AOIP技术在广播电台播控系统中的应用研究

安徽广播电视台：凌学明

进入到21世纪以来，我国的网络信息技术也实现了迅速的升级，互联网IP化的技术趋势越来越明显。比如我国的广播电视技术，IP化的进程就越来越快。其中，AOIP技术就是一次重要的技术革命，随着该技术在音频领域的广泛应用，也进一步推进了专业音频领域的网络化进程。而广播播控系统作为专业音频领域的重要一环，在AOIP技术的支持下，系统的改造和完善也会更加高效。

1.AOIP技术概述

在局域网的数据传输过程中，应用AOIP技术可以让IP信号的传输更加高效，尤其是容量较大的信号，若是应用传统的技术进行传输，很容易导致信号出现失真的情况。而AOIP技术则可以完美地解决这个问题，应用效果非常好。AOIP技术主要是在IP网络传输技术的支持下得以实现的，其可以对音频之中不同节点的数据进行整合应用，并且在DSP技术的配合下，也可以完成局域网宽带预留工作，让数据得以保质保量保时地完成传输。其中，OSI模型中的网络IP层，可以对AOIP技术形成有效的支持，同时，在PTP协议之下，时钟也就完成了同步，同步标准为IEEE1588。需要注意的是，应用RTP实现的是数据的传输，而DiffServ支持的是Qos服务。结合技术的应用现状可以发现，有了AOIP技术的支持，对以太网宽带的管控效率也更高，所以音频传输也更加迅速，能够实现实时性的传输。此外，以数据流为基础，也可以对差分服务形成有效的划分，再结合DSCP，不同数据量之下的不同数据流的IP数据也能够得到准确的设定，这也是网络时钟信号与音频数据流都能得以高效传输的主要原因。在AOIP技术支持下的音频数据流传输之所以很少出现延时现象，这是因为有了Qos系统的支持，可以实现实时的服务，从而可以对延时或者堵塞等情况形成提前性的防控。

近年来，广播播控系统的IP化特征越来越显著，其中AOIP技术就发挥了至关重要的作用。当前在广播播控领域之内，AOIP播控系统也非常流行，得到了广泛的应用。从AOIP播控系统的结构组成上看，主交换机和备用交换机也是最为核心的环节。随着系统IP化的进程，如监测信号或是音频信号，其在监控和传输的过程中，都有AOIP技术的参与，这也是该技术的价值躲在。而且从AOIP技术的应用标准上看，AES67也是影响技术效果的重要因素。当然，目前的AES67标准还并不是尽善尽美，虽然具有明显的优势，但也存在很多问题需要解决。其中，如编码以及时钟等方面的技术，应用AES67标准则是其优势所在，标准可以突破模块壁垒，比如网络模块或者播控模块，都可以在标准之下完成整合，更加重要的是，标准也可以对AOIP技术形成有效的简化，还能够应用虚拟声卡，从而规避系统节点延时分析的情况发生。但是在高层次的产品或者是仅能实现简单对接音频流的产品之中进行使用，AES67标准的适用性就非常有限，所以在应用AOIP技术之时，也需要结合AES67标准的优势和不足，选择合适的产品类型。

2.AOIP技术的优势

2.1 操作流程简易

从AOIP技术的应用流程上看，可以发现整个过程是非常简易的，所以操作起来并不是复杂。包括从安装开始，仅需通过一根网线就能够将技术应用于播控系统之中。而对于传统的音频技术，无论是搭建还是安装，甚至是使用过程，都须要历经非常繁琐的程序。相比之下，AOIP技术的各个环节都非常简易，只需要网线的连接，就可以让不同的节点之间形成数据和信息的交流，从而完成对播控系统的管控。因此，操作流程的简易性，也是AOIP技术的主要优势之一，这种优势也可以在后续的系统管理和维护工作中进一步体现。

2.2 拓展能力强

传统的播控系统比较固化，相比之下，将AOIP技术应用在广播电台播控系统之中，则可以结合系统的需求不断进行调整，所以后者的系统也具有更强的拓展调控能力。在传统的广播电台播控系统的搭建工作开始之前，也需要对音频信息的制式进行确定，比如环绕声或者单声道等内容，这都是在模拟传输阶段需要进行重点建设的工作。而应用AOIP技术进行播控系统的建设，基本就可以忽略掉这些工作，而是完全以播控系统的需求为导向，需要完成哪些工作，就进行具体的调整。而且涉及到的控制信号，也无需进行新通道的搭建，直接传输就可以实现。此外，更加重要的是，有了AOIP技术的支持，广播电台播控系统也可以更好地完成数字设备的兼容，无需进行多项系统的建设，从而有效的节约建设成本。比如，路由器或者交换机，都可以进行整体的整合。

