【摘要】長沙廣播電視臺廣播技術(shù)平臺已投入使用超8年，設(shè)備均存在不同程度的老化，給安全播出保障帶來了不小的壓力。本文以4臺IBS300智能音頻切換器為核心，通過局部改造升級，實(shí)現(xiàn)了對原有廣播技術(shù)平臺的智能化、自動化升級，完善了音頻監(jiān)測體系，并利用新增設(shè)備開啟AoIP小型組網(wǎng)，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的安全性和應(yīng)急處理能力。

【關(guān)鍵詞】安全播出；IBS300；AoIP；音頻監(jiān)測

中圖分類號：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.12.017

近些年來，傳統(tǒng)廣播電視的發(fā)展早已進(jìn)入寒冬，且暫無回暖跡象，各級廣播電臺在傳統(tǒng)技術(shù)系統(tǒng)上的資金投入顯得捉襟見肘。與此同時，伴隨著技術(shù)設(shè)備的不斷老化，整體故障率呈逐年上升趨勢，給廣播安全播出帶來了不小的壓力。在較少的資金投入下，如何確保其優(yōu)質(zhì)安全播出，是整個廣播技術(shù)行業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn)。本文介紹了長沙廣播電視臺以新增的4臺IBS300為核心，對現(xiàn)有廣播總控系統(tǒng)進(jìn)行的局部改造升級方案。

1. 現(xiàn)狀分析及解決方案

長沙市廣播電視臺共有4套廣播節(jié)目，整個技術(shù)平臺仍為傳統(tǒng)的數(shù)字音頻和模擬立體聲架構(gòu)，24小時不間斷運(yùn)行已超8年，設(shè)備均存在不同程度的老化，穩(wěn)定性下降，設(shè)備故障率呈逐年上升趨勢，特別是原有音頻切換器故障頻發(fā)，音頻監(jiān)測系統(tǒng)過于單一，隨著時間推移，市面上各類設(shè)備的更新或停產(chǎn)，維修需要的備品備件嚴(yán)重不足，一旦核心設(shè)備發(fā)生故障，隨時面臨著維修滯后或無法維修的局面，會給安全播出帶來極大風(fēng)險。同時，由于傳統(tǒng)廣電行業(yè)發(fā)展的萎靡，我臺在廣播技術(shù)系統(tǒng)上的資金預(yù)算也逐年減少，大規(guī)模技術(shù)升級改造在現(xiàn)階段根本無法實(shí)現(xiàn)。

面對困境該如何破局，為此，經(jīng)過多方考察比對，結(jié)合我臺現(xiàn)有實(shí)際情況，通過少量資金投入，采用分兩年新增4臺IBS300智能音頻切換器替換原有老化音頻切換設(shè)備，并調(diào)整相關(guān)音頻信號線路，對總控系統(tǒng)進(jìn)行局部改造升級，保障關(guān)鍵核心環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運(yùn)行。

IBS300是專業(yè)智能音頻切換器，具有高可靠性和高穩(wěn)定性的特點(diǎn)?？筛鶕?jù)不同使用需求選擇手動切換模式、智能切換模式、定時切換模式以及網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制等模式。通道1到通道8，優(yōu)先級逐步遞減。自動模式下，設(shè)備總是優(yōu)先選擇高優(yōu)先級通道作為輸出[1]。該設(shè)備具有冗余的AoIP網(wǎng)絡(luò)接口，雙網(wǎng)口可提供完全熱備的冗余音頻傳輸，同時也提供了獨(dú)立的監(jiān)測網(wǎng)口，可以滿足那些具有高安全性，需要保證音頻信號IP流穩(wěn)定傳輸?shù)南到y(tǒng)需求，信號傳輸和信號監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)相對獨(dú)立。

IBS300可根據(jù)不同的使用環(huán)境選擇不同的接口版本，根據(jù)實(shí)際需求，我臺選擇的是IBS300具有4路AES3數(shù)字音頻和4路模擬立體聲音頻輸入、4路立體聲網(wǎng)絡(luò)音頻輸入輸出（雙網(wǎng)口冗余備份）、2路AES和1路模擬立體聲輸出，使用AES3信號時，具備調(diào)電直通功能。

