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贵州人民广播电台

2003-08-11 杨再礼 李正亚 陈秀荣 贵州人民广播电台 依马狮网


-数字音频工作站及自动播出网络系统建设情况

    当前,世界已经进入数字化时代,数字化技术已经深刻地改变了传统的媒体业。在广播业界掀起了将现代数字音频处理技术与先进的计算机网络技术相结合而实现制作播出管理全数字化全自动化的高潮。目前欧美等发达国家的广播电台已率先开始全面数字化,我国也有不少电台在这方面取得了可喜的成果,这已形成共识。
    我台在广播技术数字化方面做了大量的调研,对国内、国外的多种系统进行了较长时间的方案论证和比较,结合自身电台的实际情况确定了几项设计原则:在播出、录制系统中采用MUSICAM编码方式、系统类型选择分布式、操作系统平台应基于具有优秀的图形界面GUI、32位的Windows9x和Windows NT、在网络布线上选用星型拓扑结构。

一 数字音频编码标准
    降低数字音频数据的码率具有非常重要的意义,这样系统才具有更好的可用性。1991年,Musicam即成为一种标准的音频压缩编码,该技术由法国CCETT、德国IRT和荷兰共同开发。Musicam编码基于这样一种研究成果:在音频信息中只有某一部分信息能被人脑所接受。具体而言,在音频信号的频谱中人耳敏感的仅是中间的一部分,所以Musicam的压缩原理就是将人耳不敏感的频谱范围给以大的压缩,人耳敏感的频谱范围给以较小的压缩,这样在压缩比一定的情况下,采用这种频谱分割压缩方法得到的声音信号质量远高于一般的压缩方法。但是,这种压缩方法的复杂程度也大大高于普通的压缩算法,它需要进行频谱变换,而由计算机进行频谱变换意味着大量的矩阵运算,法国Digigram公司采用先进的DSP芯片配合强大的DSP程序作到了实时的Musicam高质量编码,同时提供大量基于DSP的专业数字音频卡,如PCX系列音频卡等。
    目前Musicam编码以其高质量和高效率正在成为数字音频工作站和自动播出领域内事实上的标准。

二 系统的安全性和可靠性设计
    对于一个成熟的自动化网络播出系统,首要考虑的是系统的安全性和稳定性,同时又要考虑由此产生的硬件成本的成倍增加。我们经过长期考察,决定在产品的选型方面着重考虑以下几方面:网络出现故障时能及时启用本地播出技术、冗余硬盘阵列技术、服务器群集技术(主备份服务器)、主备播热备份技术等。在系统构建时,应从整个系统的全局考虑。采用以上技术,保证任何一部分出故障时,都不影响播出,既减少资金的投入,又成功解决了系统的安全性和稳定性。出于以上的考虑,并经过多方产品的综合比较,我们选用了英夫美迪的AIR2000系列产品。
    1.磁盘阵列系统
    作为数据存取的核心,一方面要求硬盘的数据存取速度要快,同时又要求数据必须可靠。最新的磁盘容错阵列技术—RAID在这方面提供了一种很好的解决方案。
RAID原理是通过一个控制器将多个硬盘组成一个整体,让系统视之为一个大硬盘。这样容量、速度得到提高,同时由于硬盘间存在冗余信息,可用于纠错,提高了可靠性,允许带电更换其中一个损坏的硬盘,换上新硬盘后,系统能自动生成原来的数据。RAID可根据需要分成不同的级别。
    RAID0将若干个硬盘通过串联方式,其容量为所有硬盘容量相加,无纠错能力。    RAID3将所有硬盘的纠错信息存放在某一块硬盘上。RAID5将所有硬盘的纠错信息分散在各个硬盘中,其中任一块损坏都不影响整个RAID的正常工作,当用新的硬盘替换下损坏硬盘后,会自动进行重建。
    2.服务器群集技术
    服务器群集是指由物理上相联接并紧密集成的两台或多台服务器而构成的系统,当一台服务器发生故障时,另外一台在处理自己任务的同时,将发生故障的服务器的任务也接过来,使系统照常工作。这样就可以使系统的可用性大大提高。Microsoft Cluster Server支持的是两个服务器都工作的群集方式,当一个服务器发生故障时,系统将所有的操作转移到另外一个服务器上继续工作,转移对系统用户是透明的。
    3.主备播热备份技术
    在播出系统中,播出工作站可以将待播的节目预先调入本地硬盘(通过系统管理中的自动调度工作站进行24小时备份,为了使在备份的过程中播出不出现间断现象,一般选用速率为2kb/s进行备份),万一网络出现故障时,可以保证5~7天正常播出,保证修复网络故障有充足的时间。在主播工作站正常播出时,备播工作站同步播出但它只不过处于哑音状态,当主播机出现故障时,备播机立即工作于声音输出状态(备播站通过检测自己的输入信号低于某一电频来判断主播是否出现故障)。如果主播机和备播机同时出现问题,这种情况几乎微乎其微。

