基于IP的广播发射台应急广播对讲系统的设计与实现

郭大川

摘要：本文结合广播发射台工作实际，介绍了一种基于IP的应急广播对讲系统的设计与实现。详细阐述了其系统设计、系统实现和系统测试，以及在广播发射台的典型应用，分析了系统的设计思路以及实现过程中遇到的问题。对其它中、短波发射台应急广播体系的建设具有一定的参考价值。该系统已投入运行，软、硬件均经过严格的功能测试，稳定可靠。

关键词：IP广播 应急对讲 广播发射台

中图分类号：TD655 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）06-0175-02

1 引言

我的工作单位地处西北偏远山区，自然环境恶劣，两个工作区相距较远。长期以来，各种突发性公共事件、极端性自然灾害以及技术安全事故给电台管理带来了诸多不便。我台现有应急通信手段覆盖面小、系统性较差、普及率低，整体相对落后。为了彻底解决这一局面，加强电台应急体系建设，采用数字IP网络应急广播对讲系统。

2 系统设计

广播发射台应急广播对讲系统的设计应密切结合我台现有资源、所处环境、管理特点进行设计，遵循高标准、节约成本、便于维护、易于扩展的原则。

2.1 基本结构

本系统是基于IP网络的应急广播对讲系统。利用我台现有局域网，通信终端通过台内网与系统服务器连接，采用基于网络传输的数字TCP/IP协议以及数字音频技术，将音频信号进行数字编码，以IP数据包形式在我台内网进行传送，再由音频解码终端进行实时解码和播放。系统主要包括主控服务器、IP网络适配器、IP网络音频编、解码终端、有线广播避雷器、网络功放、对讲设备、扩音设备等组成。主控服务器是整个系统的控制核心，主要完成网内设备的配置管理、节目任务的编排等。IP网络适配器安装在各区域前端，负责将前端设备接入内网。IP网络音频编、解码终端主要对来自服务器的控制信号和音频信号进行实时编、解码和播放，把数字音频信号转换成模拟音频信号传输给功率放大器，最后传输到前端音箱，由音箱播放。有线广播避雷器安装在室外音柱所在区域，针对户外扬声器和传输线路易于受到雷击，把雷击时的瞬间高电流切断并传导入大地，对机房广播设备起到保护的作用，雷击时自动切断输出；过压保护及漏电保护。网络功放接入内网，主要任务是驱动扩音设备。基本架构如图1所示。

2.2 需求分析

我台包含技术区、办公区、生活区三个部分，区域分散、周边环境复杂。为了便于管理，技术区与办公区需部署应急广播对讲系统，生活区需部署应急广播系统，具体需求包含以下几点：

（1）与我台现有专网充分融合，确保系统工作的可靠性和安全性。利用办公网络，系统采用多级管理，减少网络带宽影响，满足工程中多点控制、多级控制等使用需求，最大限度的利用现有资源，减少布线数量、降低施工难度、节约成本。

（2）系统采用分区设计，使用者可根据需求选择对不同分区进行广播。我台部门众多，对不同区域进行特定广播时，需要系统提供地址选择和权限管理功能。根据权限不同，可任意对其中一个或多个区域进行语音广播。

（3）可提供不同部门之间点对点、点对多点的全双工稳定语音通信。我台地处山区，通信信号极不稳定。通过语音对讲功能可实现不同部门之间的沟通，紧急情况下可以一键接通控制中心。

（4）提供稳定可靠的应急广播服务。根据智能化电台建设需要，结合我台实际管理需求，利用应急广播系统在特定时段进行自动播报。紧急情况下，能及时通过广播播放告警信息。

（5）提供语音对讲查询功能。根据电台工作实际需求，需要对录音文件经常调用。

（6）主控服务器可实现单点选择监听功能。通过监听，可实现对播出质量和播出内容的有效监控。

3 系统实现

3.1 总体布局

应急广播对讲系统主控服务器设于我台监控中心，主要完成所有音频流点播服务、计划任务处理、终端管理和权限管理等功能；管理节目库资源，为所有IP终端提供定时播放和实时点播媒体服务，响应各IP终端的播放请求，为各音频工作站提供数据接口服务；音频服务器软件可将传统音频资源转换成数字节目存储到节目库，方便重复使用。

