DHD RM4200D數(shù)字調(diào)音臺(tái)的應(yīng)用——構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化播控系統(tǒng)

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

【關(guān)鍵詞】數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化，可編程自定義按鍵，CAN總線(xiàn)，MADI格式。

一、引言

播控系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化是廣播電臺(tái)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(tái)，其設(shè)計(jì)理念完全定位于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，使用DHD數(shù)字調(diào)音臺(tái)及其光纖交換矩陣可以方便、快捷地搭建起一套網(wǎng)絡(luò)化播控系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)播控系統(tǒng)的數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)一體化。

二、DHD RM4200D數(shù)字調(diào)音臺(tái)簡(jiǎn)介

1、DHD的硬件組成

RM4200D數(shù)字調(diào)音臺(tái)是德國(guó)DHD公司的第三代產(chǎn)品，是針對(duì)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展要求而研發(fā)的產(chǎn)品。其設(shè)計(jì)原理是：硬件系統(tǒng)僅僅是為軟件系統(tǒng)提供一個(gè)穩(wěn)定而強(qiáng)大的工作平臺(tái)，它將實(shí)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(tái)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)DHD）的系統(tǒng)組成，可概括為控制單元、DSP音頻處理機(jī)柜與音頻接口（圖中未作標(biāo)示）三個(gè)主要部分。控制單元完成對(duì)音頻信號(hào)的控制、監(jiān)測(cè)功能；DSP音頻處理機(jī)柜完成對(duì)所有音頻信號(hào)的混減、效果處理等功能；音頻接口部分則完成DHD與外部設(shè)備、信號(hào)之間的連接功能。

DSP音頻處理機(jī)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(xiàn)連接，由于其間通過(guò)的僅是控制信號(hào)，沒(méi)有音頻信號(hào)，即便控制部分的單元模塊發(fā)生故障，也不會(huì)影響音頻信號(hào)的輸出。CAN（CONTROLLER AREA NETWORK）簡(jiǎn)稱(chēng)控制器局部網(wǎng)，它采用多主競(jìng)爭(zhēng)式總線(xiàn)結(jié)構(gòu)，具有多主站運(yùn)行和分散仲裁的串行總線(xiàn)以及廣播通信的特點(diǎn)。CAN總線(xiàn)上任意節(jié)點(diǎn)可在任意時(shí)刻主動(dòng)地向網(wǎng)絡(luò)上其它節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息而不分主次，因此可在各節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)自由通信。又因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)段長(zhǎng)度最多為8個(gè)字節(jié)，通信速率可達(dá)1MBPS，從而保證了通信的實(shí)時(shí)性。再加之CAN采用CRC 檢驗(yàn)并提供相應(yīng)的錯(cuò)誤處理功能，因此具有極強(qiáng)的抗干擾能力及糾錯(cuò)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(guò)光纖傳送MDAI格式的數(shù)字音頻信號(hào)。如果在DSP音頻機(jī)柜中配置了MADI模塊，通過(guò)光纖以MADI格式可傳送多路數(shù)字音頻信號(hào)（最多56路）。MADI（Multi-channel Audio Digital interface）全稱(chēng)為多通道音頻數(shù)字界面接口，是以雙通道的AES/EBU接口標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的多通道數(shù)字音頻設(shè)備界的互連標(biāo)準(zhǔn)。使用一條BNC接頭同軸電纜或光纖可串行傳輸24位的56個(gè)通道的線(xiàn)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(shí)際的傳送率為100Mbps。

DHD具備網(wǎng)絡(luò)接口，通過(guò)監(jiān)控PC可以方便地對(duì)調(diào)音臺(tái)進(jìn)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(shí)對(duì)聲音操作的一致性。

DHD整機(jī)采用多重冗余設(shè)計(jì)，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。所有部件采用模塊化安裝方式，易于擴(kuò)展。

2、DHD的軟件配置

DHD RM4200D調(diào)音臺(tái)控制單元所有推子、按鍵均是可編程自定義的。通過(guò)軟件設(shè)置，用戶(hù)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(hù)可將調(diào)音臺(tái)配置為不同的工作模式，并保存為相應(yīng)的配置文件。使用時(shí)，通過(guò)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(gè)軟件：

