江西省景德鎮(zhèn)市廣播電視臺：帥志彥

對于互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)音視頻傳輸技術(shù)而言，主要是基于ISO進(jìn)行傳輸，因此傳輸帶寬、傳輸延時會有一定的限制，這就可能會影響到用戶的真實體驗感，也就會影響到廣播電視臺的社會效益以及經(jīng)濟(jì)效益。隨著IP技術(shù)的發(fā)展與完善，AoIP技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，以IT設(shè)備為基礎(chǔ)，例如，交換機(jī)，進(jìn)一步構(gòu)建以及完善標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，可以制作更高質(zhì)量的音視頻信號進(jìn)行傳輸，從而保障廣大用戶的良好體驗。

1.AoIP技術(shù)定義與優(yōu)勢

1.1 定義與發(fā)展現(xiàn)狀概述

AoIP技術(shù)具體指的是數(shù)字音視頻信號，其依托IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，是一種低延時、非壓縮、專業(yè)的音視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)?，F(xiàn)階段，IP技術(shù)、以太網(wǎng)發(fā)展速度加快，這就意味著利用可靠的、成熟的以太網(wǎng)相關(guān)技術(shù)來對音視頻信號進(jìn)行傳輸將會成為現(xiàn)實；同時，AoIP技術(shù)也在不斷完善，特別是在廣播電視臺中的應(yīng)用場景日益增多，特別是在播控傳輸系統(tǒng)中常常能夠看到AoIP技術(shù)。以該技術(shù)為基礎(chǔ)的廣電播控傳輸系統(tǒng)，無論是音視頻信號的采集，還是傳輸、監(jiān)控等，均能夠在IP網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行。依托IP網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，音視頻信號可以實現(xiàn)自由交換，也就意味著已經(jīng)突破了信號單向傳輸這種傳統(tǒng)模式的局限性，而且能夠讓機(jī)房布線更加簡化，使得音視頻系統(tǒng)架構(gòu)的復(fù)雜程度更低，從而實現(xiàn)系統(tǒng)靈活性以及可靠性的提升。

對于該技術(shù)而言，在廣電播控傳輸系統(tǒng)中有著非常廣闊的發(fā)展前景，因為其靈活性、便捷性非常突出，能夠?qū)⑿盘栟D(zhuǎn)換成為AoIP方式?？紤]到大部分信號的路由可以利用網(wǎng)絡(luò)完成，因此可以將信號源以及目標(biāo)設(shè)備在中心機(jī)房進(jìn)行部署，這樣能夠?qū)⒅谱鳈C(jī)房、直播機(jī)房、總控機(jī)房設(shè)備的復(fù)雜程度有效降低，從而構(gòu)造更加安全、穩(wěn)定的播控出傳輸系統(tǒng)。

1.2 優(yōu)勢

第一，能夠最大化的降低網(wǎng)絡(luò)布線成本。基于AoIP技術(shù)的播控傳輸系統(tǒng)，其布線施工時間可以有效縮短、用線數(shù)量也可以減少等。相比于傳統(tǒng)音視頻電纜點對點布線方式而言，基于AoIP技術(shù)的播控傳輸系統(tǒng)更趨向于網(wǎng)絡(luò)化，將以太網(wǎng)作為傳輸載體，能夠在局域網(wǎng)內(nèi)部通過IP數(shù)據(jù)包的方式，對信號進(jìn)行高質(zhì)量、高效地傳輸。

第二，能夠提升傳輸效率。與傳統(tǒng)音視頻系統(tǒng)相對比，基于AoIP技術(shù)的播控傳輸系統(tǒng)是通過網(wǎng)絡(luò)對音視頻信號進(jìn)行高質(zhì)量傳輸，這就意味著傳輸距離不會受到約束。因為該技術(shù)可以通過多個信道進(jìn)行信號傳輸，從理論上來講，可以達(dá)到512個信道，由此可見，傳輸通道明顯比傳統(tǒng)音視頻播控傳播系統(tǒng)更多。以當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為基礎(chǔ)，對網(wǎng)絡(luò)組播功能進(jìn)行充分利用，不需要進(jìn)行大量布線，僅需要通過AoIP技術(shù)，就可以在多個目的地之間完成信號傳輸。

