广播智能化总控系统设计

舒启辉

潮州广播电视台

广播智能化总控系统设计

舒启辉

潮州广播电视台

随着广播技术快速发展，总控数字化、网络化、智能化已成为广播电台播控中心阶段性发展的一种趋势。2012年下半年开始，潮州人民广播电台抓住搬迁新大楼的历史契机，进行酝酿建成一套包括音频信号监测、设备状态监测和智能化故障分析、报警、控制在内的全流程、智能化总控系统。

1 系统设计思想

1.1 建设播出信号的安全传输通道，保证信号在任何情况下的畅通无阻。

1.2 实现数字音频矩阵和网络矩阵的双矩阵结构，并实现自动切换。

1.3 系统具有网络化监视监测功能，能对关键节点的音频信号的实时监测、监听。能对系统故障进行智能化故障分析和判断，实现故障状况下的紧急处理。

1.4 通过矩阵和网络，实现机房和机房之间的播出信号、各种转播信号、节目输出信号灵活自如地调入、调出和交换分配。

2 系统技术架构选型分析

随着通信技术、计算机网络技术与音频技术相互融合，音频系统的集成出现了朝着数字化和网络化方向发展的趋势。CobraNet是一种基于以太网的综合硬件、软件和通信协议为一体的网络音频实时传输技术，它通过标准以太网硬件和媒介为未经压缩的数字音频提供可靠传输。本系统中，拟采用网络音频矩阵和数字音频矩阵为核心的双矩阵结构，以确保系统具有高度安全性、先进性、可靠性和智能化。

2.1 先进性

①系统使用的CobraNet技术是采样时钟同步、建立在链路层，不会出现上溢下溢的问题。系统可以精确的对信号的物理链路、传输协议和音频信号的参数，进行实时的分析和编解码。

②网络音频矩阵采用分布式的结构，由6台音频路由器组成网络智能化总控系统，它采用CobraNet技术能方便地对数字音频信号进行调度、实时传输。同时能对关键节点的音频信号进行监测，包括直播间信号、转播信号、卫星信号。提供对各个机房的设备状态和视频监视信号进行联动显示、能对系统故障进行智能化故障分析和判断，实现故障状况下的紧急处理。

③系统设计自动控制功能，系统软件集监测和控制为一体，是统一控制矩阵，可以精确地掌握各个设备的内部切换关系，准确地分辨故障源点和受影响故障点。

2.2 安全性

①采用双矩阵结构，关键设备有主备冗余和自动切换，能确保播出信号的安全传输；有完善、可靠的身份权限验证机制。

②系统结构简单，直播间播出的信号，不管是数字信号，还是模拟信号都能在系统中不同路由传输，能确保非常极端情况下信号传输的安全。

③系统核心功能采用无中心设计，系统中任何一台设备的死机都不能影响到系统核心功能（报警和应急）的正常操作和使用。系统由于采用IP技术，可以采用多台计算机操作并实现高可用性。

2.3 可扩展性

系统设备音频接口标准完全满足国家标准，网络同时采用通用的流媒体技术实现，软接口规范采用标准的XMAL格式和SOAP协议等。可以根据需要对整个系统进行多层和多信号的监控。系统内所有设备，所有的信息和控制命令，可以通过网络进行传递，便于系统的扩容以及和其他系统的兼容。

3 系统主要组成部分设计

3.1 音频矩阵系统

本系统包含了16X16数字音频矩阵、网络音频矩阵、数字有源音分等一系列设备。音频矩阵配置手动控制单元，可通过MIDI接口方便地实现对矩阵控制，尤其是在控制工作站发生故障的情况下，可以继续通过手动控制单元控制矩阵稳定工作；而且提供有编程控制软件，具有可预先设置好切换节目单，根据标准时间，按照节目运行表控制矩阵自动切换；可用快捷键预先设置快捷切换控制；可浏览全天的节目切换情况，对系统的运行状态一目了然；可随时根据需要，对通道用切换命令进行切入和切出，以减轻值班人员的劳动强度和出错的概率。同时，由6台音频路由器组成网络矩阵，播出音频数据流通过使用固定、延时极低的CobraNet技术在网络中传播，每台音频路由器具有两个热备份CobraNet网口，分别连接到两个独立的以太网交换机上，无论是交换机故障、网线或网口故障，都可以0秒主备切换，音频信号不会有任何中断，它和主控播出链路真正无缝衔接。