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

2、路由設(shè)置軟件：配置音頻信號(hào)的輸入/輸出路由。

3、DSP效果處理軟件：可對(duì)任意一路音頻信號(hào)進(jìn)行效果處理。

4、遠(yuǎn)程操控軟件：在監(jiān)控PC中運(yùn)行，采用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，通過(guò)以太網(wǎng)可對(duì)已連接調(diào)音臺(tái)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，實(shí)現(xiàn)單機(jī)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(tái)全配置的HDH RM4200D可實(shí)現(xiàn)如下功能：

滿(mǎn)度電平：0dBFS＝＋24dBu，滿(mǎn)足《數(shù)字音頻設(shè)備滿(mǎn)度電平》標(biāo)準(zhǔn)的要求

強(qiáng)大的40bit處理單元，超強(qiáng)的動(dòng)態(tài)范圍，DSP處理功能包括：瞬態(tài)限幅，均衡，壓縮，擴(kuò)張，噪聲門(mén)，限幅器，超低頻濾波器，嘶音消除器，N－1矩陣

最大768個(gè)內(nèi)部路由通道；最大192個(gè)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(gè)MADI端口，每個(gè)端口可傳送56路數(shù)字音頻信號(hào)

真實(shí)的輸入/輸出路由矩陣切換功能

模擬及數(shù)字信號(hào)擁有48個(gè)總線(xiàn)通路及輔助輸出通路

6組獨(dú)立的立體聲監(jiān)聽(tīng)路徑及預(yù)監(jiān)聽(tīng)

所有的系統(tǒng)設(shè)置軟件均為綠色軟件，無(wú)需安裝，運(yùn)行于Windows系統(tǒng)下。設(shè)定好的參數(shù)儲(chǔ)存于調(diào)音臺(tái)的Flash-EPROM中，通過(guò)加載不同的配置文件可實(shí)現(xiàn)多種操作模式，快速啟動(dòng)（開(kāi)機(jī)后一秒即可正常使用）

三級(jí)同步機(jī)制：外部AES/EBU同步信號(hào)、WordClock信號(hào)，內(nèi)部時(shí)鐘同步信號(hào)，優(yōu)先級(jí)可自行設(shè)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(yīng)用

1、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以往，由于調(diào)音臺(tái)不具備網(wǎng)絡(luò)功能，因而在使用中大都以單機(jī)操作為主。近幾年，隨著網(wǎng)絡(luò)化調(diào)音臺(tái)的不斷推出，在實(shí)際應(yīng)用中，我們就不能再沿襲傳統(tǒng)的使用模式，應(yīng)拓寬思維，充分利用調(diào)音臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)功能，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的操控，以達(dá)到科學(xué)、高效管理的目的。

鑒于DHD系統(tǒng)具備網(wǎng)絡(luò)功能的這個(gè)特點(diǎn)，我們可以構(gòu)建這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化播控系統(tǒng)：該系統(tǒng)整體定位于數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化，如圖3的播控系統(tǒng)拓?fù)鋱D所示。系統(tǒng)構(gòu)架以主控中心為核心（放置一臺(tái)DHD光纖交換矩陣），同一樓層采用n套直播機(jī)房＋1套備播機(jī)房的工作模式，所有直播機(jī)房均使用DHD RM4200D調(diào)音臺(tái)，且機(jī)房?jī)?nèi)配備相同的音頻工作站、CD、MD等外設(shè)。直播時(shí)，主持人在直播機(jī)房?jī)?nèi)對(duì)DHD RM4200D調(diào)音臺(tái)進(jìn)行單機(jī)操作；錄播時(shí)如采用巡檢方式，主控中心的值班人員可對(duì)所有播出機(jī)房的DHD RM4200D調(diào)音臺(tái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)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(hào)以及各調(diào)音臺(tái)的控制信號(hào)。也就是說(shuō)，系統(tǒng)中主要存在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)：音頻光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)和調(diào)音臺(tái)的控制網(wǎng)絡(luò)。

