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AVB技术在专业音频网络中的应用

2009-09-25 兆翦 方林茗 依马狮视听网


    目前,大型系统都是以集中化的方式进行管理,并且几经变迁,经过了模拟调音台时代,DSP数字处理器时代,一直到超大规模DSP处理器时代。同模拟时代相比,操作人员现仅需在一个控制室内就可以做到对系统内所有设备功能的控制,而不需要在每个点上都设立一个控制终端。管理的先进性,系统的受控性都非常出色,这是目前采用核心架构系统(图1)的最大的一个特点。但并不是说目前的系统就已经完美,核心设备的损坏成为了这种大型系统安全运行的一个致命弊端,即只要一个系统中存在着核心设备,那么这个核心部分就必须保证任何时候都能够稳定运行。因此,我们在这样一种系统结构下,不得不考虑系统的冗余备份,在一些比较重要的场合下甚至是需要双重备份,三重备份,整体系统的造价就被提升了。但是目前受到技术上的限制,我们只能在大型系统中只能采用这样的系统构建方式,未来的系统会不会改进这状况呢?

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图1 目前大型系统所采的结构方式

    从图2的系统图中,我们能看到视频设备、音频设备、流媒体播放、触摸式控制等等,所有的设备均通过以太网连接在一起,音视频设备的输入、输出通过一个专用的转接模块连接到以太网上,而我们的控制可以从这个网上的任何一点去进行,没有了固定的形式,控制的终端可以是一台普通的PC电脑,也可以是一台安装了windows embedded(嵌入式操作系统)的触摸屏终端,整个系统里再也没有所谓的核心设备,系统的整个核心架构就是一个网络,音视频的路由变得及其简单,输入输出通道的多少将不再受硬件所限制,客户可根据实际需要购买自己所需要的转接模块,即使对技术要求极高的成百乃至上千通道的超大型系统能够得以轻松实现。

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图2 通过网络方式实现的大型系统

    这个系统关键技术在于基于以太网的信号传输协议,即“AVB”技术。“AVB”是一种架构在以太网三层网络基础上传输专业非压缩Audio、video信号的协议技术,它能够支持目前大多数的专业视频信号格式,支持多达512通道无压缩或多路压缩数据格式音频信号,支持在以太网上传输压缩的1080i/p高清视频信号,而它的带宽占用率只有130Mbit/s。由于AVB具有以上种种特性,一经公布就被广泛关注。这是一项具有划时代意义的新技术,通过它,系统的连接方式将会比今天更加的简化,它的应用方式非常灵活。我们可以看到加装可AVB协议芯片的话筒,或者其他各类设备,设备的连接将彻底摆脱种类繁多的接线端口,取而代之的则是标准的网络接口。除了在连接方面能够做到统一,对于整个系统而言,这样的方式也意味着如此一来仅仅是通过一根网线接入网络,那么,这个话筒可以在系统设备列表中查看到它。我们能够在网络上的任何一台控制终端前对话筒进行分区,路由,功能调节设置等等各式各样的操作。一个点的输入可以从任意一个点输出,因为所有的连接、路由、操作、控制等等的功能都可以通过网络的技术来加以实现,而以往的跳线架将会再无用武之地。
    今天,在一些大型公共广播系统中一个系统所包括的功能会非常的多,譬如广播呼叫功能、延时呼叫功能、分区呼叫功能、自动广播功能等等。目前,我们实现功能的方式是通过操作人员与设备进行“对话”来实现的,一旦设备无法响应或者被占用,那么功能就无法实现,用户的需求就得不到满足。“AVB”网络使得连接、传输变得无比的简单,对于系统而言,功能应用现在已经是很多大型系统的一项基本要求,功能的概念将转变为服务的概念。
    伴随着“AVB”网络技术的发展,人们将告别直接与硬件对话的时代,采用一种目前非常流行的网络技术运用于系统当中,这就是“云计算”技术。 “云计算”支持用户在任意位置、使用各种终端获取应用服务。所请求的资源来自“云”,而不是固定的有形的实体。应用在“云”中某处运行,即用户无需了解、也不用担心应用运行的具体位置,只需要一台能够连入网络的终端设备(譬如电脑、手机等),就可以通过网络服务来实现我们需要的一切。利用这一技术,我们能够在任何时间,任何地点通过各类终端来对系统进行操作,而设备将直接以服务的概念出现在我们的操作界面上,我们不再需要知道当前设备处于什么状态,就能够直接通过控制终端了解当前系统内所有服务的状态。

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图3 各种类型的触摸屏:头戴的、防风防雨的、带卫星定位的等等

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图4 基于Windows Embedded主机的通信端口

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图5 特殊应用的 Windows Embedded触摸屏电脑

    这样的系统控制方式可以是多种形式的,除了可以采用中控设备进行控制,还可以有采用触摸式控制(图3)。这里所介绍的“触摸式控制”虽然同样是采用手指直接在屏幕上点击各类程序界面来进行控制,但与我们普通所采用中控触摸屏的方式相去甚远。这里采用的是一种目前已经在欧美国家地区广泛使用的一种灵活外控技术,“windows embedded触摸式电脑”(图4)。该产品小巧,功能完善,启动时间快(最长5秒启动),可通过定制方式制成各种外观及尺寸(大小可根据客户需要定制),已经被广泛运用于各种行业的终端控制设备。另外,该产品使用的是Windows操作系统,因此屏幕支持各种类型的接口控制,如:系统中比较常见的RS232,RS485,网络等等,由于这类的触摸屏幕在欧美国家发展已经非常广泛,因此针对他的衍生产品也是层出不穷,凡是你能够想到的控制方式都可以实现,内部可以整合stardraw control 控制终端,打开他的设备库,各个厂家所生产的设备都可以在其中找到,这样一来,系统内的各类操作都只需要一个控制界面就可以完成,并且程序可以根据需要定制成各种样式,我们可以通过我们所能想到的方式来对系统进行控制,灵活性将会比今天强十几倍乃至更多,也许在不久的将来,我们的操作人员可以带上这样的超小型控制终端设备(图5),对系统进行控制操作,“对系统的控制只能在控制室中进行”这样的概念将会被改写。
    目前来说,不管是AVB技术、“云”技术还是windows embedded触摸技术,在中国的普及可能会是相当长的一段时间,但是随着人们对音频大型系统功能服务的需求日益完善,这一天终究会到来。

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