根據(jù)IBS300的特點(diǎn)，可充分發(fā)揮該設(shè)備的各項(xiàng)功能，通過必要的軟件支持完善監(jiān)測系統(tǒng)并實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，利用AoIP接口擴(kuò)展信號接入，讓信號調(diào)度更加便捷和多樣化，切實(shí)保障安全播出。

2. 基于IBS300硬件的改造流程

首先為方便記憶和統(tǒng)一管理，將4臺IBS300設(shè)備IP通過WEB頁面設(shè)置更改為連續(xù)的IP地址。八路輸入信號優(yōu)先級從高到低分別為主矩陣MADI信號、備矩陣AES信號、主矩陣AES信號、直播調(diào)音臺信號、備用直播間信號、內(nèi)部墊樂、中國之聲、融媒直播信號[2]，改造后的簡化信號流程圖如圖1所示。

圖1中，前4路信號為不同節(jié)點(diǎn)的直播信號，在調(diào)音臺正常的情況下，任一中間環(huán)節(jié)的設(shè)備故障或線路中斷都能由IBS300智能切換，第1路和第3路為延時器后信號，第2路和第4路為延時器前信號，預(yù)防信號傳輸中各節(jié)點(diǎn)設(shè)備和線路可能的突發(fā)故障。

第5路為備用直播間信號，我臺現(xiàn)有的直播間配置為4主1備，備用直播間平時播放音樂，用作IBS300日常的應(yīng)急音源，當(dāng)有直播調(diào)音臺出現(xiàn)故障信號中斷時，備用直播間緊急啟用，播放對應(yīng)頻率節(jié)目音源，通過IBS300的自動切換，第一時間恢復(fù)正常節(jié)目播出，比傳統(tǒng)矩陣切換或跳線的應(yīng)急方式更節(jié)約時間。第6路為設(shè)備內(nèi)部補(bǔ)樂，在WEB頁面管理根據(jù)不同頻率的節(jié)目類型上傳相應(yīng)的應(yīng)急音頻，作為極端情況下的應(yīng)急補(bǔ)樂。

IBS300可同時接入8路音頻信號，但在實(shí)際應(yīng)用中，單個廣播頻率節(jié)目的保障一般不需要這么多的接入信號，這時，多余的通道可用于應(yīng)急處理或信號調(diào)度。因此，我臺第7路選擇接入的信號是中國之聲，用于日常轉(zhuǎn)播的應(yīng)急處理，當(dāng)正在轉(zhuǎn)播時直播調(diào)音臺突發(fā)故障，通過IBS300的手動切換功能實(shí)現(xiàn)快速應(yīng)急處理。第8路為戶外融媒直播間信號，主要用于臺內(nèi)聯(lián)動直播并實(shí)現(xiàn)對該路信號的監(jiān)測。

在實(shí)際工作中出現(xiàn)突發(fā)情況時，特別是在重要保障期，過多的應(yīng)急方式往往會給技術(shù)人員帶來心理上的錯亂，也容易出錯，充分利用設(shè)備豐富的信號源接入和功能，盡可能利用IBS300處理各類突發(fā)情況，是一種不錯的選擇。此外，為預(yù)防設(shè)備自身的故障，我臺在IBS300主輸出通道上增加了無源任何一設(shè)備，作為必要時的應(yīng)急切換。

3. 監(jiān)測系統(tǒng)的完善

IBS300雖然有比較完善的信號處理功能，但設(shè)備本機(jī)在預(yù)警方面還存在一定的不足，比如日志記錄不夠全面，無法實(shí)現(xiàn)特定信號預(yù)警的個性化定制，無法連接大屏顯示彩條監(jiān)測界面。為此，我臺在獲得設(shè)備研發(fā)公司ControlMaster總控軟件部分授權(quán)后，使用工作站連接設(shè)備監(jiān)測網(wǎng)口，來彌補(bǔ)IBS300硬件設(shè)備在監(jiān)測預(yù)警方面的不足。