2.3 集约性

将AOIP技术应用到广播电台的播控系统之中，系统的运行流程也会更加简易，这也是系统高效性的重要保障。而且对于电台的工作人员来说，在操作实践中，也可以进行简易的调整，无需针对不同的播控设备进行复杂的控制工作。而且在传统的广播电台播控系统之中，也会应用到很多大型的设备，整个系统的运行也需要耗费大量的成本，所以应用AOIP技术，可以有效节约成本，很多新型的技术和设备都能够应用到工作站之中，比如虚拟声卡技术，就可以实现数据的异地备份。

2.4 创新性

网络信息技术的不断升级，传统的广播电台播控系统势必也会日益成熟。但是即使系统也在不断发展，但始终无法突破传统技术的局限性。而AOIP技术可以依托以太网实现系统的创新和完善，这也是一种另辟蹊径的技术手段。所以目前来看，与传统的广播电台播控系统相比于，AOIP技术支持下的系统也实现了如下多个方面的创新：第一，制作过程中可实现数据共享，突破了传统独立性的数据传输壁垒；第二，办公模式的信息化趋势越来越明显；第三，节目播出的形式有很大的转变。

3.广播电台播控系统的发展历程

3.1 传统模拟播控阶段

最初的广播电台播控系统为传统的模拟播控阶段，所以其结构也比较简单，无非就是两种形式，第一种是TDM总线，第二种是ATM总线。值得一提的是，这两种总线都是在模拟矩阵的基础上得以设计出来的，所以系统之中的信号传递，以及节目的调配和制作，都缺少有效的管控。所以在技术不断升级的背景下，这样的模拟形式的系统和设备也渐渐被数字化的技术和设备所取代，可以说当今的AOIP技术就是数字化发展趋势之下的产物。虽然在播控系统的传统模拟播控阶段，很多环节都不够理想，比如音频信号的处理能力就非常弱，电台的播出质量也有很大的提升空间，但是也正是拥有传统模拟播控阶段，播控系统的数字化进程才能够得以加快，音频工作站才能更加成熟。

3.2 广播电台融合网络阶段

在网络信息技术的支持下，很多领域都实现了巨大的改变和突破，而广播电台的播控系统也是如此，网络技术与播控系统也实现了有效的融合，二者的优势得以整合，也体现出了更大的合力。比如在数字矩阵和网络矩阵的结合下，广播电台的网络化进程也日益加快，当然，在这个阶段网络还没有得到全面的普及和应用，网络化的程度也比较浅，仍然停留在应用计算机进行操作的阶段。但是相比于传统模拟的播控阶段，数字音频信号则实现了多接口连接的方式，所以数据传输效率也实现了大幅度的提升。

3.3 全网络化阶段

广播电台融合网络阶段可以看作是播控系统的半网络化时期，而随着网络化的应用程度日益加深，当前已经形成全网络化的趋势，如APIO技术的应用，就可以依托以太网让整个系统以互联网+广播的方式呈现出来。全网络化的电台播控系统以主设备中心，从而对数字化的音频信号形成全面的管控，包括信号的传输和监测，都在系统的业务范围之内。所以相比于前两个阶段，广播电台播控系统的性能也要高出很大一截，不仅信号的传输质量高，传输效率也更有保障，对于工作人员来说，整个操作也要简易很多，更加重要的是，操作流程也更加安全。此外，全网络化的播控系统，也可以根据系统的需求进行随时调整，提高了系统功能的针对性。

4.AOIP技术在广播电台播控系统中的应用

4.1 在音频传输链路监测中的应用

对于广播电台播控系统而言，需要具备监测音频传输链路的功能，这也是系统可以正常运行的重要保障。而AOIP技术的应用，就可以实现这样的功能，而且技术的自动化优势也更加明显。在传统的播控系统之中，需要电台工作人员对音频传输连输的故障进行全面排查，从而锁定区域，最后再进行故障的诊断和优化。但是应用AOIP技术，则可以快速对链路的故障区域形成锁定，这可以减少工作人员很大一部分的工作量，不仅可以节省人力资源，也有利于进行硬件设施的维护，也有利于管控系统的建设和维护成本。在当前的市场之中，AOIP音频设备已经非常火爆，受到很多用户的青睐，所以生产商也在该类型设备上投入了大量的资金。随着智能技术以及云技术的不断发展和升级，AOIP技术势必会得到进一步的推广和升级。

4.2 在音频数据远程传输中的应用

在信息化和网络化的社会背景下，很多领域之内都有网络信息技术的渗透。而从音频设备的行业角度进行切入，设备的制造商也拥有了更加广阔的发展机遇，这也归功于AOIP技术在音频数据远程传输中可以得到有效的应用。首先，相比于传统的音频设备，AOIP音频设备的生产材料成本要低出很多，所以也更加有利于生产商进行成本管控。其次，相比于传统的音频设备，AOIP音频设备的售价也要更低，所以更有利于获得用户的认可，设备的市场份额也会得到持续性的扩增。再次，传统的音频设备采取的都是点对点的布线结构，而AOIP技术的介入，也改变了传统的布线结构，从而减少了材料的使用，更加有利于管控成本。目前来看，在音频数据的远程传输中，AOIP技术的音频通道可以高达512路，所以传统的单独占用链路的技术模式，也可以得到针对性的优化。比如网络多播技术正是以AOIP技术为基础，从而实现

