AoIP 技术在广播电台播控系统中的应用实践

于兆坤

（大连新闻传媒集团，辽宁 大连 116000）

0 引言

作为广播服务体系的中心，综合控制系统承担着播出信号的转换、调度、路由分配以及播出监测等功能，是确保播出安全的关键。在新媒体科技飞速发展的今天，广播电视正在逐渐实现 “媒介整合” ，这就要求其从满足传统广播节目的需求，向多元媒体播出平台转变。但是，在实际应用和安全上，常规的广播播出与总控制系统架构已经难以适应不断改变的广播电台需求，必须利用新科技来对体系架构进行重新设计。

1 AoIP 技术概述

网际互联协议化音频（Audio over Internet Protocol，AoIP）是目前国际上最受重视和广泛使用的一项重要技术[1]。AoIP 是基于互联网、以44.1 kHz采样率为基础、具有不低于16 bits、延迟小于10 ms的非压缩高性能流化音频，与传统低质量的网际互联协议化语音（Voice over Internet Protocol，VoIP）不同。AoIP 可基于标准局域网进行非破坏性数据传输。当前，Dante RavennaLivewire+等协议已被广泛采用，但当多种协议联合在一起时，最大的问题就是终端非兼容性，容易导致信息孤岛[2]。2013 年9 月，美国音频工程协会（Audio Engineering Society，AES）公布了AES 67-2013 规范。该规范是针对AoIP 制定的一项互操作性标准。AES 67-2013 要求分组采用实时传输协议（Real-time Transport Protocol，RTP）进行格式转换，基本要求为48 kHz取样的24 位未压缩声音，传送时间为1 ms，采用AES67-2013 规范，能够使不同通信协议的不同终端可以在同一网络上进行互联。

2 基于AoIP 技术的广播电台播控系统设计与实现

2.1 AoIP 传输设计

作为A 台广播IP 总控制和智能监测系统的关键，AoIP 网络要对核心交换机和AoIP 两层架构进行优化，同时根据A 台的特定要求，对整个系统进行信号的传送与转换。AoIP 转发链路采用AoIP协议，将主机的音频信息通过AoIP 网络发送给音频转换器、数字信号处理器（Digital Signal Process，DSP）及光端机等设备。

在中央交换层，采用2 台先进智能路由开关，为AoIP 网络提供虚拟专用网络（Virtual Private Network，VPN）、流量分析、H-QOS 等功能，实现可控播、资源负载平衡，具备安全性、智能服务手段，且具备很好的扩展性与稳定性。来自摄影棚的信号通过两个通道传输[3-5]：一个通道为AoIP 到音频，一个通道为人工选择，延时后至音频切换器。采用以信号传送为主的AES67 标准，通过会话描述协议（Session Description Protocol，SDP）进行简单探索/连通管理，所有的协议均采用专用管理协议，因此AES67 标准为AoIP 系统之间的互联提供基本接口。主要项目的延时量如表1 所示。

表1 协议参数及延时量

AES67 中的语音数据使用脉冲编码调制（Pulse Code Modulation，PCM）方式，去掉两层以太网帧头、三层IP 包头和用户数据报协议（User Datagram Protocol，UDP）包头后，内部内容是RTP。RTP 包头结尾是SSRCID，占用4 Bytes，接着是分组中首个声道的首个样本。

2.2 物理传输设计

物理传送线路用作后备传送信道，利用智能化声音转换器，实现各种信号的转换调节，实现现场直播、转播。卫星信号和外部转换信号通过互联网声音界面进行设备监控和信号传输，能适应异地及后备播放模式的需求，其中包括混音器、声频处理器、声频开关器、声频分配器及光收发设备等。这些设备都使用AoIP 的网络音频协议，既可以经由物理线路传送声音，又可以经由网线传送声音信号来监控声音信号。物理传送线路把从主备混合器所输出的声音信号通过人工二选一输入到音频转换器、数字音频处理器，并将声音分解，传送到交换机等装置[6]。

2.3 系统的应急手段

2.3.1 AoIP/AES 双模架构

A 台使用AoIP/AES 的双模式体系结构，实现了对实况转播信号的汇集、调度、分配、切换、传输及监测。主链路由开关、声频路由、AoIP 音频转换器组成，其架构能够将任意一个节点的信号经由网络传输到其他节点，并具有双向性，理论上能够对输出通道进行任意扩充，从而实现对业务的灵活分配。前端的声频分配器既能把AES 信号变换成AoIP 信号，又能把AoIP 信号转化成AES 信号，因此，无论采用AES 或AoIP 哪种方式，播放通道中都有AES 和AoIP 两条路由，确保了系统的安全。并且在网络播出时，能从该系统中的任何一个节点接收到信号，且能实现任意服务组合。

2.3.2 备用调音台设计

各演播室均配有备份模拟调音台，可以进行人工切换选择，以保证现场调音台的正常工作。该模拟调音台同时连接主/副广播工作站直播信号、主持人/嘉宾麦克风、垫乐播放器及电话等，并与主/副电台AES信号同时进行切换选择，包括模数变换、手动切换，多模式完成信号的转换输出。当主音站发生故障，备用设备可由人工操作，使其能够在主音站发生故障的情况下自动进行二选一，从而保证信号的稳定输出[7]。

2.3.3 备用直播间设计

可视化直播间既可以用于平时的视频直播，也可以充当后备频道。一旦频道发生意外，无法使用，其便可以作为后备频道，保证节目的播出。可视化直播平台配备3 个频道播放软件，每天不中断、同时播放节目信号，将可视化直播间信号进行变换和分发，以备不时之需。与此同时，将实时显示的直播画面传输到各个频道的调音台中，既可以充当调音台的后备信号来源，又可以作为直播信号，保证频道内的节目信号来源充分。

3 系统建设效果

该系统结构合理，备份齐全，应急方式灵活，将 “监” “播” “控” 结合在一起，能够适应广电部门对播出的可靠、全面、灵活监控要求，以及应对突发事件要求，适应全媒体发展要求。其使用效果主要体现在以下方面：构建了播出链路上不存在单个故障节点的全冗余播出链路；设计采用了较为独立的音频广播、控制网络及监测网络，各控制网络相互隔离，确保了整个网络的稳定与柔性；具有完备的后备方案，广播、控制、监测等主要传输链路均采取了备份架构，各个重要设备均配置双电源，从网络到设备，从数据到网络，无一处遗漏，因此整体可靠性得到了提升；结合了Dante 与Livewire 两种通信方式，采用AoIP 网络通信，可以满足多样化的广播监控需要；具有自动化紧急情况处理功能，减少了对人为因素的依赖[8-9]。

4 结语

A 台采用AoIP 技术构建的广播AoIP 全链路播出与传送体系，通过专家知识库进行错误信号智能分析和应急处理，可基于AoIP 声流的内容比对与慢录，机上过程流程与支架安装图表的可视化展示，实现多模式智能化监控。该体系具有运行稳定、安全可靠、可扩展性强、流程清晰明了、维护和管理效率高、操作和管理便捷等多项特点。