三 计算机网络系统
    目前在计算机网络技术领域内有各种网络类型,高速网络的代表技术有快速以太网、千兆网络、光纤分布式数据接口(FDDI)、异步传输方式( ATM)。而且随着网络技术的发展,千兆网络已经成为当前网络的主流。其中,由于100M以太网成本较低,可扩充性好,升级性能好,且以后升级到千兆网络后现有的设备基本不浪费等优点,成为大多数省市电台建网首选方案。FDDI由于难以完成多媒体的实时传输数据要求,故电台不宜采用FDDI方案,ATM网络技术是近两年才出现的,虽数据传输性能较好,但成本昂贵,所以,国内目前很少有电台采用此技术。考虑到我们电台的实际情况,网络选用了10/100自适应快速以太网网络,在以后的系统升级时可以花费不大的网络投资,也不需要增加网络协议及重新培训网络管理员,就可以扩展至千兆位的速率。

四 结构化综合布线系统
    随着信息产业的高速发展,计算机网络及通讯系统的需求迅速增加。网络的规模不断扩大,网络的形式也变得多种多样,传输介质及拓扑结构的不同,电话、计算机布线各行其是,这些都造成网络管理维护的负担越来越重。具体的工作性质又决定了网络形式的多样化:不同性质的部门需求不同的网络形式。这迫切需求一套完整、灵活、开放的网络布线系统来支持不同的应用,并在其上进行网络的“可视化”管理。
结构化布线是近几年来新兴的产业,在巨大的市场需求推动下,从布线规格、布线空间及渠道到讯号传输规范等都建立了严格具体的标准(如EIA/TIA室内布线标准,CCITT之ISDN配线标准),这为结构化布线的实施提供了依据。1996年,全国通讯工程标准化委员会和全国智能信息系统标准委员会在北京举行了新闻发布会,正式颁布国家标准建筑群综合布线系统设计规范。规范将大楼的各个弱电系统列入综合设计之中,并对建筑物内的计算机系统及通信电话、楼宇控制、保安监控等子系统进行集成。这一规范的颁布也标志着我国的综合布线系统行业已走向正规化。结构化布线是灵活的楼宇办公自动化计算机网络的最佳方案。可以肯定的说,结构化布线系统在长期的投资环境下开销最小、收益最大。
    我台总体规划了整个系统的结构化布线,结合自身特点,提出布线系统能满足本台当前的信息传输要求,并且充分考虑了信息余量,为今后便捷、经济的扩充提供了良好的基础,确保未来若干年布线系统不落后。

五 数字音频工作站网络系统简介
    在整个网络系统的各工作站从实现的功能上可划分为以下各部分: 
    1.播出部分
    播出部分主要应考虑播出系统的安全性、自动化播出、灵活的播出方式以及确保不停播等;同时在播出工作站还应设置播出同步系统,确保系统与标准时间的一致。对于播出的安全性,我们采用了主、备播结合的方式,当主播出现故障,则备播机将输出置于声音状态,如果主播备播同时出现问题,则自动启动“CD补乐系统”,确保播出声音不间断,如果恢复正常播出则CD补乐自动停止。在播出站还可以方便的进行快速检索并有严格的播出权限管理和播出记录。
    2.节目编辑录制部分

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