DHD RM4200D數(shù)字調(diào)音臺的應用——構(gòu)建網(wǎng)絡化播控系統(tǒng)

【摘要】縱觀近年來廣電技術的發(fā)展，可以概括為兩次重要的技術革命：第一次是數(shù)字技術取代模擬技術；第二次是網(wǎng)絡化操控取代單機操作。本文僅以DHD的典型產(chǎn)品 RM4200D數(shù)字調(diào)音臺為代表，充分利用DHD系統(tǒng)的網(wǎng)絡化功能，構(gòu)建起一套完整的廣播電臺網(wǎng)絡化播控系統(tǒng)。

【關鍵詞】數(shù)字化，網(wǎng)絡化，可編程自定義按鍵，CAN總線，MADI格式。

一、引言

播控系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡化是廣播電臺信息化發(fā)展的必由之路。以DHD為典型代表的數(shù)字調(diào)音臺，其設計理念完全定位于數(shù)字化、網(wǎng)絡化，使用DHD數(shù)字調(diào)音臺及其光纖交換矩陣可以方便、快捷地搭建起一套網(wǎng)絡化播控系統(tǒng)，從而實現(xiàn)播控系統(tǒng)的數(shù)字、網(wǎng)絡一體化。

二、DHD RM4200D數(shù)字調(diào)音臺簡介

1、DHD的硬件組成

RM4200D數(shù)字調(diào)音臺是德國DHD公司的第三代產(chǎn)品，是針對數(shù)字化、網(wǎng)絡化的發(fā)展要求而研發(fā)的產(chǎn)品。其設計原理是：硬件系統(tǒng)僅僅是為軟件系統(tǒng)提供一個穩(wěn)定而強大的工作平臺，它將實現(xiàn)軟件所特定的全部功能。

圖1所示為DHD RM4200D數(shù)字調(diào)音臺（以下簡稱DHD）的系統(tǒng)組成，可概括為控制單元、DSP音頻處理機柜與音頻接口（圖中未作標示）三個主要部分。控制單元完成對音頻信號的控制、監(jiān)測功能；DSP音頻處理機柜完成對所有音頻信號的混減、效果處理等功能；音頻接口部分則完成DHD與外部設備、信號之間的連接功能。

DSP音頻處理機柜與控制單元（包括控制面板、表頭和控制盒）之間采用CAN總線連接，由于其間通過的僅是控制信號，沒有音頻信號，即便控制部分的單元模塊發(fā)生故障，也不會影響音頻信號的輸出。CAN（CONTROLLER AREA NETWORK）簡稱控制器局部網(wǎng)，它采用多主競爭式總線結(jié)構(gòu)，具有多主站運行和分散仲裁的串行總線以及廣播通信的特點。CAN總線上任意節(jié)點可在任意時刻主動地向網(wǎng)絡上其它節(jié)點發(fā)送信息而不分主次，因此可在各節(jié)點之間實現(xiàn)自由通信。又因為其數(shù)據(jù)段長度最多為8個字節(jié)，通信速率可達1MBPS，從而保證了通信的實時性。再加之CAN采用CRC 檢驗并提供相應的錯誤處理功能，因此具有極強的抗干擾能力及糾錯能力，能充分地保證數(shù)據(jù)通信的可靠性。

DHD的音頻輸出既能使用模擬/數(shù)字電纜，又能通過光纖傳送MDAI格式的數(shù)字音頻信號。如果在DSP音頻機柜中配置了MADI模塊，通過光纖以MADI格式可傳送多路數(shù)字音頻信號（最多56路）。MADI（Multi-channel Audio Digital interface）全稱為多通道音頻數(shù)字界面接口，是以雙通道的AES/EBU接口標準為基礎的多通道數(shù)字音頻設備界的互連標準。使用一條BNC接頭同軸電纜或光纖可串行傳輸24位的56個通道的線性量化音頻數(shù)據(jù)。雖然理論上MADI傳送數(shù)據(jù)率固定為125Mbps，但由于采用了4-5比特編碼方案，所以實際的傳送率為100Mbps。