了数据高效、准确传输，AOIP技术的优势就体现在了可以无需占用网络宽带就能够实现信号的传输。

4.3 在音频、播放网络创建中的应用

广播电台的播控系统，需要完成数字音频信号的搜集工作，而传统的广播电台，在创建录音和播放网络的过程中，所搜集到的音频信号很难保证质量。所以在AOIP技术的支持下，开发商可以设计出多种不同的虚拟声卡，比如Audinate公司，所制作的虚拟声卡就深受用户的青睐。有了AOIP虚拟声卡，在计算机的支持下，对音频数据展开编辑和播放，也就更加高效。

4.4 在机房同步系统构建中的应用

在AOIP技术没有应用在广播电台的播控系统之前，所应用到的是系统需要与AES11标准下的 WordClock数字系统进行同步，所以若是设备出现故障，那么整个系统也会随之瘫痪，这样的故障在数字化系统中也经常出现。而在机房同步系统的建设过程中，应用AOIP技术，则可以有效解决这样的问题，AOIP音频网络就可以自动获得同步系统，这是其自带的系统，所以也无需担心设备故障问题。具体而言，就是指AOIP音频网络通过分发不同的信号和数据，音频网络数据包不会影响到同步信号，有了QOS系统作为保障，所以网络时钟协议也会更加精确，时钟数据包的抖动也会得到有效的控制。

5.案例分析——AOIP技术在南昌广播电视台广播播控系统中的应用

在2018年12月份，南昌广播电视台的广播播控中心也正式得以使用，其中也就应用到了AOIP技术。不难发现，随着AOIP技术的升级和推广，音频传输技术也有了更加明确的前进路径，这在南昌广播电视台的播控中心建设过程中就得到了明显的体现。当然，系统的开发者和建设者为了保证系统的稳定和安全性，也并没有完全从未来的技术视角进行切入，而且结合了传统的系统优势，进行了综合性的开发和建设。具体而言，所打造的系统结构既包含传统的数字音频矩阵，而且这也是最为主要的结构，在此基础上再应用了AOIP的网络矩阵。通过备份的方式，将AOIP网络音频矩阵融入到了系统之中，既精简了系统框架，也实现了对信号的整体监测。

5.1 AOIP技术在播出系统中的应用

系统中的AOIP网络设计根据AES67—2015标准设计了双网络架构。针对网络中每个终端的双网络接口，分别连接到了两个独立的网络中，实现网络链路的冗余。利用多台AOIP音频路由器和千兆以太网交换机，可以实现多路AES信号或者模拟信号转化为IP信号在网络中传输，且可以将网络中的音频流转化为AES或者模拟信号传输到传统的音频设备。这样大大提高了部分对播控系统有必然需求或考虑经济性而利旧的传统专业音频设备在不具备网络接口的前提下加入到AOIP系统的效率。AOIP网络中，每个节点的音频信号可以路由到其他任意一个节点，实现在局域网中实时传输高品质、非压缩的节目播出信号。

5.2 AOIP技术在监测管理方面的应用

在广播电台之中，总控机房也是最为核心的系统构成，其中最为关键的功能就是进行声音的监听和监测。所以在系统设计的过程中，也需要针对核心监测点的声音进行管控，确保每个监测点都可以被监听到。而AOIP的网络系统，就可以实现对不同链路的信号进行采集以及传播，其效率非常可观。从直播间的播出延时前、后的信号，到矩阵的输入输出信号，再到多选一智能切换器、转播信号以及末级数字音分的输出信号，乃至发射机房的激励器前端音频信号，直接通过音频设备的AOIP接口就可以采集设备本身的内部信号质量和状态。这种采集方式更直接，省去了添加额外采集设备的麻烦，使得监听监测系统简洁明了。不仅减少了资金投入，也规避了采集设备本身出现故障而导致监测系统失效的风险，同时节约了音频设备本身的接口。一些传统的没有AOIP接口的设备，也可以通过AOIP路由器进行转换而获取。采集的不同设备和节点的原始信号，通过IT技术汇集到处理运算单元做进一步深层分析。

从传统的广播电台播控系统，一直发展到如今的全网络化的广播电台播控系统，整个过程离不开AOIP技术的支持。经过AOIP音频设备的实践，在广播电台播控系统中的应用优势也更加明显，如操作流程更加简易，拓展能力强，再加上集约性和创新性等特征，所以也深受用户的青睐。当前，AOIP技术在广播电台播控系统中已经得到了非常广泛的应用，比如在音频传输链路监测中、在音频数据远程传输中、在音频、播放网络创建中以及在机房同步系统构建中，都获得了非常好的应用效果。本文以AOIP技术在南昌广播电视台广播播控系统中的应用案例为例，重点分析了AOIP技术在播出系统和监测管理方面的应用优势，致力于为AOIP 的升级和发展提供一些参考建议。