首先說(shuō)音頻光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)（圖3中綠色實(shí)線(xiàn)表示部分），該網(wǎng)絡(luò)主要用于音頻信號(hào)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(hào)，與傳統(tǒng)的電纜相比較光纖傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)這里不再贅述。將所有直播機(jī)房?jī)?nèi)的DHD RM4200D數(shù)字調(diào)音臺(tái)（通過(guò)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(luò)，傳輸?shù)囊纛l信號(hào)MADI格式。通過(guò)音頻光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊纛l信號(hào)包括：直播機(jī)房?jī)?nèi)調(diào)音臺(tái)的主、備輸出信號(hào)，主控返送給機(jī)房的時(shí)鐘同步信號(hào)、機(jī)房返送信號(hào)、六響、報(bào)時(shí)信號(hào)以及各種轉(zhuǎn)播信號(hào)等等。另外，主控中心與各直播機(jī)房之間的內(nèi)部通信信號(hào)也可作為一路音頻信號(hào)通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸，這相當(dāng)于整合了一套內(nèi)通系統(tǒng)。

再說(shuō)調(diào)音臺(tái)的控制網(wǎng)絡(luò)（圖3中黑色實(shí)線(xiàn)），該網(wǎng)絡(luò)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)所有直播間內(nèi)數(shù)字調(diào)音臺(tái)的操控功能。雖然每個(gè)DHD RM4200D數(shù)字調(diào)音臺(tái)都具備一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制端口，但需要說(shuō)明的是：首次使用前，必須要通過(guò)RS232口將DHD初始化，為其分配一個(gè)固定的IP地址，之后才能使用其網(wǎng)絡(luò)控制功能。通過(guò)雙絞線(xiàn)將所有調(diào)音臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)控制端口連接至一臺(tái)交換機(jī)，就組成了控制網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)TCP/IP協(xié)議就可以對(duì)每個(gè)調(diào)音臺(tái)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)和控制。通過(guò)控制網(wǎng)絡(luò)，使用監(jiān)控PC可以根據(jù)需要更改調(diào)音臺(tái)的實(shí)際配置，實(shí)時(shí)監(jiān)視調(diào)音臺(tái)的各通道推子、按鍵的工作狀態(tài)，并能同步控制調(diào)音臺(tái)的任意操作。出于安全考慮，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)將DHD系統(tǒng)分配在一個(gè)物理上獨(dú)立的LAN或邏輯上獨(dú)立的VLAN內(nèi)；為了便于管理，應(yīng)將所有調(diào)音臺(tái)和控制PC的IP地址劃分在同一網(wǎng)段內(nèi)。

其它需要實(shí)時(shí)播出信號(hào)的部門(mén)，諸如錄制機(jī)房、網(wǎng)絡(luò)播出機(jī)房、有線(xiàn)播出機(jī)房、審聽(tīng)間等，可以通過(guò)DHD路由控制單元使用網(wǎng)線(xiàn)直接連至主控中心的光纖交換矩陣（見(jiàn)圖3中DHD路由控制單元的連接），來(lái)獲取所需的播出信號(hào)。

3、網(wǎng)絡(luò)化播控系統(tǒng)技術(shù)特點(diǎn)：

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

2）布線(xiàn)少。對(duì)于音頻信號(hào)，以往直播機(jī)房與主控的信號(hào)送傳輸多采用模擬、數(shù)字電纜，電纜數(shù)量龐大且擴(kuò)容不便。該系統(tǒng)的光纖音頻傳輸網(wǎng)絡(luò)傳送MADI格式的數(shù)字音頻信號(hào)，一路光纖最多可以傳送56路數(shù)字音頻信號(hào)，即便直播機(jī)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(kuò)容也十分方便。對(duì)于控制信號(hào)，主控與各直播間調(diào)音臺(tái)的控制信號(hào)也只是采用一根五類(lèi)雙絞線(xiàn)即可。

3）采用光纖傳送信號(hào)損耗小、質(zhì)量高。如果主控中心與各直播機(jī)房在同一所大樓內(nèi)，這種短距離的光線(xiàn)傳輸對(duì)于音頻信號(hào)來(lái)說(shuō)幾乎沒(méi)有任何損耗。極端舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于小型電臺(tái)（當(dāng)需要單獨(dú)傳送發(fā)射時(shí)），甚至可以把DHD調(diào)音臺(tái)的DSP音頻處理機(jī)柜直接放置在發(fā)射臺(tái)的發(fā)射機(jī)前端，進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳送，這在省卻了大量中間環(huán)節(jié)的同時(shí)，很大程度上提高了信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?；在保證節(jié)目傳送質(zhì)量的同時(shí)，還便于臺(tái)內(nèi)管理，同時(shí)也節(jié)約了大量開(kāi)支。