DHD具備網(wǎng)絡接口，通過監(jiān)控PC可以方便地對調(diào)音臺進行操控。

DHD的所有模塊都支持熱插拔更換。例如推子單元，新更換的推子單元能夠記憶更換前推子的位置，這樣可以保證在直播時對聲音操作的一致性。

DHD整機采用多重冗余設計，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。所有部件采用模塊化安裝方式，易于擴展。

2、DHD的軟件配置

DHD RM4200D調(diào)音臺控制單元所有推子、按鍵均是可編程自定義的。通過軟件設置，用戶可自行定義按鍵的功能、工作狀態(tài)的顏色等。根據(jù)不同的使用要求用戶可將調(diào)音臺配置為不同的工作模式，并保存為相應的配置文件。使用時，通過加載不同的配置文件，即可方便地切換到所需的工作模式。目前，DHD提供4個軟件：

1、 控制單元設置軟件：用于設定控制面板任意通道的推子、按鍵的功能及其相關顯示信息。

2、路由設置軟件：配置音頻信號的輸入/輸出路由。

3、DSP效果處理軟件：可對任意一路音頻信號進行效果處理。

4、遠程操控軟件：在監(jiān)控PC中運行，采用TCP/IP網(wǎng)絡傳輸協(xié)議，通過以太網(wǎng)可對已連接調(diào)音臺進行遠程操控，實現(xiàn)單機操作的全部控制。軟件界面如圖2所示。

3、DHD的功能

總體而言，一臺全配置的HDH RM4200D可實現(xiàn)如下功能：

滿度電平：0dBFS＝＋24dBu，滿足《數(shù)字音頻設備滿度電平》標準的要求

強大的40bit處理單元，超強的動態(tài)范圍，DSP處理功能包括：瞬態(tài)限幅，均衡，壓縮，擴張，噪聲門，限幅器，超低頻濾波器，嘶音消除器，N－1矩陣

最大768個內(nèi)部路由通道；最大192個輸入/輸出通道（數(shù)字AES/EBU/SPDIF及模擬（MIC/LINE）輸入）；最大支持12個MADI端口，每個端口可傳送56路數(shù)字音頻信號

真實的輸入/輸出路由矩陣切換功能

模擬及數(shù)字信號擁有48個總線通路及輔助輸出通路

6組獨立的立體聲監(jiān)聽路徑及預監(jiān)聽

所有的系統(tǒng)設置軟件均為綠色軟件，無需安裝，運行于Windows系統(tǒng)下。設定好的參數(shù)儲存于調(diào)音臺的Flash-EPROM中，通過加載不同的配置文件可實現(xiàn)多種操作模式，快速啟動（開機后一秒即可正常使用）

三級同步機制：外部AES/EBU同步信號、WordClock信號，內(nèi)部時鐘同步信號，優(yōu)先級可自行設定數(shù)字輸入口帶取樣頻率轉(zhuǎn)換器全面的監(jiān)控功能（音頻卡單元，電源單元，及組件分配電壓）

三、DHD數(shù)字系統(tǒng)的應用

1、系統(tǒng)設計

以往，由于調(diào)音臺不具備網(wǎng)絡功能，因而在使用中大都以單機操作為主。近幾年，隨著網(wǎng)絡化調(diào)音臺的不斷推出，在實際應用中，我們就不能再沿襲傳統(tǒng)的使用模式，應拓寬思維，充分利用調(diào)音臺的網(wǎng)絡功能，進行網(wǎng)絡化的操控，以達到科學、高效管理的目的。

鑒于DHD系統(tǒng)具備網(wǎng)絡功能的這個特點，我們可以構(gòu)建這樣一個網(wǎng)絡化播控系統(tǒng)：該系統(tǒng)整體定位于數(shù)字化、網(wǎng)絡化，如圖3的播控系統(tǒng)拓撲圖所示。系統(tǒng)構(gòu)架以主控中心為核心（放置一臺DHD光纖交換矩陣），同一樓層采用n套直播機房＋1套備播機房的工作模式，所有直播機房均使用DHD RM4200D調(diào)音臺，且機房內(nèi)配備相同的音頻工作站、CD、MD等外設。直播時，主持人在直播機房內(nèi)對DHD RM4200D調(diào)音臺進行單機操作；錄播時如采用巡檢方式，主控中心的值班人員可對所有播出機房的DHD RM4200D調(diào)音臺進行網(wǎng)絡操控。