第三，輕松實現(xiàn)音視頻路由功能?；贏oIP技術(shù)的播控傳輸系統(tǒng)的音視頻信號傳輸將不會受到音視頻分配數(shù)量的限制，只要交換機(jī)上面還有接口，就可以將信號傳輸給任意只要具有AoIP接口的音視頻設(shè)備。這樣的播控傳輸系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)合之后，只需要通過簡單的設(shè)置，便能夠達(dá)到調(diào)度信號的目標(biāo)，并對傳統(tǒng)的音視頻矩陣功能進(jìn)行替代，可以充分突破傳統(tǒng)播控傳輸系統(tǒng)中“端對端”單向傳輸?shù)木窒扌裕煌瑫r，整個系統(tǒng)能夠根據(jù)實際需求進(jìn)行擴(kuò)展。

第四，可以實現(xiàn)高質(zhì)量的監(jiān)聽和監(jiān)控。從傳統(tǒng)播控傳輸系統(tǒng)來看，倘若要對系統(tǒng)之中的節(jié)點進(jìn)行監(jiān)聽以及監(jiān)控，那么就需要相應(yīng)地增加線纜、分配器等；同時，還需要配置信號采集設(shè)備，這樣才能達(dá)到預(yù)期的監(jiān)聽、監(jiān)測、監(jiān)控目標(biāo)。由此可見，如果要實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，就需要投入更多的成本和增加更多的設(shè)備與技術(shù)節(jié)點，不僅會讓系統(tǒng)更加復(fù)雜，而且會讓系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)更重。基于AoIP技術(shù)的播控傳輸系統(tǒng)，主要是利用音視頻路由功能來采集、監(jiān)控、調(diào)度音視頻信號，因此，必須要增加對應(yīng)的技術(shù)節(jié)點以及采集設(shè)備。這樣不僅能夠達(dá)到預(yù)期的遠(yuǎn)程監(jiān)控以及監(jiān)聽目標(biāo)，還能夠?qū)崟r對比和分析所傳輸?shù)囊粢曨l信號，這就為精準(zhǔn)定位故障節(jié)點提供了有價值的參考依據(jù)，不僅能夠預(yù)防和降低故障率，而且能夠提升故障處理效率。

第五，能夠節(jié)省專業(yè)聲卡。傳統(tǒng)的音視頻工作站、播出站等設(shè)備上需要配置專業(yè)聲卡，其目的是讓播放功能以及錄制功能更加可靠、高效、高質(zhì)量。在AoIP技術(shù)的支持下，能夠使用虛擬顯卡，也可以滿足工作站的實際需求。對于AoIP技術(shù)而言，與壓縮音視頻、互聯(lián)網(wǎng)流媒體不同，前者屬于專業(yè)音視頻領(lǐng)域，需要面對的是更加專業(yè)的系統(tǒng)以及音視頻設(shè)備，因此，會提供更加專業(yè)的音視頻信號的傳輸以及分配?；贏oIP技術(shù)的音視頻可以通過廣電工作站直接播出，而且能夠朝著網(wǎng)絡(luò)的各個節(jié)點以及設(shè)備提供質(zhì)量高、性能高的音視頻信號。簡單來講，用AoIP虛擬聲卡對傳統(tǒng)聲卡進(jìn)行替換，并與AoIP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，然后采集、調(diào)度、分配音視頻信號，可以基于多個渠道提升信號傳輸?shù)男逝c質(zhì)量。

2.廣電播控傳輸系統(tǒng)中AoIP技術(shù)的應(yīng)用

2.1 AoIP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

廣電播控傳輸系統(tǒng)對整個廣播電視臺的音視頻信號進(jìn)行分配、調(diào)度，包括直播機(jī)房、錄制機(jī)房等領(lǐng)域的音視頻信號源，需要進(jìn)行頻繁的切換以及播出；同時，還有一些轉(zhuǎn)播信號、外來信號，均需要進(jìn)行采集與分發(fā)。對傳統(tǒng)播控傳播系統(tǒng)而言，主要采用的是模擬信號傳輸，而實際傳輸?shù)倪^程中，必定會有耗損，特別是布線，將大量電纜合并時，將會有串?dāng)_的可能性，會對信號傳輸以及電源、設(shè)備等產(chǎn)生干擾?；贏oIP技術(shù)播控傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)@些問題進(jìn)行規(guī)避，整個系統(tǒng)的設(shè)計、維護(hù)、搭建、擴(kuò)充相比傳統(tǒng)方式更加簡潔。

