广播电台总控系统设计与实施.doc

广播电台总控系统设计与实施广播电台总控系统设计与实施【摘要】本文分析了当前广播电梯总控系统建设的现状,描述了总控系统需要实现的具体功能,结合本台具体情况介绍了总控系统建设,包括设备选型,工作流程,相关配套设备,以及为确保总控安全播出所采取的应急措施等.【关键词】总控数字化设备选型方案设计矩阵安全播出随着通信技术,计算机多媒体技术,计算机网络技术与音频技术相结合,推动了广播技术的创新和升级换代.电台总控系统是全台数字音频网络的中心枢纽,担负着节目汇集,分配,交换,传输和监控任务,为全台节目播出提供安全保障.通常总控系统需要实现的主要功能有:1.播出节目接收和分配,负责向发射台传送不问断的高质量节目信号;2.接收来自上级台及直播现场的无线和有线信号并进行切换和路由;3向各直播室,录音室提供所需音频源信号;4.全台播出节目的实时监测,监录工作:5.信号停播等故障的报警和应急设置;6.向全台各直播室及网络提供标准时间和报时信号;7.对各个直播室,录制室,导播室提供24JJ时不间断的视频监控;8各路信号的采集进入慢录系统,方便工作查询和节目调用.一,总控系统分析目前,数字化总控系统建设方案通常有以下两种:一种是传统的数字化主控模式,另一种是总线传输的网络化模式.1.传统数字化总控模式:音频信号以电缆的方式传输,总控接受来自不同路由,不同格式的模拟或数字音源,加以转换和调整后.通过数字电缆,模拟电缆与直播室,录制室【连云港专题】.叁口葛成立白学猛互联,实现对音频信号进行交换和调度.这种方式沿用过去模拟系统的概念,但音频指标大大提高,能平稳实现模拟向数字过渡.2.总线传输的网络化模式:采用光纤TDM,MADI或五类线架构数字音频与控制网络.能在音频网络中实现分路数字信号的任意选择和传输,其特点是广播节目信号的大容量传输,智能化,全台全方位信息共享,集成节目监控功能和数字声音处理DSP功能.由于与播出系统联结紧密,一般在主控系统和播出系统同时改造时采用,也因为系统造价较高,中小型市级电台一般较少采用,但它是电台以后数字总控系统技术的发展趋势.目前,我台现有四套频率,4个直播室,1个备用直播室(平时兼做录制室),8个录制室,1个广播剧录音室.其中三个直播室配置了KLOTZAEON数字直播调音台,一个直播室配置的是较老的WinstonD16数字直播调音台,录制室配置的是雅马哈03D和DM1000数字制作调音台.我们结合本台实际,并考虑到我台已应用数字音频自动化播出网络的特点,确定采用传统数字化总控模式的建设方案.这就需要在总控保留4套以上的节目出口,直播室采用数字,模拟两路信号送往总控,然后由总控反送给直播室8路信号,主要有:中一主备,省一,报时,现场直播(立体声),备用(立体声),另外每个录制室还要从总控反送1路信号作为录音用.二,设备选型本着简洁,易用,安全,可靠的系统设计理念,充分发挥矩阵的先进功能,以求用最少的投资,最少的设备投入到达整体性能最佳化及安全性,稳定性最大化的目标.节目切换矩阵是总控机房的核心设备,采用高质量,灵活,可靠的节目切换矩阵无疑是广播电台对节目切换矩阵的基本要求.经过深入考察和仔细研究,我们决定总控系统的核心矩阵采用数字和模拟两种搭配方式,由直播室送来的数字信号送入数字矩阵,模拟信号送入模拟矩阵.并通过数字多选一进行监测和安全切换.确保任何台矩阵出现故障的情况下保障节目的安全播出.考虑到现有频率设置,总控信号的使用和分配情况,直播调音台的功能接口以及实际经济状况,在方案配置中选用了挪威Network16X16数字矩阵和国产Asteroid/J行星多格式切换矩阵(32X32).Network16X16数字矩阵,它采用变压器耦合平衡输入输出接口,能够编组工作,兼容不同格式数字输入,安全可靠性和性能价格比都非常高.