广播系统传输IP化引发的思考

王 鑫

内蒙古广播电视台 内蒙古 呼和浩特市 010050

1 引 言

现阶段随着以Dante 为代表的AES67 协议相关产品的日益成熟，音频系统IP 化已不只是简单的在现场演出的FOH 和Monitor 系统中应用，音频制作、媒体融合，甚至是新建地级城市广播播出系统中已经开始全面的IP 化部署。但目前大多数省级广播电台的播总控系统均基于传统架构，即AES3+AES10（MADI）的数字音频系统。

传统音频设备稳定可靠，容错率极高，且系统完全物理隔离，最大程度地降低了遭受远程攻击的可能性。但随着频率媒体融合的步伐逐渐加快，各种交互需求日益增加，各类新媒体平台的分发业务几乎全部对音频进行IP 化要求。同时，广播频率的增加也致使向下游传输的基带总带宽大量增加，而通常广播电视节目一起向下游发送，电视节目的高清化更是急速挤占带宽。因此，目前主流广播电视的下游传输系统已开始全面向IP 化进行改造，但改造后又会与上游传统架构的交互产生诸多问题，本文将结合内蒙古广播电视台广播系统与下游IP 传输系统进行讨论。

2 系统架构简述

2.1 广播播总控系统

内蒙古广播电视台广播系统完全依照总局62 号令进行搭建，采用主备对称的双矩阵系统为核心，前端调音台至总控矩阵系统采用AES3（主矩阵）+AES10（备矩阵）双路由两链路传输，矩阵后链路则完全使用AES3，分别依次通过音频四选一、音分至下游单位，见图1。

图1 广播播总控系统架构

2.2 下游编码传输系统

下游编码传输系统使用harmonic 公司的编码平台，通过分别将电视节目和广播节目编成IP 包，再通过复用器将广播节目嵌入到电视节目的垂直消隐区保留数据段内，根据不同的业务需求，打包成不同内容的MPEG-2 复用IP 包。

其中上游广播系统将每个频率主备信号通过AES 数字音频缆传送至下游主备编码器，编码器通过控制服务器切换其中一套（主或备）编码器生成的IP 流进入复用器进行复用。架构见图2。

3 显现问题

3.1 监测标准差异化

内蒙古广播电视台广播播总控系统使用了两套监测系统，其中一套对系统内全部节点进行监测，另外一套仅针对主备矩阵、主备音分后信号进行监测。信号异常时，监测系统根据预设阈值进行声光电报警。同时，播出链路中的音频四选一（如图1 所示）根据预设阈值进行最优信号的选择输出，从而保证没有停播事故的发生。两套系统依据音频的技术指标进行监测，具体指标为：电平值大小、相位相干程度，左右声道电平差程度。

下游编码传输系统分为主备两套编码器，同时对上游音分传送来的音频信号进行IP 化编码。在编码的同时，编码器将实时的音频流状态信息通过管理信息传送给控制服务器，服务器依据阈值切换主备编码器中哪一套的IP 流进入复用器，与视频信号进行复用（如图2 所示）。其中服务器判断的依据为：AES 音频流的状态，即AES 音频流同步头、状态位标识码连续丢失或规定时间内的统计错误。

可见，上下游系统的监测依据不同，且是不同的两个层面，完全没有交叉，因此经常出现下述两种情况：

（1）上游发生事故而下游无感知

当上游音频节目静音，但设备均工作正常时，对于上游单位是停播事故，后果较为严重，而此时由于设备正常，即AES 码流状态正常，下游单位无感知。

（2）发生上游事故无感知而下游反应过度

图2 编码传输系统架构

当上游节目出现数字噪声时，即AES 码流错误，而上游系统不对其进行侦测，同时轻微的数字噪声对播出效果造成的影响微乎其微，但下游编码平台由于侦测到码流异常，会发出严重告警，同时做出反应。

两种情况对于上下游单位来说都是棘手问题，因此传统播总控平台需要增加对码流进行监测的环节，以充分掌握实际播出信号状态，相应的下游编码平台也应对音频技术指标进行实时的监测。国家广电总局安全传输司相关会议也提出了针对码流监测的建议和要求，于此同时总局62 号令近期正在征求修改意见，相信在修订后的标准中会做出具体要求。

3.2 应急切换

编码传输平台是广播电视节目源与末端发射覆盖系统的中间服务，对照计算机网络的OSI 七层参考模型功能划分，其作用应与物理层等同，即对数据进行透传。对于其承接的上下游，编码传输平台应为标准的黑箱模型，无须知晓其内部功能定义，电气化实现方式等具体细节，只要保证广播电视端给出的基带信号正确的被发射覆盖端接收即可。由于目前没有完善的相关标准，内蒙台的编码传输平台按照目前的系统状况不能完整实现透传功能，因此出于对整体播出安全层面的考量，在目前系统配置下，上游广播电视系统需要在突发事件中做出应急处理以弥补编码传输平台的功能缺失。

内蒙古广播电视台上游广播播总控系统向编码平台同时传送主备两套信号，根据相关文件要求，要同时保障两路信号的正常。但突发状况，如主链路中间设备异常造成静音事故，而此时下游编码平台恰好使用主编码器信号进行复用，该情况下，下游平台对事故无感知，编码平台不会切换至备用编码器，最终会导致覆盖单位无法接收到有效信号，从而导致停播事故。此类情况下，上游单位的主备信号形同虚设，并未起到相互备份的作用。

应对此类情况，最佳方案为值机员马上找到最优备用信号，使用塞孔盘跳过异常设备，恢复正常音频节目。但该操作对值机员业务能力要求较高，一旦未能及时进行响应或操作失误，均可能会造成更大的事故，因此内蒙古广播电视台广播播控系统制定了标准化操作流程来规避人员能力差异。通过本文上述内容可知，下游编码平台依据AES 码流状态进行切换，因此上游单位采用人工制造码流故障的方式强制下游编码平台进行切换，从而实现播出正常的目标。例如，主链路音频静音，备链路正常，编码平台使用主链路信号，此时由于上游静音，系统报警，值机员马上通过塞孔盘插断主链路四选一输出，此时主链路码流异常，下游编码平台自动切换至备编码器，播出信号正常。

4 总 结

广播系统全面IP 化的进程日益加速，传统架构向IP 化过的显得尤为重要，本文结合内蒙古广播电视台的实际情况和本人工作经验对其中显现问题进行剖析，希望能对相关从业者提供一定程度的帮助，同时能同时引发更多的思考。