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佛山电台数字音频网络矩阵播控系统

2007-10-09 佛山电台技术中心副主任 谢江浩 依马狮网


    前言
    佛山新闻中心座落在佛山市东平河南岸,彼邻世纪莲体育中心,同属佛山市中轴线上新区标志性建筑。佛山新闻中心占地2万平方米,是集佛山广播电台、佛山电视台、佛山报社及传媒集团大楼为一体的建筑群。佛山电台新大楼为整体建筑中一部分,座落在该建筑群北部偏东位置,紧邻佛山电视台大楼。独立占地面积1800平方米,楼高12层,总建筑面积9000平方米,其中节目制作、直播区设在1—3层,占地面积2500平方米;设有直播室6间,录音室18间,新闻剪辑室8间。核心技术用房有播出总控机房和计算机机房。在11—12层位置设有一直径15米的圆球型透明直播室,设计独特,多用于重要访谈或娱乐节目。此外,还有80平方米和160平方米录音棚各一间。佛山新闻中心于2007年3月28日正式全面启用。

佛山电台数字音频网络矩阵播控系统

    佛山电台播控系统规模
    佛山电台总控系统中,核心矩阵系统采用的是目前国际上较先进的美国Wheatstone惠斯登数字网络矩阵播控系统。它是集数字网络调音台(控制台)、数字网络矩阵、网络对讲系统、点对点导播系统、逻辑控制系统、信号监听及切换系统、系统设置及数模信号分配调度软件系统;是当今应用于大型广播电台的一整套的播控系统。
    本次佛山电台新大楼的建设,我们根据实际的业务要求和应用情况,使用2张20路的G5、1张20路的G4,1张12路的G3,2张8路的G3,其中2张G5用于主打频道FM94.6和FM98.5。系统还包含了5个Bridge矩阵主机和主备两个网络路由器(WheatNet)。此外购置了还有2张D75,用于户外直播室。目前佛山电台已成为亚洲最大的Wheatstone G系列用户,并在2007年的NAB国际广播电视设备展中获得了Wheatstone厂家颁发的证书。佛山电台的网络播控系统已经踏入世界先进电台行列,为佛山电台的节目制作提供了强大的技术支持和保障。

    播控系统的设计和安装
    佛山电台共有六个频道,和八个不同地点的发射站。其中佛山广播电视发射塔担负FM94.6和FM98.5两个主要频道的发射,其余七个分别在坐落佛山市的四个区里。因此,技术中心在规划新大楼总控系统时,将系统设计为能够承担六个频道同时运作,完成六个频道信号监控、调度和传输;并将六个频道的播出信号,分别传输到八个不同地点的发射站。而惠斯登数字音频网络矩阵播控系统(Wheatstone digital audio network control system)能够轻松地完成所有日常的技术业务。而通过光纤网络,实现了与南海、顺德、高明、三水四个区直播室的连接(见图2)。

佛山电台数字音频网络矩阵播控系统

    惠斯登网络矩阵播控系统是佛山电台总控系统的核心系统。我们在规划和设计总控系统时,考虑到惠斯登网络矩阵播控系统是首次在国内使用,为了保障安全播出,确保系统在出现意外问题时,信号监控系统和信号切换系统都能够正常运行,对信号流程有准确的判断,我们特意将信号电平显示报警子系统和播出信号切换子系统作为独立系统来设置,并采用其他品牌的设备进行安装。这样可以保障当矩阵系统出现故障时,不致殃及监控和切换系统,并可立即启动应急预案,将播出信号切换到备用信号,保障电台安全播出。
    在播出信号的传输链路上,我们还充分地考虑了数字音频切换器的选型。为了避免主通道切换器失灵而导致信号中断,我们选择了Broadcast Tools(美国)的八选一数字音频切换器。该切换器在掉电情况下,仍然能保持第一路处于接通状态,以保障信号畅通。
    为了保障播出信号安全正常地传送到佛山广播电视塔上的发射机房,我们采用了三种不同的传输设备,经过不同的路由送到发射机房。第一种方式是利用光纤,经东平大桥,将矩阵系统中的一个Bridge矩阵主机安装在发射机房,利用矩阵本身的信号设置,直接输出播出信号,作为主信号。第二种方式,也是利用光纤,经澜石大桥,用一对六路双向数字光端机,将播出信号送到发射机房,作为第二备份信号。第三种方式则是利用STL微波,将播出信号送到发射机房,作为第三备份信号。这样FM94.6和FM98.5的数字播出信号都经过三种不同的设备和途径送到发射机房,然后分别利用三选一自动停播切换器,将播出信号送到音频处理器和发射系统中。整个流程均使用数字音频信号(AES/EBU)进行传输,实现了播出信号的全数字化传输。这样可以完美地保障播出信号高质量、安全不间断播出。