可配置工控机面板通过RS232方式用于对NETWORK矩阵的控制,软件可预先设置好切换节目单.根据标准时间,按照节目运行表控制矩阵自动切换.采用冗余双电源和双控制器,保证矩阵稳定工作.同时,Network具有断电矩阵触点可以保持在当前的切换状态,保障节目的安全播出.AsteroidJj行星多格式切换矩阵(3232),2RU机箱可以实现32X32单视单音切换,支持数字或模拟视音频信号.如果需要增加层数,可以通过机箱上的NODEBUS进行机箱级联进行扩展.控制接口采用LAN,RS一232/RS一422和CAN接口,支持多个计算机,多个遥控面板和多个矩阵控制.该切换矩阵采用冗余热备份式电源和控制系统,确保系统的安全可靠.可对AES和EBU标准的采样频率为3O100kHz的数字音频信号提供路由切换.设有增益+6dB调整跳线,可对非平衡输入,输出的音频信号进行增益调整.该矩阵的各项指标均达到广播专业级标准.可以完成诸如:切换,查询,锁定,齐切,执行等功能.非常容易实现对节目信号的切换控制.该数字矩阵和模拟矩阵均可通过计算机软件进行控制.可以方便的实现对信号源进行人工或自动切换.墨三,方案设计总控系统信号流程,如图1:图1系统描述输入端分别有9路立体声信号源,4路直播室信号,其它分别是中一主备,省台报时,现场直播,中3卫星和备用.每个频率直播室数字调音台主输出连接数字延时器经延时后送达总控,数字直播调音台分别有数字和模拟主输出同时连接数字延时器,数字延时器同时有数字和模拟两路输出到总控.数字信号经总控跳线盘上数字矩阵,然后直接送往数字多选一DSW104第1路输入;模拟信号经总控跳线盘到达输入音分,然后由输入音分输出到模拟矩阵,同时输入音分还有3路输出,其中两路分别送往监听矩阵,音频幅度监测仪.模拟矩阵向每个直播室反送8路信号源,分别是中一主备,省台报时,现场直播及备用.另外,一路模拟矩阵输出信号经A/D转换后送往数字多选一DSW1O4的第2路输入.数字多选一的模拟输出经跳线盘后送往音频幅度监测仪,多选一的数字输出送往音频处理器,处理后的信号输出到输出音分.输出音分有4路输出,1路送到闭路慢录工作站,1路送到监听矩阵,其它经跳线盘输出后分别送往光端机,有线电视调制器.还有一台调谐接收器,用于接收各个频率的开路信号,输出到音分后.分为3路输出.分别输出到监听矩阵,音频幅度监测仪,开路慢录工作站.通过以上方案设计,确保了各种信号源采集,分配,交换和传送,实现了对直播信号的前端,中端和末端(开路信号)的监听,监测,通过对数字多选一和音频幅度监测仪的设置,可以实现对直播信号前端,中端和接收信号的报警提不.系统建设的先进性和可靠性出了要看硬件的选择外,系统软件的功能和稳定性也很关键,它直接关系到系统功能的实现,以及管理的方便性.矩阵控制软件介绍,如图2:图2矩阵软件由系统切换,系统设置,系统报警,系统日志记录等模块组成,并提供节目的自动定时切换功能.矩阵的横向代表信号源,纵向代表各个直播室,录制室的信号输入.右边是各个信号的定时自动,手动切换设置.可将常用系统设置保存到场景设置中,以便日常调用.从使用的情况看.操作非常方便,能够实现各种信号的安全手动和自动切换,满足了我们对不同信号切换和调用要求.ASWl04智能切换器(数字多选1),如图3:图3ASW104智能切换器通过RS232接口连接到计算机,图三为该设备的软件管理界面.ASWl04智能切换器可以同时接收两路数字信号输入,并提供一路数字信号输出和一路模拟信号输出.通过软件可以设置输入信号的优先级,即那个信号作为主信号输出,让主信号出现问题后,自动切换到第二路备信号继续播出.我们将数字矩阵的输入作为第一路主信号,将模拟矩阵的输入作为第二路备信号,系统默认将补乐作为第三路信号(目前未启用),将系统自带的垫乐作为第四路信号.