2、系統(tǒng)分析

如圖3所示，該播控系統(tǒng)包括所有需要傳送的音頻信號以及各調(diào)音臺的控制信號。也就是說，系統(tǒng)中主要存在兩個網(wǎng)絡：音頻光纖傳輸網(wǎng)絡和調(diào)音臺的控制網(wǎng)絡。

首先說音頻光纖傳輸網(wǎng)絡（圖3中綠色實線表示部分），該網(wǎng)絡主要用于音頻信號的傳輸。既然采用數(shù)字化，那就徹底采用光纖傳輸音頻信號，與傳統(tǒng)的電纜相比較光纖傳輸?shù)膬?yōu)點這里不再贅述。將所有直播機房內(nèi)的DHD RM4200D數(shù)字調(diào)音臺（通過其MADI光纖模塊）與主控中心的光纖交換矩陣使用光纖連接組成音頻傳輸網(wǎng)絡，傳輸?shù)囊纛l信號MADI格式。通過音頻光纖傳輸網(wǎng)絡傳輸?shù)囊纛l信號包括：直播機房內(nèi)調(diào)音臺的主、備輸出信號，主控返送給機房的時鐘同步信號、機房返送信號、六響、報時信號以及各種轉(zhuǎn)播信號等等。另外，主控中心與各直播機房之間的內(nèi)部通信信號也可作為一路音頻信號通過光纖網(wǎng)絡傳輸，這相當于整合了一套內(nèi)通系統(tǒng)。

再說調(diào)音臺的控制網(wǎng)絡（圖3中黑色實線），該網(wǎng)絡主要實現(xiàn)對所有直播間內(nèi)數(shù)字調(diào)音臺的操控功能。雖然每個DHD RM4200D數(shù)字調(diào)音臺都具備一個網(wǎng)絡控制端口，但需要說明的是：首次使用前，必須要通過RS232口將DHD初始化，為其分配一個固定的IP地址，之后才能使用其網(wǎng)絡控制功能。通過雙絞線將所有調(diào)音臺的網(wǎng)絡控制端口連接至一臺交換機，就組成了控制網(wǎng)絡，通過TCP/IP協(xié)議就可以對每個調(diào)音臺進行訪問和控制。通過控制網(wǎng)絡，使用監(jiān)控PC可以根據(jù)需要更改調(diào)音臺的實際配置，實時監(jiān)視調(diào)音臺的各通道推子、按鍵的工作狀態(tài)，并能同步控制調(diào)音臺的任意操作。出于安全考慮，實際應用中應將DHD系統(tǒng)分配在一個物理上獨立的LAN或邏輯上獨立的VLAN內(nèi)；為了便于管理，應將所有調(diào)音臺和控制PC的IP地址劃分在同一網(wǎng)段內(nèi)。

其它需要實時播出信號的部門，諸如錄制機房、網(wǎng)絡播出機房、有線播出機房、審聽間等，可以通過DHD路由控制單元使用網(wǎng)線直接連至主控中心的光纖交換矩陣（見圖3中DHD路由控制單元的連接），來獲取所需的播出信號。

3、網(wǎng)絡化播控系統(tǒng)技術特點：

1）整體布局、統(tǒng)一管理。由于各套直播機房均采用同一配置，這樣不僅便于主持人的操作，同時也便于維修人員的維護工作。

2）布線少。對于音頻信號，以往直播機房與主控的信號送傳輸多采用模擬、數(shù)字電纜，電纜數(shù)量龐大且擴容不便。該系統(tǒng)的光纖音頻傳輸網(wǎng)絡傳送MADI格式的數(shù)字音頻信號，一路光纖最多可以傳送56路數(shù)字音頻信號，即便直播機房與主控之間傳送節(jié)目采用主、備 雙冗余，也僅需一根多模光纖（至少8芯），即便日后擴容也十分方便。對于控制信號，主控與各直播間調(diào)音臺的控制信號也只是采用一根五類雙絞線即可。