以某廣播電視臺為例，依托AoIP技術(shù)設(shè)計和搭建播控傳輸系統(tǒng)，具體是與以太網(wǎng)進(jìn)行連接，并構(gòu)建出“星型”的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，設(shè)備包括音視頻路由器、音視頻切換器、音視頻矩陣以及核心交換機(jī)等。整個網(wǎng)絡(luò)采用主備雙網(wǎng)設(shè)計思路，目的是將兩臺核心交換機(jī)完全分離，使其能夠分別對接主網(wǎng)絡(luò)端口和備網(wǎng)絡(luò)端口。兩個交換機(jī)分別用于組建主、備用AoIP網(wǎng)絡(luò)，而主備網(wǎng)絡(luò)之間并沒有連接。值得注意的是，所有設(shè)備都具有雙網(wǎng)口，并配置獨立的、不同網(wǎng)段的IP地址。之所以進(jìn)行這樣的設(shè)計，其作用是當(dāng)信號在傳輸?shù)倪^程中，倘若其中一個網(wǎng)絡(luò)在某一個時刻出現(xiàn)故障，那么備用端口將會發(fā)揮作用，保障音視頻信號繼續(xù)穩(wěn)定傳輸。簡單來講，只要主備網(wǎng)絡(luò)中，其中一個網(wǎng)絡(luò)處于正常情況，信號就能夠穩(wěn)定傳輸。

對于核心交換機(jī)而言，采用的是網(wǎng)絡(luò)冗余、智能管理功能的三層核心交換機(jī)，交換機(jī)由主備電源模塊、主控板卡組、業(yè)務(wù)板卡組等方面組成，考慮到業(yè)務(wù)有變化的需求，因此，可以結(jié)合實際情況更換板卡。主備電源模塊用的是兩個UPS進(jìn)行供電，而且具有獨立性的特征，也就是說，只要任何一個UPS正常，交換機(jī)就不會因為電源模塊出現(xiàn)故障而影響正常運(yùn)作。核心交換機(jī)的業(yè)務(wù)板卡包括光纖接口模塊、網(wǎng)線接口模塊，對其進(jìn)行合理配置，能夠?qū)⒏髀肪W(wǎng)絡(luò)音視頻信號進(jìn)行充分匯聚以及分發(fā)。與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的設(shè)備都是具有雙網(wǎng)口的設(shè)備，并與主備用交換機(jī)相連接，廣播電視臺的直播機(jī)房、錄制機(jī)房配置有網(wǎng)絡(luò)攝像頭，并與主用交換機(jī)進(jìn)行連接。網(wǎng)絡(luò)音視頻路由器以及切換器均是擁有多種信號的物理接口，例如，模擬立體聲、AES、MADI、AoIP，并結(jié)合實際情況，將其在總控機(jī)房、各個直播房之內(nèi)進(jìn)行部署；同時，相關(guān)設(shè)備的主備網(wǎng)絡(luò)與主備用AoIP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。

以某地方廣播電視臺為例，整個技術(shù)框架采用的是“一主三倍”的形式，并合理部署在直播間總控機(jī)房內(nèi)部，具體而言：主音視頻傳輸鏈路是以數(shù)字音視頻AES為核心，而輔助的音視頻傳輸鏈路，則主要是以模擬以及MADI為主；同時，在AoIP技術(shù)的支持下，整個信號傳輸將會保障主備用設(shè)備。其中，基于AoIP技術(shù)的鏈路能夠?qū)σ粢曨l信號，例如，返送信號、轉(zhuǎn)播信號、延時前后的信號、主備播站的信號等進(jìn)行傳輸，這就充分體現(xiàn)出了AoIP技術(shù)模擬鏈條以及AES的優(yōu)勢。對于播控傳播系統(tǒng)的主要鏈路而言，為了保障其穩(wěn)定性以及可靠性，該廣播電視臺采用的是AES數(shù)字方式，該方式本身的穩(wěn)定性以及可靠性比較高，加之屬于專線專用，通常是不會進(jìn)行更改的，所以能夠保障信號穩(wěn)定、可靠、高效地傳輸。對于AoIP鏈路而言，因為是主播出鏈路的備份，所以還可以將其用于對各個節(jié)點信號進(jìn)行監(jiān)聽監(jiān)測，并根據(jù)實際情況，對信號進(jìn)行共享、返送以及分配，這就能夠充分發(fā)揮AoIP技術(shù)的靈活優(yōu)勢。關(guān)于播控傳輸系統(tǒng)音視頻流程（如圖1所示）。

