AoIP技术在广播总控中的技术优势研究

沈宇平

（云南广播电视台，云南昆明 650000）

0.引言

如今，广播总控已然成长到音频信息化与监测网络化的程度，但是以往的音频信号输送以及固定节点的运行模式，无法实现灵活调度及拓展信号，并且总控项目在布局建设中还会用到较多的线缆。而在以太网及IP手段逐渐成熟中，将二者优势整合起来的AoIP技术，慢慢运用到广播总控中，其能把不同的音频信号全部以IP形式呈现，以便完成输送调度及内部检测，统一管控网络空间中的系统设施。

1.广播总控系统

总控系统在播出链路中起到关键性的作用，主要功能有：完成信息化输送、智能式切换和网络化管控；可以切换和分配台网播出的节目内容，并向发射台输送播出信号；向关联的直播室与录制室，发送音频源信号，借助系统矩阵，指导传输方向；支持视频监控；监测及监听直播室、信号发送前与传送中，整个过程均具备网络化的特点，并且支持后期慢录。以往常规的广播总控系统实际运行中，重点面向模拟化及数字化的装置，利用切换音频信号的处理操作获取所需的控制功能，其中具有关键性作用的是音频矩阵。而为保障运行过程的稳定性、安全性，会建设冗余结构，把所有音频信号统一放置在矩阵中。此种运行结构需要面对不能完全兼容的问题，比如信息交换、输送接口及信号格式等，这会干扰成节目信号传输与下达指令等操作的流程性。同时，在以往的总控系统中，需要部署大量分配音频的装置，不仅影响信号指标、增加形成异常的故障点，还不支持节目内容信号的网络化输送与交换，而且点对点的传输间距不能太长。另外，系统设备的部署位置比较近，假设核心设备出现故障，容易波及到其他模块。而且数模转换与音频分配装置数量多，链路交叉复杂，提高故障风险率。鉴于以上缺陷，广播总控系统一般出现异常时，不能准确、快速锁定故障位置及应对修复[1]。

2.AoIP技术有关概述

2.1 核心技术

AoIP是依托于以太网，利用IP数据形态，支持不间断传送高质量、保真的音频，此处的音频，采样率超过44.1kHz，16bit的量化编码，音质至少达到CD的标准。为保障能通过以太网实现低延时、高质量的音频传送，运用OSI模型网络层，完成传输动作，同时借助IP网络宽带，达到多播的效果，提高音频内容配置的灵活度。同时，基于AES67与AES70规范化协议，前者负责AoIP的信息传送、编码成流、时钟同步等部分；后者是对媒体网络构建能够被量化的控制协议框架，仅开展监测及控制，不负责传输流的环节。简言之，前者只传不控，后者只控不传。在二者的标准化约束下，给AoIP技术运用于音频传送及监测环节，提供必要条件。

2.2 技术特点

AoIP应用于常规局域网中，借助IP手段，持续压缩音频信号和品质的情况下，完成高品质传送。根据常规IP网络协议，能在千兆网络环境中，至少传送到数百条链路，并且在配置较少交换机的条件中，就可以完成庞大信息的路由分配，而且借助QOS技术，能保障传送的数据包拥有优先等级，进一步确保音频信息的质量。该项技术特点体现在：

利用既有以太网，完成庞大音频信息的分配输送，千兆网络条件能容纳400余个通道，信息管理、监视、控制等，都比较便利。系统总体部署简单、清楚，可以根据节目播出设计情况，灵活改变播控装置的数目，尤其是对运行规模偏大的总控系统来说，前期部署成本费用明显减少。而且因为AoIP是将以太网作为传输媒介，把以往节目制作、日常办公及播出等环节各自独立运行的模式完全打破，播出节目信息能借助交换机，发送至既定的托管平台，达到数据互联的效果。AoIP应用中，还能使用虚拟声卡，该特点被广泛运用在音频与慢录工作站中。和以往的广播总控系统相比，由AoIP构建的系统，能在辅助较少成本代价的前提下，完成音频信息双网备份与异地备份。并且支持对总控系统中的重要网络节点，实施全面的监测，彻底提高发现播出事故以及排除故障的速度，加强总控系统安全性。通过实践应用情况来看，AoIP技术的灵活性特征突出，这是由于以太网本身的实用性优势，为信息传输创造良好的基础条件，保障信息管控及操作的便利性。并且把以太网当作核心基础能够深度发挥其优势，使无线节目的播出与制作等可以实现持续创新。处于建设中或是建设后的广播总控系统，在节目策划发生明显调整时，无需另外增加频道方面的建设，完全能兼容不同类型的数字装置，比如路由器，确实达到控制成本的目的[2]。