實(shí)現(xiàn)ControlMaster對硬件的監(jiān)測控制需要安裝SQL數(shù)據(jù)庫、IBS300服務(wù)程序、設(shè)備驅(qū)動程序和客戶端，因運(yùn)行服務(wù)較少，數(shù)據(jù)處理量小，普通計算機(jī)即可滿足需求，不需要服務(wù)器來支撐運(yùn)行。ControlMaster監(jiān)控客戶端就好比一張畫布，可以將需要監(jiān)測的信號單獨(dú)提取出來個性化拼圖顯示，也可以將整個設(shè)備預(yù)設(shè)界面提取出來運(yùn)行。我臺選擇的是后一種方式，通過客戶端提取的設(shè)備預(yù)設(shè)界面，不僅實(shí)現(xiàn)了對IBS300輸入輸出信號彩條的實(shí)時監(jiān)測，還能對設(shè)備的進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，信號應(yīng)急調(diào)度也更加方便（圖2）[3]。

通過ControlMaster監(jiān)控客戶端的預(yù)警功能的相關(guān)設(shè)置，根據(jù)不同信號源的不同監(jiān)測預(yù)警需求，便能實(shí)現(xiàn)對每路信號分時段的個性化設(shè)置（圖3）。使用日志查詢功能，便能快速實(shí)現(xiàn)對各類異態(tài)預(yù)警事件和設(shè)備操作記錄的溯源。

在我臺的實(shí)際應(yīng)用中，IBS300不僅是音頻信號切換設(shè)備，由于其涵蓋了各核心節(jié)點(diǎn)的信號和重要轉(zhuǎn)播信號源，也是我臺音頻信號監(jiān)測系統(tǒng)的重要補(bǔ)充，與另外的AM-32音頻監(jiān)測系統(tǒng)一起構(gòu)成了我臺音頻監(jiān)測預(yù)警體系的雙保險。

4. AoIP的組網(wǎng)與應(yīng)用

隨著AoIP技術(shù)的成熟和日趨完善，各類專業(yè)音頻硬件均配置有AoIP接口，AoIP已經(jīng)成為新建廣播技術(shù)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置，根據(jù)現(xiàn)有實(shí)際情況，我臺現(xiàn)階段無法投入大量資金進(jìn)行全系統(tǒng)升級改造，但隨著現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備的不斷老化，由于故障產(chǎn)生的必要設(shè)備更新還是存在的，如果這些設(shè)備的AoIP功能都得不到利用，也將勢必造成一些浪費(fèi)。因此，我臺以新增的4臺IBS300為基礎(chǔ)，開啟了AoIP的小型組網(wǎng)[4]。

我臺現(xiàn)有的IBS300設(shè)備輸入為4路AES數(shù)字信號、4路模擬立體聲和4路立體聲網(wǎng)絡(luò)接口（2個AoIP接口，互為主備），除必要的直播信號外，4臺設(shè)備的備播、央廣、融媒體信號均為同一信號源，如全部采用數(shù)字或者模擬信號，不僅上一級設(shè)備音頻矩陣接口數(shù)量不夠，且布線也非常麻煩。為此，我臺充分利用了IBS300的AoIP功能，4臺設(shè)備的公共輸入信號只需通過數(shù)字或模擬口接入一臺設(shè)備，再通過設(shè)備自身的AoIP接口傳輸?shù)狡溆嘣O(shè)備。

AoIP業(yè)務(wù)帶寬需求不高，100Mbps網(wǎng)絡(luò)至多可以同時傳輸58個通道的48kHz采樣、24比特量化的音頻流，千兆網(wǎng)絡(luò)中可以達(dá)到500多個通道。但AoIP業(yè)務(wù)對于網(wǎng)絡(luò)時延、帶寬、抖動和丟包的容忍度都很低，因此需要QoS機(jī)制來保證AoIP數(shù)據(jù)的正常傳輸。目前常用的IP網(wǎng)絡(luò)QoS服務(wù)模型有以下三種：盡力服務(wù)模型、綜合服務(wù)模型和區(qū)分服務(wù)模型。在AoIP網(wǎng)絡(luò)中，我們常使用區(qū)分服務(wù)模型（DHCP）的加速轉(zhuǎn)發(fā)行為（EF）作為QoS服務(wù)機(jī)制。