圖1 播控傳輸系統(tǒng)音視頻流程圖

2.2 AoIP播控系統(tǒng)的功能應(yīng)用

2.2.1 虛擬路由與網(wǎng)絡(luò)矩陣

對于虛擬路由而言，相當(dāng)于是傳統(tǒng)音視頻矩陣，前者具有N個信號源輸入以及M個信號目標(biāo)輸出，即使只有一個信號源，也能夠被送去多個信號輸出；同時，對于同一個時刻輸出而言，通常是只有一個信號源進(jìn)行提供。基于管理系統(tǒng)的支持，傳統(tǒng)矩陣以及網(wǎng)絡(luò)矩陣均可以進(jìn)行音視頻路由和切換所介入的音視頻信號，例如，可以定時進(jìn)行切換，又或者是通過手動操作進(jìn)行切換，這樣能夠結(jié)合實際情況，確保播控傳輸系統(tǒng)各項功能穩(wěn)定運(yùn)行，保障信號分配和傳輸?shù)姆€(wěn)定性、安全性以及高效性。對于傳統(tǒng)的音視頻播控傳輸系統(tǒng)而言，如果要科學(xué)、合理傳輸以及分配音視頻信號，那么設(shè)備與設(shè)備之間，通常需要采用大量線纜進(jìn)行連接，不僅會消耗大量資源，而且整個系統(tǒng)架構(gòu)非常復(fù)雜，對于后期管理和維護(hù)而言難度很大。AoIP網(wǎng)絡(luò)矩陣與傳統(tǒng)矩陣相比，前者能夠結(jié)合實際情況合理擴(kuò)展。該矩陣依靠的是網(wǎng)線，便可以對信號進(jìn)行傳輸，整個布線結(jié)構(gòu)更加簡化，線材成本能夠大幅度降低，而且系統(tǒng)架構(gòu)也更加簡潔，能夠為后期管理與維護(hù)帶來便捷性。

2.2.2 AoIP技術(shù)在監(jiān)測管理方面的應(yīng)用

對于傳統(tǒng)廣電播控傳輸系統(tǒng)而言，若要在整個傳輸鏈路中實現(xiàn)信號監(jiān)測管理，并獲得各個環(huán)節(jié)真實、完整的原音視頻信息，就需要再配置更多的設(shè)備，例如，矩陣板塊、采集板卡等；同時，還要布置大量的電纜，這就會讓系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，甚至?xí)霈F(xiàn)監(jiān)測設(shè)備數(shù)量超過傳輸設(shè)備數(shù)量的情況。因為需要占用設(shè)備音視頻輸出端口，所以傳統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)與被監(jiān)測設(shè)備之間是相互獨立的，在這樣的設(shè)備環(huán)境下，整個信號鏈條即使出現(xiàn)異常情況，也難以快速判斷，也就會為故障維護(hù)帶來一定的困難。

在監(jiān)測管理方面應(yīng)用AoIP技術(shù)，則能夠解決上述問題?；贏oIP技術(shù)播控傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)Σコ鲈O(shè)備、傳輸設(shè)備等各個重要節(jié)點的音視頻信號進(jìn)行全面采集，再利用網(wǎng)絡(luò)矩陣中的虛擬路由完成調(diào)度與分配，就可以獲得AoIP網(wǎng)絡(luò)之中所監(jiān)測節(jié)點的信號，直接對信號進(jìn)行監(jiān)測以及監(jiān)聽，例如，可以精準(zhǔn)監(jiān)測到設(shè)備狀態(tài)、劣播、停播等情況，并通過系統(tǒng)發(fā)出報警，讓技術(shù)人員能夠快速找到故障點，可以為故障處理提供有價值的參考依據(jù)，從而提升故障處理效率與質(zhì)量，并確保節(jié)目能夠安全播出。在監(jiān)測管理中應(yīng)用AoIP技術(shù)，不僅能夠節(jié)省大量成本，還可以將安全隱患點有限減少，讓整個播控傳輸系統(tǒng)更加簡潔。