3.广播总控中AoIP的应用技术优势

3.1 实现多处传输

互联网数据时代的到来，诸多类型的网络装置得到繁荣发展，实际投入的建设费用处于持续走低状态，这给各个领域之间的进一步融合创造有利的环境。和最初的广播总控音频线缆部署相比较，AoIP的加入，将“点对点”的模式，转变成网络化布局，该种布线形式可以大幅度降低资源投入量，比如建设人工、线材使用量等。基于网络化结构形式，AoIP技术出现，在广播总控系统中运用，对于既有网络结构不会带来干扰性影响，反之，还会提高音频信息的传送效率。此项技术优势的形成原因是：AoIP可进行多通道的信息传送，并且通道数量超过以往的音频装置，后者一般仅有10余条通道，理论上前者可以容纳数百个。同时，AoIP具备网络多播功能，这表示能在不占用其他宽带的前提下，完成音频节目信号的传送任务，不仅是广播电台间的信息共享，还可以和电视台及发射台等多处进行传输。由此来看，在目前的网络化结构中，在AoIP支持下，无需建设复杂线缆体系就可以将音频信号实行多处网络传输。

3.2 智能化的监控

在广播系统中，把直播间演示器与总控交换矩阵、检测平台与调音装置等都与AoIP连接，利用其接口将有待监测的信息统一归纳起来，而后借助既有监控平台完成信息的进一步处理，达到对广播总控系统的全面监控。从此不难发现，智能化的监控机系统是依托于互联网，采集AoIP网络里的音频信息，继而管控全部广播总控节目音频信号的品质，既支持不间断监听不同节点的信号内容，又可监听到任意节点的声音内容，这样能帮助相关工作者，便捷、完整地记录和节目有关的各类信息。而且工作人员也能利用移动终端对数据资料进行保存及处理，方便后期继续剖析节目内容，保障音频品质。另外，当前的AoIP可以和熟知的大数据手段联合运用，既可以监测到总控机房中所有硬件的工作状态，完整记录系统程序的报警信号，又可以全方位了解机房的运转情况，更为关键的是，通过和大数据相结合生成建模公式，提高分析报警数据的准确性，辅助系统设备维修技术员，快速锁定异常点，优化维护成效与及时性。总体来说，AoIP联合大数据手段有利于相关工作者快速、精确评估系统当前状态和报警信号，既能使系统运维得到有效保障，又支持自动报警，进一步降低广播总控的风险率，保证技术工作者的生命安全，加大对运行系统的管控力度[3]。

3.3 实现同步系统

广播总控系统在实践运行中，主要是利用AoIP实现同步系统，而这也是AoIP的一项重要技术优势，其可以在一个相通网络空间内，发送音频及控制信号。与此同时，在相应的信息传输期间进行独立运行，弱化音频数据包对其的影响，并且对其他音频内容，不会发出任何负面干扰。再加上利用QOS确保网络时钟的同步性，防止在系统同步运行期间出现抖动的情况。比如说，AoIP实践运用时，相关工作者完全能够“依赖”AoIP时钟同步的优势，将其当作整个系统装置的主要时钟标准源，继而保障系统中所有信息的实时传送，使数据发送效率达到理想化的程度，确保系统运行的准确性。音频信息传输期间，系统中的其他单元可以同时获得数据信号，并且在机房系统工作中也能使用主要时钟对应源信号。在此期间，如果系统内部不能获取到有关信号，也能以备用时钟作为标准，支持数据获取，优化总控系统的利用率。AoIP的核心技术就可以实现对系统的全面控制，并能优化系统运行的平稳性与兼容性，这在科技研发领域中同样拥有明显的技术潜力优势。比如，虚拟环境中，AoIP的所有功能都可正常使用。综合上述所言，AoIP也在持续更新及优化中，逐渐走向成熟，今后广播总控系统同样会朝着全面运用AoIP管控的方向建设。该类系统的功能实现主要是借助主要和备用交换机的核心作用把音频信号和硬件装置状态的监控信息，通过IP化的形式完成监视、输送及调度。