區(qū)分服務(wù)模型也被稱為差分服務(wù)模型，意思是提供有差別的服務(wù)。區(qū)分服務(wù)模型中，網(wǎng)絡(luò)中的流量可以根據(jù)各種業(yè)務(wù)被分為多個類，IP報文中的服務(wù)類型字段可以被標(biāo)記為不同的優(yōu)先級。在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中，不同的類會享受不同的優(yōu)先級處理，從而實(shí)現(xiàn)差分服務(wù)。同一類型的業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中會被聚合起來統(tǒng)一發(fā)送，以保證相同的延遲、抖動、丟包率等QoS指標(biāo)。目前AoIP常用的區(qū)分服務(wù)分類標(biāo)準(zhǔn)是IETF于1998年發(fā)布的差分服務(wù)代碼點(diǎn)（Differentiated Services Code Point，DSCP）標(biāo)準(zhǔn)[5]。

我臺在實(shí)際組網(wǎng)中，利用總控原有的華為S5700三層交換機(jī)，劃分出兩個Vlan，Vlan2用于IBS300及總控相關(guān)設(shè)備的監(jiān)測與控制組網(wǎng)，Vlan3用于4臺IBS300和1臺用于信號切換的工作站組網(wǎng)，并在Vlan3中啟用各接口的DSCP功能。這樣，就保證了AoIP傳輸網(wǎng)絡(luò)的獨(dú)立性和穩(wěn)定性，不被其他網(wǎng)絡(luò)廣播消息干擾。

成功組網(wǎng)后，我們還缺少AoIP的切換工具，因IBS300全面支持Dante協(xié)議，在這里，我臺選擇了免費(fèi)的Dante Controller控制軟件，將安裝Dante Controller軟件的計算機(jī)與IBS300 AoIP口的IP地址設(shè)置在同一網(wǎng)段，軟件就能自動識別所有的支持Dante協(xié)議設(shè)備。在時鐘同步方面，因IBS300自帶同步功能，軟件將會自動識別其中一臺設(shè)備主時鐘，其他設(shè)備為從，從而保證AoIP信號的同步，同時，設(shè)備的AES3輸入信號都會經(jīng)過采樣率轉(zhuǎn)換器（SRC）重新被內(nèi)部采樣時鐘采樣，并與AoIP時鐘進(jìn)行同步。在這里需要注意的是，設(shè)備組網(wǎng)前，需要對設(shè)備名稱和IP地址提前設(shè)置，確保所有的設(shè)備在軟件中顯示的名稱不會重名，IP地址沒有重復(fù)且在同一網(wǎng)段。軟件設(shè)置好后，就能在Dante Controller里通過AoIP通道實(shí)現(xiàn)IBS300所有接入信號的自由調(diào)度，讓設(shè)備擁有了一定的矩陣調(diào)度功能（圖4）。

5. 結(jié)束語

本文介紹了IBS300智能音頻切換器在我臺的實(shí)際應(yīng)用，在強(qiáng)化安全播出的同時，也是對現(xiàn)有音頻監(jiān)測系統(tǒng)的補(bǔ)充，同時利用設(shè)備的相關(guān)功能，實(shí)現(xiàn)了AoIP的小型組網(wǎng)，信號調(diào)度更加靈活，應(yīng)急處理能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)，也為以后新上設(shè)備AoIP功能的利用打下了基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)廣播電視創(chuàng)收遭遇大幅下滑的今天，資金緊缺已成為普遍現(xiàn)象，大規(guī)模的技術(shù)系統(tǒng)改造升級在各級廣播電臺都變得非常困難，但隨著技術(shù)系統(tǒng)的不斷老化，安全播出的風(fēng)險也在不斷增大，因此，投入少量資金進(jìn)行小規(guī)模技術(shù)改造，保障核心環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運(yùn)行也是一種不錯的選擇。

參考文獻(xiàn)：

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