当直播室在预定时间没有信号输出时,自动启动该设备自身垫乐继续播出(垫乐自动循环播出),保证播出的不中断进行.ASW104智能切换器可以通过软件控制界面实现信号的自动,手动选择切换,还可以通过系统设置和菜单设置对系统切换条件,报警条件进行设置,可以同过查看日志分析系统自动切换或手动切换的次数和时间,从而可以跟好的发现问题所在.四,应急播出措施总控的地位决定了它必须具备最高的安全可靠性,比如关键设备采用高可信度设计,如双电源,双控制板等,并支持热插拔;选择适当的备份信号源和冗余通路;减少信号周转环节.分散系统风险;使用一些无源设备,如跳线盘等.总控设计应能对付复杂环境下信号切换和分配的需求,对异常和故障的发生,能作出正确和快速的反应.应急播出系统是指直播室或播出线路发生故障时,总控能迅速提供应急数字音源或提供其它方法保障播出的继续.根据本台的实际情况,我们设计了一下可能发生的几种情况.1播出工作站故障,节目无法播出.播出站采用主备站方式,单机故障可以切换到备播,如果网络故障,则可以使用本机预载播出,或启用CD自动播出.2.播出调音台故障.如果直播调音台无信号输出,那么总控信号监测会自动报警,多选一会自动启动垫乐播出,当直播信号恢复后,自动切换回正常节目播出.矗叁【连云港专题】20113.输入输出音分故障,音分默认关机第一路直通输出,我们将矩阵输入连接到音分输出的第一路.即便音分出现故障,也可以保障信号的正常输出.如果音分接口出现故障,造成无信号输出或输出信号失真,我们可以将故障音分的输入输出连接到备用音分.4.矩阵故障.通常不会同时出现数字矩阵和模拟矩阵故障,当任何一个矩阵出现故障后,多选一都会自动监测并保障其中一路矩阵信号的正常播出,并发出信号报警提示.5数字多选一故障.由于数字多选一直处于不关机状态,长期的运行的确出现过不稳定现象,表现为输出信号会时断时续,有时会出现信号失真.为此我们更换过两台多选一设备,目前运行良好.发现存在此问题后,我们可以使用音频线直接短接数字矩阵输出到音频处理器输入,跳过多选.O6.光端机故障.光端机都采用主备机,确保单台故障情况下,播出信号的安全传送.7其它故障.如果系统出现紧急情况,又不能立刻判断出故障设备,这时可以通过跳线直接跳接输入和输出跳线盘,跨过中间设备,将输入信号直接送到光端机输出,保障节目的信号的不中断播出.五,时钟报时系统时钟系统为电台提供标准时间和各个直播室报时信号.以青岛广播电视科研所的GPS作为基本时钟源,通过GPS卫星定位提供更精确的标准时问,再通过时码分配驱动器为子钟,监视器,工控机提供标准时间信号,为计算机自动播出系统提供ASCIITIMERS232信号,使数字音频录,播网络系统按照标准时间准确的运行,确保节目的准点,按时播出六,视频监控系统根据我台实际,情况,设置16个监控点,16个监控点共用一台16路硬盘录像机,可对16路信号实现监控录制.各摄像头信号经视频分配器一分为二,一路进硬盘录像机后直接进显示器,一路进16X16视频切换矩阵,然后信号进入监控中心的各个视频监视器.可通过网络对硬盘录像机机进行远程监控,录像查询及回放等操作.七,电源设计根据我台现有的实际情况,总控系统,音频工作站系统,视频监控系统集中在总控机房,公用一组UPS电源.总控系统用电功率约3KW,工作站系统用电功率约25KW,视频监控系统用电功率约1.5KW,共约7KW.在选用UPS电源蟹圈时考虑功率因数.一般为0.60.8冗余高频干扰,采用工频机.因而需选用1OKVA的UPS电源.八,机架选型在机架的选型上,主要应考虑总控系统,音频工作站系统及监控系统合理布局,既要科学合理,又要美观大方.根据需要,选用3节42U的标准机架和6节监示机架.机架中间42寸液晶监视器显示24路音频信号幅度监测仪实时信号,上边是时钟,两边分别是四台21寸监视器,本别用作四套频率的直播室和导播室视频监控.各台在整体规