，通過局域網(wǎng)，整個系統(tǒng)資源可以在統(tǒng)一的網(wǎng)管平臺下識別和調(diào)度。通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)亩嗦犯哔|(zhì)量數(shù)字音頻信號的技術(shù)，由軟件、硬件和特定協(xié)議組成。

1 傳 輸

利用COBRANET或其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，多路高質(zhì)量的音頻信號和控制信號可以一起通過一根網(wǎng)線、光纖或者無線傳輸，先將模擬域的音頻處理，轉(zhuǎn)移到數(shù)字域中實現(xiàn)，所有音頻信號的傳輸都是以數(shù)字的形式在以太網(wǎng)上進行非壓縮、低延時、全帶寬、制作級高質(zhì)量的音頻信號傳輸?shù)模耆朔四M信號傳輸過程中產(chǎn)生的各種劣質(zhì)化現(xiàn)象。如圖1所示，有音頻路由器，交換機，計算機組成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，通過軟件的配置就可以實現(xiàn)對信號的傳輸、控制和監(jiān)測。

利用圖1所示的音頻路由器可以將模擬音頻信號、AES/EBU數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包可以實現(xiàn)音頻在網(wǎng)絡(luò)中傳輸、分配，同時也可以將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成模擬信號和AES/EBU數(shù)字信號輸出。在傳輸?shù)倪^程中，多個音頻路由器之間必須通過網(wǎng)絡(luò)交換機進行數(shù)據(jù)交換。音頻路由器對網(wǎng)絡(luò)交換機性能要求較高，不能選用一般HUB進行數(shù)據(jù)交換。為了提高了系統(tǒng)的可靠性，每個音頻路由器配有一主一備2個網(wǎng)絡(luò)端口。一個系統(tǒng)中同時也使用多臺網(wǎng)絡(luò)交換機，構(gòu)成冗余網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

圖1 音頻路由器

在音頻信號在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時，音頻信號（包括模擬信號、數(shù)字信號）均被轉(zhuǎn)換成音頻數(shù)據(jù)包。以COBRANET網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為例，在100M以太網(wǎng)下，一條普通五類線可以單向傳輸56路48khz/24bit音頻信號通道，對傳輸距離大于100米的場合，可以通過光端機轉(zhuǎn)換用光纖傳輸。所有音頻信號均以48khz/24bit的高質(zhì)量數(shù)字量化傳輸，不進行壓縮，因此不會發(fā)生比特率削減或其他質(zhì)量問題，保證了音頻的質(zhì)量。音頻信號傳輸方向可通過控制器或網(wǎng)絡(luò)控制單元靈活設(shè)置，對重要場合，還可加入設(shè)置密碼，以確保系統(tǒng)的安全性和可靠性。

2 控 制

本文介紹的網(wǎng)絡(luò)音頻路由器采用了如今技術(shù)成熟且廣泛應(yīng)用的CobraNet網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸技術(shù)和高性能DSP音頻處理技術(shù)，利用廉價普及的以太網(wǎng)傳輸多路高質(zhì)量音頻信號，組成先進的網(wǎng)絡(luò)音頻傳輸矩陣，形成了全網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)字音頻平臺，它采用了分散式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和獨立CPU控制技術(shù)，各終端設(shè)備故障不影響整體系統(tǒng)，系統(tǒng)可以動態(tài)分配任務(wù)，使得系統(tǒng)更簡潔、傳輸更安全、交換效率更高。

若需要對音頻信號進行交換和分配時，可以利用路由控制模塊可以任意設(shè)置每一路音頻信號的發(fā)送方式，如固定連接（點對點）、多點連接等，還可通過調(diào)用虛擬路由、虛擬音分等組件，構(gòu)筑一個完整的音頻交換和分配系統(tǒng)，實時傳送音頻信號。與傳統(tǒng)音頻控制軟件類似，也可以實現(xiàn)設(shè)置通道的連接方式，對虛擬路由進行手工和定時控制。如果有特殊需求還可以對音頻信號進行預(yù)調(diào)，例如均衡、靜音、反相等參數(shù)的調(diào)節(jié)。由于這個音頻交換和分配系統(tǒng)是通過軟件設(shè)置來完成的，和傳統(tǒng)的靠硬件設(shè)備組建的系統(tǒng)不同，它的復(fù)雜程度的變化、組件的多少都不會增加投資，也不需要重新布一根線纜，因此它具有更大的靈活性和更高的性價比。在一個以太網(wǎng)中，可以容納幾百路音頻信號的傳輸和交換，實現(xiàn)了音頻傳輸技術(shù)的革命性飛躍。在音頻信號的傳輸過程中，還能實現(xiàn)對所有音頻信號的實時監(jiān)測和音頻處理。通過虛擬軟調(diào)音臺，對各路音頻信號進行幾十種音頻處理。結(jié)合開放性的控制接口，可以構(gòu)建智能化的新一代音頻系統(tǒng)。如圖2所示，和傳統(tǒng)的音頻控制相比，現(xiàn)在只需要組建一個可靠的、標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)就可以實現(xiàn)對音頻信號的控制和管理，系統(tǒng)管理更加簡潔方便，還可以實時掌握音頻設(shè)備的工作狀態(tài)。

