郑辉
陕西人民广播电台
最新的陕西广播电台播控系统是一个完整的基于网络的智能化全数字系统解决方案，系统建设从开始就是采用以人为本的理念，结合最新的IT技术，充分满足广播电台用户需求，并以冗余路由提高系统的强壮性，同时以新技术适应发展，努力创新。利用德国Lawo的数字音频矩阵Nova73和英夫美迪的ControlMaster控制软件及相关智能切换设备，在国内率先实现了网络智能化广播电台数字音频播控系统，该播控网络与广播电台计算机网络共同构成数字化广播电台的工作及传输平台。
一．核心设备数字音频矩阵
作为系统的核心设备数字音频矩阵，目前有两种类型，一种是基于电子开关的传统音频矩阵，另一种是基于数据包交换的网络音频矩阵。传统数字音频矩阵采用TDM（时分复用）总线技术的，具有极高的可靠性和音频实时处理、切换功能，网络矩阵是利用以太网络实时传输高质量数字音频信号，更加满足分布式系统的需要，非常适合广播电台建设网络化的音频播控系统。陕西电台在设备选型中使用了LAWO NOVA73数字音频矩阵。
NOVA73是传统数字音频矩阵，也叫数字音频路由器，作为播控系统的核心，除用于音频信号的交换和分配外，还具有很强处理（DSP）功能，可以用作调音台的电子柜、主控的矩阵和节目传输的终端。NOVA73矩阵的一个独特之处在于其“双控制网络结构”，即独特的“双星技术”，硬件支持双路由实时切换，确保了对系统切换控制的高可靠性，如图1所示。NOVA73矩阵支持多达8192个输入和8192个输入输出的混合、切换、分配和处理（16X512时间槽位），这在目前专业音频矩阵中是最高的。LAWO的每块音频I/O卡上都有强大的DSP声音处理，包括立体声转单声道、电平调整、相位翻转、电平测量、静音检测及报警等功能。通过GPIO输入输出，实现对信号播出自动补乐和自动切换。矩阵采用模块化结构和无源背板，支持带电热插拔，维护和系统扩展方便，保证设备单点故障不会引起整个设备故障，并对电源电压、温度、功耗、通信等情况进行实时监测和异常报警。NOVA73可以通过MADI光纤或ATM连接不同的子矩阵，组成分布式的网络化音频系统。
NOVA73音频矩阵控制、调度软件是英夫美迪“ControlMaster总控专家”一体化控制软件平台中的一个部分。提供多种矩阵切换方式：传统的XY交叉点切换控制，支持宏切换命令，时间表切换控制。可选择多种触发方式：定时/手动/事件触发。系统在监测到信号异常人工切换备份路由。
ControlMaster的XY切换软件操作非常简单，如图2，系统中的各个矩阵/路由器设备的输入端口和输出端口分别作为纵轴和横轴组成一个‘交叉点矩阵’，当需要将某个输入端口连接到某个输出端口时，只需要用鼠标将该输入输出端口的交叉点选中，可以用这样的方式连接多个输入端口和输出端口，支持一个输入端口连接多个输出端口，被设置为连接的输入和输出端口的交叉点将显示一个黄色的叉，最后按’执行’键即进行设备端口的物理连接，连接成功后黄色的叉将变成绿色的，如果该次切换操作失败，则显示一个红色的叉。
在总控系统中，很多切换是定时触发的，或者半定时半人工的，这就需要用到时间表切换模块。上图就是显示了某一天的输入端口和输出端口在哪些时间片段设置为连接和已经连接的，用不同的颜色块显示出来。在每个颜色块中显示了和该列端口连接的端口名字。
提供编辑和运行两种状态，可随时切换，需要不同的授权。按一周七天编排时间表切换单，但也提供所谓的’子单’，子单用于某些特殊日期，子单支持复制母单。
除此之外，还可以采用列表显示模式，选择相关设备的输入输出端口来连接，在列表模式可以更详细地显示连接过程和反馈的信息。这样的列表方式也适合部分技术操作人员的习惯。
对于矩阵信号的监测监听，可以通过计算机上的MADI卡连接到矩阵的MADI卡用来监测矩阵的输入输出信号。对所有矩阵的输入输出可以实现信号的彩条、相位监测、低电平信号报警、信号过载报警、信号失锁报警、还可以监测矩阵的状态、电源状态监测等等。
二．开路信号监测及慢录系统
1．开路信号检测系统