4）充分實(shí)現(xiàn)共享節(jié)目資源。對(duì)于各套頻率的播出信號(hào)，通過(guò)DHD光纖交換矩陣，各直播間的播出信號(hào)可相互交換，便于互轉(zhuǎn)操作；通過(guò)DHD路由控制單元，其它部門(mén)，如錄制間也可實(shí)時(shí)錄制播出信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)播出機(jī)房也可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)廣播，等等，非可以說(shuō)是非常方便，只是添加一個(gè)DHD路由控制單元和一根連接到光線(xiàn)矩陣的網(wǎng)線(xiàn)而已。

5）系統(tǒng)簡(jiǎn)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(jī)房的對(duì)講需采用單獨(dú)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(lái)雖然可能，但對(duì)于整體系統(tǒng)來(lái)說(shuō)卻也十分復(fù)雜。而該播控系統(tǒng)則可將主控中心與各直播機(jī)房的對(duì)講信號(hào)作為一路音頻信號(hào)，通過(guò)光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)，便實(shí)現(xiàn)內(nèi)部通訊功能。

6）網(wǎng)絡(luò)化操控，高效快捷。對(duì)于該系統(tǒng)，可以說(shuō)網(wǎng)絡(luò)化操控是其最大的特點(diǎn)。區(qū)別于以往，原來(lái)的播出系統(tǒng)只能在直播機(jī)房?jī)?nèi)對(duì)調(diào)音臺(tái)進(jìn)行單機(jī)操作；而該系統(tǒng)中除了在直播機(jī)房?jī)?nèi)可按傳統(tǒng)的工作模式對(duì)DHD調(diào)音臺(tái)進(jìn)行單機(jī)操作，同時(shí)在主控中心，值班人員還可通過(guò)監(jiān)控PC對(duì)各直播間調(diào)音臺(tái)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和實(shí)時(shí)操控。當(dāng)直播機(jī)房發(fā)生緊急情況時(shí)值班人員能夠在最短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行處理。譬如及時(shí)切換至備份播出機(jī)房應(yīng)急播出操作：當(dāng)某套直播機(jī)房?jī)?nèi)的調(diào)音臺(tái)發(fā)生故障且在短時(shí)間內(nèi)不能恢復(fù)而需要切換至備份播機(jī)房應(yīng)急播出時(shí)，由于主控中心的監(jiān)控PC中存有各套直播機(jī)房DHD調(diào)音臺(tái)的配置文件，此時(shí)只需將該故障機(jī)房DHD調(diào)音臺(tái)的配置文件加載到備份播出機(jī)房的DHD調(diào)音臺(tái)，就可以馬上將備份播出機(jī)房的調(diào)音臺(tái)配置成剛剛發(fā)生故障的直播機(jī)房調(diào)音臺(tái)的工作模式。期間再啟動(dòng)備播機(jī)房?jī)?nèi)相應(yīng)頻率單位的音頻工作站，經(jīng)過(guò)主控中心矩陣的切換，這樣在很短的時(shí)間內(nèi)就可以完成切換至備份播出機(jī)房應(yīng)急播出操作，進(jìn)行正常播出。對(duì)于主持人而言，只是換了個(gè)房間，其它則沒(méi)有任何變化。

總的來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)化操控使得直播機(jī)房的管理變得十分簡(jiǎn)便：對(duì)于主持人的直播操作，主控中心的值班人員可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理一些主持人的誤操作；對(duì)于巡檢這種工作模式，可以節(jié)省大量值班人員、簡(jiǎn)化勞動(dòng)強(qiáng)度、大大提高工作效率。

四、小結(jié)

本文簡(jiǎn)要介紹了DHDRM4200D數(shù)字調(diào)音臺(tái)，并充分利用DHD調(diào)音臺(tái)的網(wǎng)絡(luò)特性給出了DHD系統(tǒng)的應(yīng)用方案，從而實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化的播控系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)化調(diào)音臺(tái)的廣泛使用，各電臺(tái)（電視臺(tái)或其他使用單位）可針對(duì)自身特點(diǎn)、實(shí)際工作需要，一定會(huì)建立起一個(gè)真正適合自己的播控系統(tǒng)。文中不足之處，懇請(qǐng)大家指正。

【參考文獻(xiàn)】

DHD RM 4200D Manual

李清斌《計(jì)算機(jī)與音響設(shè)備的接口及標(biāo)準(zhǔn)》