基于IBS300智能音频切换器的总控局部升级方案

【摘要】长沙广播电视台广播技术平台已投入使用超8年，设备均存在不同程度的老化，给安全播出保障带来了不小的压力。本文以4台IBS300智能音频切换器为核心，通过局部改造升级，实现了对原有广播技术平台的智能化、自动化升级，完善了音频监测体系，并利用新增设备开启AoIP小型组网，进一步提高了系统的安全性和应急处理能力。

【关键词】安全播出；IBS300；AoIP；音频监测

中图分类号：TN929 文献标识码：A DOI：10.12246/j.issn.1673-0348.2024.12.017

近些年来，传统广播电视的发展早已进入寒冬，且暂无回暖迹象，各级广播电台在传统技术系统上的资金投入显得捉襟见肘。与此同时，伴随着技术设备的不断老化，整体故障率呈逐年上升趋势，给广播安全播出带来了不小的压力。在较少的资金投入下，如何确保其优质安全播出，是整个广播技术行业面临的主要挑战。本文介绍了长沙广播电视台以新增的4台IBS300为核心，对现有广播总控系统进行的局部改造升级方案。

1. 现状分析及解决方案

长沙市广播电视台共有4套广播节目，整个技术平台仍为传统的数字音频和模拟立体声架构，24小时不间断运行已超8年，设备均存在不同程度的老化，稳定性下降，设备故障率呈逐年上升趋势，特别是原有音频切换器故障频发，音频监测系统过于单一，随着时间推移，市面上各类设备的更新或停产，维修需要的备品备件严重不足，一旦核心设备发生故障，随时面临着维修滞后或无法维修的局面，会给安全播出带来极大风险。同时，由于传统广电行业发展的萎靡，我台在广播技术系统上的资金预算也逐年减少，大规模技术升级改造在现阶段根本无法实现。

面对困境该如何破局，为此，经过多方考察比对，结合我台现有实际情况，通过少量资金投入，采用分两年新增4台IBS300智能音频切换器替换原有老化音频切换设备，并调整相关音频信号线路，对总控系统进行局部改造升级，保障关键核心环节的稳定运行。

IBS300是专业智能音频切换器，具有高可靠性和高稳定性的特点。可根据不同使用需求选择手动切换模式、智能切换模式、定时切换模式以及网络远程控制等模式。通道1到通道8，优先级逐步递减。自动模式下，设备总是优先选择高优先级通道作为输出[1]。该设备具有冗余的AoIP网络接口，双网口可提供完全热备的冗余音频传输，同时也提供了独立的监测网口，可以满足那些具有高安全性，需要保证音频信号IP流稳定传输的系统需求，信号传输和信号监测网络相对独立。

IBS300可根据不同的使用环境选择不同的接口版本，根据实际需求，我台选择的是IBS300具有4路AES3数字音频和4路模拟立体声音频输入、4路立体声网络音频输入输出（双网口冗余备份）、2路AES和1路模拟立体声输出，使用AES3信号时，具备调电直通功能。

根据IBS300的特点，可充分发挥该设备的各项功能，通过必要的软件支持完善监测系统并实现对设备的远程控制，利用AoIP接口扩展信号接入，让信号调度更加便捷和多样化，切实保障安全播出。

2. 基于IBS300硬件的改造流程

首先为方便记忆和统一管理，将4台IBS300设备IP通过WEB页面设置更改为连续的IP地址。八路输入信号优先级从高到低分别为主矩阵MADI信号、备矩阵AES信号、主矩阵AES信号、直播调音台信号、备用直播间信号、内部垫乐、中国之声、融媒直播信号[2]，改造后的简化信号流程图如图1所示。

图1中，前4路信号为不同节点的直播信号，在调音台正常的情况下，任一中间环节的设备故障或线路中断都能由IBS300智能切换，第1路和第3路为延时器后信号，第2路和第4路为延时器前信号，预防信号传输中各节点设备和线路可能的突发故障。