圖2 以太網(wǎng)

3 監(jiān) 測

電臺節(jié)目常常需要一套復(fù)雜的監(jiān)聽監(jiān)看系統(tǒng)，建立網(wǎng)絡(luò)化音頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)后使得監(jiān)測系統(tǒng)的底層音頻采集標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、開放，具有兼容和擴展性。利用監(jiān)聽監(jiān)視系統(tǒng)，可以監(jiān)視任何一路、任何一個節(jié)點的音頻信號的質(zhì)量，同時還可以實現(xiàn)音頻信號的智能化靜音監(jiān)測、過載監(jiān)測、立體聲反相監(jiān)測等功能。傳統(tǒng)電臺的廣播中心使用不同種類的電纜來連接音頻設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，音頻專用線路有模擬音頻線、話筒音頻線、數(shù)字音頻線，網(wǎng)絡(luò)連接則采用5類、6類線纜，目前很多電臺的音頻傳輸和網(wǎng)絡(luò)傳輸是業(yè)務(wù)獨立、管理獨立。在傳統(tǒng)的音頻監(jiān)測系統(tǒng)中，因大量的設(shè)備不具備網(wǎng)絡(luò)接口被置于網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)之外，可以采集的信息基本就是傳統(tǒng)的音頻信號，進行信號的調(diào)度和分析需要增加額外特定硬件和軟件，實施復(fù)雜、應(yīng)用不便。為了能更直觀地對音頻信號進行監(jiān)視，在軟件中可以根據(jù)系統(tǒng)的實際情況，靈活的進行監(jiān)視音軌的組屏，滿足更多的監(jiān)測要求。但基于網(wǎng)絡(luò)平臺，應(yīng)用新技術(shù)后的監(jiān)測系統(tǒng)完全可以滿足更多的監(jiān)測要求，可以對監(jiān)測網(wǎng)中不同路由的同一信號進行比對分析，可以通過應(yīng)用層對同一信號的相關(guān)性、延時、噪聲、電平進行分析對比。對監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理，能實現(xiàn)入網(wǎng)設(shè)備及時發(fā)現(xiàn)、配置和遠程管理，可實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的智能分析、策略化管理和實時控制。一旦有故障發(fā)生可以實現(xiàn)完整的監(jiān)測記錄，包括報警信息、日志信息、文件回查等功能。如圖3所示，靈活的將相關(guān)的音軌放在同一屏上，實現(xiàn)對信號的直觀監(jiān)視。

圖3 相關(guān)音軌同屏顯示

結(jié)束語

從目前來看，以太網(wǎng)是應(yīng)用最為廣泛的，最為可靠的，性價比最高的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)?；诰W(wǎng)絡(luò)的音頻系統(tǒng)將會更加簡單，建設(shè)和維護成本也會更低。利用以太網(wǎng)的交換特性，有利于改變傳統(tǒng)音頻點對點的傳輸局限，實現(xiàn)數(shù)字音頻的軟交換和軟路由。在這個基于網(wǎng)絡(luò)的音頻系統(tǒng)中包含了幾乎所有的數(shù)據(jù)信息、監(jiān)控信息。整個音頻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將會成為一個一體化機構(gòu)，從制作、傳輸?shù)讲コ?，以及信號的控制、監(jiān)測更加方便靈活。在未來的發(fā)展中，基于網(wǎng)絡(luò)的音頻必定對未來電臺技術(shù)架構(gòu)產(chǎn)生深遠影響，對廣播音頻系統(tǒng)的發(fā)展帶來新的活力。

TM326

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2096-0751（2017）10-0016-03

櫻 桃 內(nèi)蒙古廣播電視臺 工程師

審稿人：孫生和 內(nèi)蒙古廣播電視臺 正高級工程

烏日山

責(zé)任編輯：王學(xué)敏