3.4 提高系统效率

AoIP在提高系统效率上的技术优势体现在2个方面，即管理效率和信息获取效率。

其一，系统管理效率。AoIP运用重点是构建总数据库，其功能具体涉及：（1）合理、全面调配系统部署的所有设备资源。（2）灵活切换和调试系统中的路由器。（3）可以检测系统工作状态，如果识别到异常信息，立刻发出预警信号，强化系统总体的稳定性。为达到该效果，需在对应目标设备处确定具体的接口，而后选中适宜的报警参数，系统自动配置，双击启用键后，会提示预警成功。此外，AoIP还拥有监听及点播等操作，实现管控音频节目。（4）工作者的职能和操作权限，能被统计分析管理。总的来说，AoIP拥有创新性的技术架构，如今已经被大范围运用到广播总控系统中。实践运行期间，具体是借助分离音频信号的方式，完成系统管控，给后续的管理操作构建良好的基础环境。通过对AoIP发展过程的研究来看，其使用范畴始终保持稳步扩大的态势，借助AoIP能远程监控音频硬件。比如，倘若播出调音台处设有AoIP接口，如果遇到紧急状况，广播总控能立即接手调音台输送与分配母线的工作，并且AoIP会同步解决系统中的异常。如果因为播出链的问题使网络信号中断，通过AoIP能把任一信号输送至故障点，相当于备用电源，等到供电恢复，仅需将系统程序全部启动即可，其中的备用服务器能负责慢录制作。在配置成功后，开机启动，登录系统软件，便能使所有通道恢复到原本的状态。同时，AoIP能不间断对比音频信息，通过既有接口形成完整的检测网络环境，由此把链路内的若干音频进行汇总，借助设定算法，得到削波与延时状况等信息。如今，AoIP在对讲装置中广泛使用，可以灵活调整总控和播出时间，并把组内全部节点当成广播对象，支持总控室和导播室、直播室之间开展单方及多方的通信，很显然，AoIP提高管理效率。

其二，信息获取效率。在AoIP逐步完善中，广播总控系统可以实时、不间断地采集信息，这主要得益于AoIP可以在网络环境中同步时钟与传输音频信号，同时能使运作模式相对独立，凭借时钟输送协议防止对单一音频数据包的处理形式产生严重依赖，加强总控系统广泛包容性和抗干扰性，保障其平稳工作。另外，立足于QOS，AoIP可实现系统准确运行的同时，不被外界干扰[4]。

4.AoIP技术的应用展望

在AoIP逐步完善与普及应用中，以其为中心的生态系统也已经建成。目前，部分广播混频装置上已加设AoIP的接口，并且在音频矩阵领域中也有使用。在广播行业中，其他辅助性装置也时常运用此项技术，利用虚拟声卡就能完成安装，仅仅在相应工作站安设驱动程序便可利用既有适配设备和AoIP进行网络连接。从此可知晓，音频行业中AoIP拥有广阔的应用前景。

5.结语

AoIP是利用构建一个高效、稳定的音频输送网络将有关的设备信号统一归纳到相同网络中，支持使用管理。根据上文的分析讨论，AoIP在网络通道监测、同步性、兼容性等方面均有突出的技术优势。因而，对广播总控实施AoIP化改造更新，能实现控制系统部署成本、提升信号管理与监测实时性，进一步推动总控系统的现代化升级，加深系统运行、管控中的网络化与智能化程度，为广播事业发展提供技术帮助。