3.2 信号输入输出系统：

包括直播室、录制室、外来转播信号和卫星信号、电视音频信号，以及音频信号送往调频发射台、转播台、有线电视网络平台及网站机房等。

①经过音频延时器的数字（模拟）PGM信号：

直播室来的播出延时信号，经数字跳线盘、数字无源音分后，一路送音频矩阵系统，做信号调度分配后，作为智能音频四选一正常输出的主用信号；一路信号经音频路由器在网络传播，再由网络音频转化成数字音频，成为音频四选一的一路输入信号；模拟PGM音频信号经跳线盘后直接作为音频四选一应急信号源。

②调音台输出的数字（模拟）AUD信号：

该数字信号经数字跳线盘后送往备用音频矩阵，作为直通的信号源，用于外送广播车或其它不需用延时的场合。

③信号输出系统：按需求送往各个发射或转播的机房。

送到西湖山发射机房的信号传输在原有光传输机的基础上，增加以太网音频CobraNet传输系统，与原有的传统光纤和微波传输技术，组成互为备份的异构传输方式，增强传输的安全性。同时，利用CobraNet对传输设备进行监测监听及智能报警。

采用网络音频矩阵方便系统的扩展，在发射机房增加音频路由器、交换机、工作站及配套软件等设备，不仅能实现主控机房到发射机房音频信号的多途径传输，而且能在总控机房上选取发射机房三套节目经音频分配器后回传的信号进行监听、监测，进一步确保广播节目信号的安全传输。

3.3 转播信号和卫星信号接收系统

由卫星接收信号、光纤微波传输、无线3G及电话传输、IP及因特网传输等系统组成。前期先调试安装好卫星接收信号和TV信号，上述模拟信号通过AD或音频路由器转换成数字信号，同时送入数字矩阵和网络矩阵，送入直播室作为播出信号源。

3.4 应急切换系统

在系统中，我们除了使用智能四选一切换设备外，还使用三组跳线盘和热备音频矩阵，直播室信号、通路中重要信号接入输入输出跳线盘，一旦整个系统或系统中某个设备发生故障，可根据实际情况进行切换或跳线，跳过所有环节，信号直接从直播调音台或应急音源输出进入传输通路进行播出，如当矩阵发生故障，矩阵的音频通道无法正常传输信号，跳线盘能够抛开矩阵，跳线直接输出。

3.5 以太网音频CobraNet技术的网络总控软件

①X/Y Controller切换控制模块软件

能对音频矩阵、网络音频路由器等进行传统的交叉点切换控制，也支持列表切换，按时间表对矩阵、网络音频路由器系统进行自动、半自动或手动的切换控制，跨设备统一控制，支持宏（MACRO）的定义与执行。

②视、音频监测、报警模块软件

采用统一的监控面板的方式，对系统中的各个音频信号进行监测与监听，对各个视频信号进行监看，对各个传感器信号进行实时监视与监测，对各个设备状态进行监控。该模块包括强大的系统图方式的信号与设备监控，并提供智能程度很高的故障自动定位判断，在故障自动定位判断的基础上自动选择事先规划好的预案，实现快速故障处理。

4 结语

广播总控系统是我台新广播电视大楼技术搬迁的重点工程，它不仅是我台广播节目实现数字化传输、智能化监测的核心枢纽，更是我台未来几年技术发展的基础和重要平台。这将为迎接DAB广播时代的到来打下良好的数字音频网络平台基础，而智能化总控将成为广播电台内部交换网的核心与外部网接入电台内部网的接口，使电台总控人员能方便、高效、科学地管理与控制播出相关设备，为广播电台安全播出提供了极其重要的保障。

10.3969/j.issn.1001-8972.2013.06.047