2.2.3 AoIP技術(shù)在慢錄與回溯方面的應(yīng)用

依托AoIP技術(shù)能夠錄制音視頻，以音頻錄制為例，可以通過Dante虛擬聲卡完成，簡單來講，將一臺電腦轉(zhuǎn)變成為一臺Dante終端機(jī)，這樣就能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)音頻進(jìn)行傳輸。對于音視頻而言，可以通過DanteController控制軟件，借助信號通道完成分配和調(diào)用。對于錄制與回溯功能而言，主要對播出的音視頻進(jìn)行實時錄制以及回溯展示。例如，將多軌慢錄軟件、Dante虛擬聲卡安裝在系統(tǒng)后臺的總控服務(wù)器之中，就可以對傳統(tǒng)專業(yè)聲卡進(jìn)行替代，并達(dá)到慢錄的目標(biāo)；同時，與網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)進(jìn)行集合，就能夠?qū)v史時段的音視頻信息在回溯界面進(jìn)行同步，有利于為技術(shù)人員查找、分析和處理故障提供有價值的參考依據(jù)。

圖2 改造廣電播控傳輸系統(tǒng)框架圖

2.3 AoIP網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)升級改造設(shè)計框架

如圖2所示，AoIP網(wǎng)絡(luò)音視頻路由器可以部署在直播機(jī)房、主控機(jī)房、發(fā)射機(jī)房，目的是讓整個信號傳輸路徑之中的各個節(jié)點聚集在AoIP網(wǎng)絡(luò)之中，這樣就能夠?qū)⑦@些音視頻任意路由到需要的節(jié)點，例如，監(jiān)聽、編碼、發(fā)射、監(jiān)測、慢錄，甚至可以路由到互聯(lián)網(wǎng)，然后按照路由需要的音視頻信號，例如，延時前后、音視頻處理前后、開路接收等需求進(jìn)行優(yōu)化。

基于AoIP技術(shù)的廣電播控傳輸系統(tǒng)，能夠?qū)⒉コ龉?jié)目的音視頻路由到其他音視頻系統(tǒng)之中，例如，辦公網(wǎng)系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)播出系統(tǒng)、錄音系統(tǒng)、融媒體播出系統(tǒng)，這就意味著可以有效拓展節(jié)目發(fā)布渠道。以某地方廣播電視臺為例，依托改造之后的播控傳輸系統(tǒng)，可以將直播間的調(diào)音臺、延時器以及總控機(jī)房的音視頻交換舉證、監(jiān)測平臺、網(wǎng)絡(luò)多選智能切換器等全部并入到AoIP網(wǎng)絡(luò)之中，以此為基礎(chǔ)，通過AoIP接口對需要的音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測以及采集，然后由AoIP播控傳輸系統(tǒng)作處理，便可以對播控傳輸系統(tǒng)所涉及到的軟件、硬件以及信號等方面進(jìn)行智能監(jiān)控。此外，經(jīng)過改造之后的播控傳輸系統(tǒng)，還可以融入大數(shù)據(jù)技術(shù)，對節(jié)目播出的相關(guān)信息進(jìn)行采集、統(tǒng)計、處理，可以對節(jié)目信息進(jìn)行深度挖掘，有利于提升節(jié)目的質(zhì)量。

3.結(jié)語

在廣電播控傳輸系統(tǒng)之中應(yīng)用AoIP，一方面，能夠?qū)⑾到y(tǒng)的運(yùn)行水平以及運(yùn)行效率充分提升起來；另外一方面，基于AoIP的播控傳輸系統(tǒng)還具有可擴(kuò)展性強(qiáng)、操作便捷等優(yōu)勢。對于廣電播控傳輸系統(tǒng)而言，AoIP技術(shù)的應(yīng)用將會是播控系統(tǒng)未來發(fā)展的一個主要趨勢，因此，應(yīng)該加強(qiáng)AoIP技術(shù)的研究，讓廣播電視臺之中的設(shè)備、系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)更大限度的內(nèi)容對接以及資源共享，這樣才能推動廣播電視臺朝著數(shù)字化、自動化、智能化方向?qū)訉舆~進(jìn)，從而保障廣電事業(yè)健康發(fā)展。