3）采用光纖傳送信號損耗小、質(zhì)量高。如果主控中心與各直播機房在同一所大樓內(nèi)，這種短距離的光線傳輸對于音頻信號來說幾乎沒有任何損耗。極端舉例來說，對于小型電臺（當需要單獨傳送發(fā)射時），甚至可以把DHD調(diào)音臺的DSP音頻處理機柜直接放置在發(fā)射臺的發(fā)射機前端，進行遠距離傳送，這在省卻了大量中間環(huán)節(jié)的同時，很大程度上提高了信號傳輸?shù)目煽啃?；在保證節(jié)目傳送質(zhì)量的同時，還便于臺內(nèi)管理，同時也節(jié)約了大量開支。

4）充分實現(xiàn)共享節(jié)目資源。對于各套頻率的播出信號，通過DHD光纖交換矩陣，各直播間的播出信號可相互交換，便于互轉(zhuǎn)操作；通過DHD路由控制單元，其它部門，如錄制間也可實時錄制播出信號，網(wǎng)絡播出機房也可實現(xiàn)網(wǎng)絡廣播，等等，非可以說是非常方便，只是添加一個DHD路由控制單元和一根連接到光線矩陣的網(wǎng)線而已。

5）系統(tǒng)簡潔，集成了主控與直播間的內(nèi)部通訊功能。以往主控中心與各直播機房的對講需采用單獨的一套內(nèi)通系統(tǒng)，將不同廠商的內(nèi)通系統(tǒng)與播出系統(tǒng)完全整合起來雖然可能，但對于整體系統(tǒng)來說卻也十分復雜。而該播控系統(tǒng)則可將主控中心與各直播機房的對講信號作為一路音頻信號，通過光纖傳輸網(wǎng)絡，便實現(xiàn)內(nèi)部通訊功能。

6）網(wǎng)絡化操控，高效快捷。對于該系統(tǒng)，可以說網(wǎng)絡化操控是其最大的特點。區(qū)別于以往，原來的播出系統(tǒng)只能在直播機房內(nèi)對調(diào)音臺進行單機操作；而該系統(tǒng)中除了在直播機房內(nèi)可按傳統(tǒng)的工作模式對DHD調(diào)音臺進行單機操作，同時在主控中心，值班人員還可通過監(jiān)控PC對各直播間調(diào)音臺的工作狀態(tài)進行監(jiān)視和實時操控。當直播機房發(fā)生緊急情況時值班人員能夠在最短時間內(nèi)進行處理。譬如及時切換至備份播出機房應急播出操作：當某套直播機房內(nèi)的調(diào)音臺發(fā)生故障且在短時間內(nèi)不能恢復而需要切換至備份播機房應急播出時，由于主控中心的監(jiān)控PC中存有各套直播機房DHD調(diào)音臺的配置文件，此時只需將該故障機房DHD調(diào)音臺的配置文件加載到備份播出機房的DHD調(diào)音臺，就可以馬上將備份播出機房的調(diào)音臺配置成剛剛發(fā)生故障的直播機房調(diào)音臺的工作模式。期間再啟動備播機房內(nèi)相應頻率單位的音頻工作站，經(jīng)過主控中心矩陣的切換，這樣在很短的時間內(nèi)就可以完成切換至備份播出機房應急播出操作，進行正常播出。對于主持人而言，只是換了個房間，其它則沒有任何變化。

總的來說，網(wǎng)絡化操控使得直播機房的管理變得十分簡便：對于主持人的直播操作，主控中心的值班人員可以及時發(fā)現(xiàn)處理一些主持人的誤操作；對于巡檢這種工作模式，可以節(jié)省大量值班人員、簡化勞動強度、大大提高工作效率。

四、小結(jié)

本文簡要介紹了DHDRM4200D數(shù)字調(diào)音臺，并充分利用DHD調(diào)音臺的網(wǎng)絡特性給出了DHD系統(tǒng)的應用方案，從而實現(xiàn)了網(wǎng)絡化的播控系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡化調(diào)音臺的廣泛使用，各電臺（電視臺或其他使用單位）可針對自身特點、實際工作需要，一定會建立起一個真正適合自己的播控系統(tǒng)。文中不足之處，懇請大家指正。

【參考文獻】

DHD RM 4200D Manual

李清斌《計算機與音響設備的接口及標準》