基于IP网络化的剧场内通系统标准体系研究

李真，南洁，赵雪均，杨谦逸

(中国传媒大学自动化系，北京100024)

1 概述

剧场内通系统是一套辅助剧场人员筹备演出、保证演出顺利进行的通讯设备[1]。目前，国内外对声、光、电等所有信息未能以数字形式汇总，使舞台监督一目了然。随着数字化设备的不断发展，将来舞台监督应能在数次彩排过后，确定出一场演出的自动调度模型[2]。

由于剧场内通系统随着剧场现代化程度不同，选用了不同技术和不同厂家的产品，导致了技术标准不统一、技术路线不一致。传统舞台监督、对讲系统由于各厂商的标准不一，用户无法根据需求选择不同厂商的产品。因此，剧场内通系统标准研究是一项空白，需要在关键技术研究和应用的基础上，制订出一套有关剧场内通系统标准体系，能够为现代剧场内通系统的应用示范和产业化奠定良好的基础，更好地为剧场监督与调度服务。我国剧场监督调度工作起步较晚，标准化体系结构、层次还没有清晰呈现出来，需要建立一个科学、合理而完善并与国际接轨的剧场内通系统标准体系，有利于我国剧场内部通讯领域的规范化发展。

2 网络通信标准化的现状分析

实现基于IP网络化的剧场内通系统主要通过网络通信技术实现，所以研究IP网络化的剧场内通系统标准体系时也要参考现代网络通信技术的相关标准。而目前网络通信标准研究主要体现在网络通信服务质量的研究上。

2.1 国际网络通信标准化现状

鉴于服务质量问题在网络通信发展应用中的重要作用与地位，国际上多个标准化实体均在该领域内展开了研究工作，其中包括ITU-T，IETF，ETSI，3GPP等，通过这些组织的工作，目前已经取得了一些基础性的研究成果。在ITU-T的研究组织中，SG2、SG4、SG9、SG12、SG13、SG16等研究组的研究工作均涉及服务质量问题，其中以SG13所提出的Y.1540规范了基于IP网络的网络性能和服务质量事件、参数的框架。2004年，SG13初步形成了“分组网络服务质量参考体系结构框架”标准。ETSI设立有一个独立处理服务质量问题的团队——语音处理、传送和质量技术委员会。目前ETSI已经发布了多种与服务质量有关的出版物，如ETR003(关于服务质量和网络性能的一般方面)，ETR138和TIPHON(服务质量参数、定义和测量)等。

2.2 国内网络通信标准化现状

国内对服务质量问题的研究主要出于跟踪、引进与消化吸收阶段。基于ITU-T和IETF的相关标准，我国电信标准协会与交换标准技术委员会已研究制定了“IP网络技术要求、网络性能参数与指标的行业标准”，该标准规定了IP网络性能和可用性参数的指标，是当前国内IP网络工程、工程设计以及相应设备的引进和开发的技术依据。

3 基于IP网络化的剧场内通系统架构

基于IP网络化的剧场内通系统的网络架构设计以系统需求为依据，根据系统设计原则进行研究。

图1 基于IP网络化的剧场内通系统网络架构图

如图1所示为整个剧场内通系统IP网络化集成后的系统连接图，主要分为有线内通部分，无线内通部分，公共广播部分以及调度中心部分。各部分的终端最终都通过网线连接在交换机上，以IP包的形式进行信息交换[3]。其中，调度中心使其核心部分，主要分为调度台和服务器。而有线、无线内通部分的主要设备是有线、无线基站和耳机。广播系统中数字功放是其重要设备。而中间设备主要有路由器和内通矩阵。本标准体系的研究主要从以上设备的功能要求、性能要求、技术参数等要求入手，结合网络的性能、参数指标制定出一套基于IP网络化的舞台监督调度内通系统标准规范。

4 基于IP网络化的剧场内通系统标准体系的构建

基于IP网络化的剧场内通系统标准体系以系统的组织架构为基础进行研究，分别针对系统中的四个部分制订相关技术要求标准。IP网络化的剧场内通系统标准体系的架构如图2所示。

图2 基于IP网络化的剧场内通系统标准体系的架构

基于IP网络化的剧场内通系统标准体系分为六个部分。

4.1 调度中心标准

本部分规定了监督调度台的功能要求，服务器的服务功能、管理功能和性能要求。其中性能要求包括服务器的处理能力以及其必须符合的性能指标。本部分标准首先从系统的核心——调度中心进行规定，是系统整体规划和生产的依据。

4.2 前端系统标准

本部分规定了前端系统即内部通讯系统部分和广播部分的设备功能技术指标。对前端系统的规定主要体现在前端设备有线通话基站、无线通话基站、耳麦以及数字功放的功能要求及其技术要求。设备性能要求主要涉及采用何技术、频率范围、加密技术、供电要求及失真率等。本部分标准是生产厂家生产相应设备所遵循的依据。

4.3 设备标准

本部分规定的是系统中间连接设备的功能技术标准，中间连接设备主要包括网络中的所有路由设备以及内部通讯中的中心矩阵设备。针对路由器，主要规定其设备容量、设备处理能力、路由器丢包率、吞吐量、时延等内容，针对中心矩阵，标准主要规定其重要的技术参数，如音频输入标准、音频比特率、信噪比等。

4.4 传输网络技术标准

本部分规定了系统中的所有网络传输技术标准，包括网络传输协议、音频传输协议、音频编码标准以及信令控制协议等[4]。本部分标准协议针对的是系统中需要对音频和信令处理的所有过程。所以无论是产品设备还是系统的搭建都要遵循本部的协议标准。

4.5 网络通讯指标标准

本部分规定了通讯网络中不同层次的各项指标标准，主要分为业务层、控制层以及IP层[5]。具体来讲，规定了业务层中不种类的音频和数据的传输标准，并且对IP语音通讯中的呼叫建立时间、传输时延、通话质量等标准进行了明确的规定；规定了控制层中媒体协议的传输时延、丢包率、抖动等指标；规定了IP层中IP包传输的各项指标。本部分规定的内容大多是剧场内通系统的服务质量标准，是本标准的重要部分。

4.6 安全技术标准

本部分规定了系统安全的各项标准，具体有物理安全、通信网络和信息安全、运行安全三方面标准。主要包括电源、电磁兼容、设备安全；信息安全、数据保密、网络传输安全；安全监控、安全审计、恶意代码防护、应急处理等指标标准。

5 结论

本文在IP网络化的剧场内通系统的基础上，结合系统功能、产品性能以及参考现有的网络通信服务质量指标，提出了IP网络化剧场内通系统的标准体系的架构。建立IP网络化的剧场内通系统标准体系能够为行业提供明确的依据，以实现舞台监督调度内部通讯领域的规范化，为后续制定剧场内通系统的标准规范奠定了基础。

[1]国家大剧院舞台技术部音响组.国家大剧院舞台监督系统[J].艺术科技，2008，(1)：45-49.

[2]陈威旋.浅谈内部通话系统的发展及实践心得[J].信息通信，2012，(3)：229.

[3]李真，赵雪均，杨谦逸，周亦琛.舞台调度内通系统IP 网络化方法的研究[J].中国传媒大学学报(自然科学版)，2014，(1)：19-22.

[4]李建东，IP网络QoS的研究现状[J].西安电子科技大学学报(自然科学版)，2002，(2)：163-168.

[5]赵其刚，王建成.NGN运营网络及其QoS问题[M].成都：西南交通大学出版社，2008.