第5路为备用直播间信号，我台现有的直播间配置为4主1备，备用直播间平时播放音乐，用作IBS300日常的应急音源，当有直播调音台出现故障信号中断时，备用直播间紧急启用，播放对应频率节目音源，通过IBS300的自动切换，第一时间恢复正常节目播出，比传统矩阵切换或跳线的应急方式更节约时间。第6路为设备内部补乐，在WEB页面管理根据不同频率的节目类型上传相应的应急音频，作为极端情况下的应急补乐。

IBS300可同时接入8路音频信号，但在实际应用中，单个广播频率节目的保障一般不需要这么多的接入信号，这时，多余的通道可用于应急处理或信号调度。因此，我台第7路选择接入的信号是中国之声，用于日常转播的应急处理，当正在转播时直播调音台突发故障，通过IBS300的手动切换功能实现快速应急处理。第8路为户外融媒直播间信号，主要用于台内联动直播并实现对该路信号的监测。

在实际工作中出现突发情况时，特别是在重要保障期，过多的应急方式往往会给技术人员带来心理上的错乱，也容易出错，充分利用设备丰富的信号源接入和功能，尽可能利用IBS300处理各类突发情况，是一种不错的选择。此外，为预防设备自身的故障，我台在IBS300主输出通道上增加了无源任何一设备，作为必要时的应急切换。

3. 监测系统的完善

IBS300虽然有比较完善的信号处理功能，但设备本机在预警方面还存在一定的不足，比如日志记录不够全面，无法实现特定信号预警的个性化定制，无法连接大屏显示彩条监测界面。为此，我台在获得设备研发公司ControlMaster总控软件部分授权后，使用工作站连接设备监测网口，来弥补IBS300硬件设备在监测预警方面的不足。

实现ControlMaster对硬件的监测控制需要安装SQL数据库、IBS300服务程序、设备驱动程序和客户端，因运行服务较少，数据处理量小，普通计算机即可满足需求，不需要服务器来支撑运行。ControlMaster监控客户端就好比一张画布，可以将需要监测的信号单独提取出来个性化拼图显示，也可以将整个设备预设界面提取出来运行。我台选择的是后一种方式，通过客户端提取的设备预设界面，不仅实现了对IBS300输入输出信号彩条的实时监测，还能对设备的进行远程操控，信号应急调度也更加方便（图2）[3]。

通过ControlMaster监控客户端的预警功能的相关设置，根据不同信号源的不同监测预警需求，便能实现对每路信号分时段的个性化设置（图3）。使用日志查询功能，便能快速实现对各类异态预警事件和设备操作记录的溯源。

在我台的实际应用中，IBS300不仅是音频信号切换设备，由于其涵盖了各核心节点的信号和重要转播信号源，也是我台音频信号监测系统的重要补充，与另外的AM-32音频监测系统一起构成了我台音频监测预警体系的双保险。

4. AoIP的组网与应用

随着AoIP技术的成熟和日趋完善，各类专业音频硬件均配置有AoIP接口，AoIP已经成为新建广播技术系统的标准配置，根据现有实际情况，我台现阶段无法投入大量资金进行全系统升级改造，但随着现有技术设备的不断老化，由于故障产生的必要设备更新还是存在的，如果这些设备的AoIP功能都得不到利用，也将势必造成一些浪费。因此，我台以新增的4台IBS300为基础，开启了AoIP的小型组网[4]。

我台现有的IBS300设备输入为4路AES数字信号、4路模拟立体声和4路立体声网络接口（2个AoIP接口，互为主备），除必要的直播信号外，4台设备的备播、央广、融媒体信号均为同一信号源，如全部采用数字或者模拟信号，不仅上一级设备音频矩阵接口数量不够，且布线也非常麻烦。为此，我台充分利用了IBS300的AoIP功能，4台设备的公共输入信号只需通过数字或模拟口接入一台设备，再通过设备自身的AoIP接口传输到其余设备。