    惠斯登网络矩阵播控系统简介
    惠斯登网络矩阵播控系统主要是由网络调音台(G系列)、矩阵主机(Bridge)、中央矩阵主机(Bridge Router)、主备网络路由器(WheatNet)、以太网控制系统及(X-Point)管理软件组成(见图6)。
佛山电台数字音频网络矩阵播控系统

    网络调音台和Bridge矩阵主机构成一间直播室的主要播出设备,在没有连接网络时,可自成一体独立运作;而周边的播放设备,如CD播放机、音频工作站、麦克风等设备的信号输出全部连接到矩阵主机的音频输入输出接口。所有Bridge矩阵主机和中央矩阵主机分别由两条(CAT5或更高)网络线,连接到主、备网络路由器(WheatNet)的网口上,这样就形成了既简单又经济合理的主备互为备份网络矩阵系统。当主网络路由器出现故障时,备网络路由器会立即接管系统,而不会有任何间断。为了避免中央矩阵主机出现故障,或是主备网络路由同时失效而导致停播,我们在系统设置中,将每一间直播室的播出信号通过数字音频线缆传送到了总控机房,连接到信号切换子系统中,作为直播室播出信号的备份信号,将直播室播出信号绕过矩阵网络系统,连接到切换器中,必要时可直接切换,将直播室播出信号送到发射机房中。
    矩阵播控系统的信号控制、设置和调度,则是由系统控制软件X-POINT来完成的(见图5)。X-POINT软件的主要功能是对矩阵系统中的硬件设备和信号输入/输出卡进行参数设置,主要包括信号端口名称的建立、立体声与单声道的设置、信号端口与调音台推子的分配、输入电平大小的控制、推子启动遥控开关与被遥控播放设备的逻辑关系等等。X-POINT还具有系统自动检测、记录、报警等功能,能够对系统中每块板卡进行检测,并记录和报告设备运行的“健康状态”,对系统任何一处出现问题,都可显示相关的报警信息,以供管理人员进行维护。
佛山电台数字音频网络矩阵播控系统

    惠斯登网络矩阵播控系统还有一个重要的特点就是不需要依靠外设的WINDOWS服务器系统来支撑整个系统的运行。当X-POINT对系统设置完毕后,或修改任何设置,只需将设置信息上传到网络路由器WheatNet里的存储器中,系统即刻更新完毕,即使关闭电脑,也不会影响矩阵系统的正常运作,这一优点使得系统运行更加简洁、可靠。目前,佛山电台矩阵播控系统的投入使用的数字音频通道已达到136X96,这对于该系统来说,只是很小的一个数字。
    Wheatstone Bridge矩阵是以矩阵为基础的混合系统(见图3),数字和模拟音频信号经音频插卡输入和输出,音频混合由Bridge矩阵的DSP卡处理。网络调音台与Bridge矩阵可通过光纤、CAT5连接。音源电平大小由网络调音台推子控制。Bridge矩阵与矩阵连接同样通过光纤、CAT5连接,构成的音频系统最大可支持数千路信号。所有音源都可通过网络共享,并且可以将音频信号混合输送到任何所需要的地方随意调配,所以在多个网络调音台系统中是非常经济的。
佛山电台数字音频网络矩阵播控系统

    WheatNet4864网络路由器是惠斯登最新设计的核心部件(见图4),每台WheatNet4864提供48口点对点网络连接。利用两台WheatNet4864与Bridge 矩阵进行双网络连接,提供完全的网络系统备份和自动切换。48口网络路由器的每一个口支持128路输入和输出音频信号及控制数据传送。WheatNet网络路由器面板还包括X-Y控制器,可选择整个矩阵网络中的每一个信号源和目的地,面板自带立体声监听喇叭,电平表可监测每个X-Y交叉点上的信号电平。可以说WheatNet4864网络路由器就是一个超级的矩阵网络交换机。
佛山电台数字音频网络矩阵播控系统

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