对讲系统分别部署在技术区和办公区各职能部门，应急广播系统分别部署在生活区宿舍楼、生活广场、活动中心以及办公区和技术区各职能部门。系统示意图如图2所示。

3.2 分区设计

在系统设计时，应根据我台区域划分、建筑布局特点以及管理特点进行分区设计。通过分区控制，设计多种广播实现方式，满足不同区域用户在播放过程中的需求，达到操作灵活简便的目的。在实施分区控制的同时，为了保证系统管控可靠、安全，采用分级管理模式。不同角色的用户给予相应操作权限。监控中心给予最高权限，方便对所有IP终端进行实时监控，其余各部门仅具有操作权限，不具有配置管理权限。

我台具体包括广播分区、对讲分区和组合分区三大类。各分区可合并或独立工作，相互之间没有影响。广播分区包括乙机房、丙机房、办公楼、监控中心等11个分区，在每个分区的网络接入点安装IP网络功放，本区域所有音响就近接入相应功放。功放和音响的功率根据区域空间大小进行选择。音响类型根据安装地点进行选择，具体包括广播音柱、吸顶音响和草坪音响三类。对讲分区包括技术区各部门，以及办公区台办室、技办室等9个分区，每个分区配置IP对讲设备。组合分区是将有相似功能的区域进行合并，具体包括技术部门、草坪音响、宿舍楼、全台所有IP终端等四个分区。

3.3 IP地址规划

为应急广播对讲系统划分专用网段，并与其它网段进行隔离，保证系统安全。充分考虑未来系统扩容，保留一定量的地址资源。广播分区和对讲分区所有终端分别配置IP地址和ID号。组合分区中，对合并后的分区配置相应ID号码，方便紧急情况下的一键操作。

4 系统测试

系统测试主要包括以下四个方面的测试。

4.1 监控中心对任意IP终端进行调度测试

监控中心管理员可通过设置于此的对讲设备和主控服务器对所有区域IP终端进行单个或合并调度。

4.1.1 对讲系统测试方法

（1）单向寻呼：按下事先配置好的目标终端通话编号+“CALL”键，实现单一广播功能，按CANCEL键挂断。既可以呼叫对讲终端，也可以呼叫一个或多个广播分区。

（2）多终端呼叫（会议模式）：按下“对讲终端通话编号”+‘#+对讲终端通话编号+‘#+....+“CALL”。会议模式由发起人主持，参会者发言按“CALL”。

（3）双向对讲：按下“对讲终端通话编号”+“TALK BACK”（双向对讲），在对方按下OK键可通话对讲。

4.1.2 广播系统测试方法

在主控服务器内编排制作相应内容，通过服务器文件播放功能对任意区域进行广播。

4.2 相应区域定时播放相应内容测试

通过主控服务器软件的定时采播功能实现定时、定内容播放。

测试方法；设定一个或多个语音对讲点定时播放音频节目，或对任意指定的语音对讲点区域进行广播讲话。

4.3 语音对讲录音功能测试

系统能自动对语音对讲通话内容进行数字录音， 录音文件保存在主控服务器硬盘中，以便日后进行查询和调度。

测试方法；通过对讲系统进行通话后，主控服务器中查找相应通话音频。

4.4 网络监听各终端播放内容和音量大小测试

系统可任意设置IP终端作为系统监听使用，实现单点选择监听功能，即管理中心能够对各个点进行广播监听，监听其播放内容和音量大小，以便实现调整远端各个IP终端音量大小和播放内容。

5 结语

本系统将网络、语音对讲以及广播技术进行有效结合，实现了应急广播系统的可靠运行。与传统广播方式相比较，本系统解决了传输距离有限、抗干扰能力差、扩展性弱的缺点，操作更加灵活，管理更加智能。该系统是我台应急体系建设中的重要组成部分，为紧急情况下的调度控制提供了可靠的通信方式。

参考文献

[1]闫红超.以太网数字语音广播系统的设计与实现[D].西南交通大学，2010.