AoIP业务带宽需求不高，100Mbps网络至多可以同时传输58个通道的48kHz采样、24比特量化的音频流，千兆网络中可以达到500多个通道。但AoIP业务对于网络时延、带宽、抖动和丢包的容忍度都很低，因此需要QoS机制来保证AoIP数据的正常传输。目前常用的IP网络QoS服务模型有以下三种：尽力服务模型、综合服务模型和区分服务模型。在AoIP网络中，我们常使用区分服务模型（DHCP）的加速转发行为（EF）作为QoS服务机制。

区分服务模型也被称为差分服务模型，意思是提供有差别的服务。区分服务模型中，网络中的流量可以根据各种业务被分为多个类，IP报文中的服务类型字段可以被标记为不同的优先级。在网络节点中，不同的类会享受不同的优先级处理，从而实现差分服务。同一类型的业务在网络中会被聚合起来统一发送，以保证相同的延迟、抖动、丢包率等QoS指标。目前AoIP常用的区分服务分类标准是IETF于1998年发布的差分服务代码点（Differentiated Services Code Point，DSCP）标准[5]。

我台在实际组网中，利用总控原有的华为S5700三层交换机，划分出两个Vlan，Vlan2用于IBS300及总控相关设备的监测与控制组网，Vlan3用于4台IBS300和1台用于信号切换的工作站组网，并在Vlan3中启用各接口的DSCP功能。这样，就保证了AoIP传输网络的独立性和稳定性，不被其他网络广播消息干扰。

成功组网后，我们还缺少AoIP的切换工具，因IBS300全面支持Dante协议，在这里，我台选择了免费的Dante Controller控制软件，将安装Dante Controller软件的计算机与IBS300 AoIP口的IP地址设置在同一网段，软件就能自动识别所有的支持Dante协议设备。在时钟同步方面，因IBS300自带同步功能，软件将会自动识别其中一台设备主时钟，其他设备为从，从而保证AoIP信号的同步，同时，设备的AES3输入信号都会经过采样率转换器（SRC）重新被内部采样时钟采样，并与AoIP时钟进行同步。在这里需要注意的是，设备组网前，需要对设备名称和IP地址提前设置，确保所有的设备在软件中显示的名称不会重名，IP地址没有重复且在同一网段。软件设置好后，就能在Dante Controller里通过AoIP通道实现IBS300所有接入信号的自由调度，让设备拥有了一定的矩阵调度功能（图4）。

5. 结束语

本文介绍了IBS300智能音频切换器在我台的实际应用，在强化安全播出的同时，也是对现有音频监测系统的补充，同时利用设备的相关功能，实现了AoIP的小型组网，信号调度更加灵活，应急处理能力得到进一步加强，也为以后新上设备AoIP功能的利用打下了基础。在传统广播电视创收遭遇大幅下滑的今天，资金紧缺已成为普遍现象，大规模的技术系统改造升级在各级广播电台都变得非常困难，但随着技术系统的不断老化，安全播出的风险也在不断增大，因此，投入少量资金进行小规模技术改造，保障核心环节的稳定运行也是一种不错的选择。

参考文献：

[1]英夫美迪.音频切换器（IBS300）用户手册V2.1[Z].2018.

[2]王国辉.IBS300在广播播控系统中的应用[J].电脑采购，2021（41）：43-45.

[3]徐海雄，陈潮亮.浅谈广播总控系统的建设——以揭阳广播电视台为例[J].视听，2019（08）：217-218.

[4]娄红宾.基于IBS300音频自动切换器的安全播出总控系统音频流程改造[J].中国有线电视，2022（10）：45-48.

[5]钱岳林，邓伦晖.AoIP原理与实践[M].北京：中国传媒大学出版社.2020：148-151.