电台需要对发射后的立体声FM信号和AM信号进行监测。用来监测发射后的信号的质量。以前的方案都是购买一堆的收音头来监听无线接收回来的信号，如果要看彩条，那么就需要增加彩条的转换设备，既不方便，也不经济。
随着科学技术的发展，出现了FM、AM Tuner多通道的收音卡。这种卡可以安装在计算机上实现多路FM/AM信号的接收、监测。并且可以通过计算机技术采集这些接收来的开路信号。
作为ControlMaster软件的一个模块，Monitor软件可以在各个监控面板上放置很多音频信号表头，将这些表头对应某个现实的音频信号。
ControlMaster系统利用各个设备自身的IP传输音频信号表头的能力，可以利用统一的IP技术，统一地监视和监听系统内各个设备的输入输出音频信号。
如下图，在某个监控面板上就显示了很多路音频信号的表头，而每个表头都显示该信号的VU表、峰值表、相关表，还可选择显示该音频信号的噪声指示表，以及可能对应的开路信号的场强表等。
Monitor遇到信号异常、设备异常、传感器采集到的数据异常都情况，并不会只有单一的报警方式，而是根据该异常的严重程度、异常发生的时间长短进行有区别的报警。比如，音频幅度低于门限值超过5秒开始预警，8秒开始报警（较高级别），10秒则切备。又比如，音频信号只是左声道丢失，5秒开始预警，8秒就执行声道复制，但仍报警（稍低级别）。
2．慢录系统
MediaLogger是个相对独立的模块，既可以成为ControlMaster总控专家系统中的组成部分，也可以独立使用，建设一个独立的慢录系统或监录系统。MediaLogger系统的部署非常简单，由于在整个ControlMaster系统中，音视频数据都被流化成了IP包，所以所谓的慢录（长时间记录）也就是将IP流进行文件化的过程。MediaLogger软件只需要运行在一个服务器（甚至一个电脑）上即可。
由于编码工作已经在各个设备上完成，MediaLogger电脑只完成文件化功能，任务量不重，所以一台电脑可以完成数十路音频/视频的记录工作，当然这个也跟电脑的性能有关。
MediaLogger慢录软件根据用户设置的记录时间表对音频和视频IP流进行文件化记录。MediaLogger软件可监视各路音频信号和视频信号的记录计划、实际的记录情况以及是否有异常等情况。慢录计划的配置是B/S方式，授权用户使用浏览器经过登录即可进行各个通道（音频或视频）的记录时间计划，支持模板方式的规划。慢录的检索与回放都是完全B/S架构的，用户不需要安装任何客户端软件，只知用标准的浏览器即可。使用标准的浏览器就可以实现慢录音频和视频的回放，支持时间段选择回放、支持鼠标任意位置选择回放、支持快速回放。支持选择片段另存音频和视频文件到本地硬盘。
三．系统方案实现
陕西电台总控系统配置了两台LAWO NOVA73 数字音频矩阵。系统还配置了RME的AES转MADI的格式转换器用来将没有MADI卡的直播间调音台输出的数字信号转换成MADI信号输出连接到矩阵。
系统通过这两个矩阵以及矩阵控制调度软件实现了全台播出信号的数字化传输控制。提高了电台播出节目的数字化率。实现了现机房和机房之间的播出信号、各种转播信号、节目输出信号等信号灵活自如地调入、调出和交换分配。
同时该软件还提供了相当完善的监测功能，可以对包括音频矩阵在内的音/视频、网络等所有有源设备的状态及工作环境、各监测点信号、设备异常等监测告警（声、光）并记录。软件通过收集通道中各个监测点的信息，综合分析并报告当前通道为正常、低电平报警、高电平报警、单声道报警、反相、无AES数字音频流、关机等状态；有异常情况后，达到门限值时，系统将弹出故障处理预案，提示用户进行相应的技术处理。
无线监测系统是通过配置了两块AudioScience的ASI8702 Tuner卡，每块卡提供8个FM/AM的信号监测、报警、场强监测。可以通过这两块卡对电台的的播出信号发射后接收，并进行信号的监测、报奖、记录、场强度监测、彩条的监看等。并且可以远程审听、下载记录后的信号等。
四．结束语
至今，该系统运行稳定，完成了招标时所提出的所有功能。系统软件经过两次升级后，功能更加丰富，更加适合电台的实际工作需要。B&P