DHD RM4200D數(shù)字調音臺的應用——構建網(wǎng)絡化播控系統(tǒng)

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

【關鍵詞】數(shù)字化，網(wǎng)絡化，可編程自定義按鍵，CAN總線，MADI格式。

一、引言

播控系統(tǒng)的數(shù)字化、網(wǎng)絡化是廣播電臺信息化發(fā)展的必由之路。以DHD為典型代表的數(shù)字調音臺，其設計理念完全定位于數(shù)字化、網(wǎng)絡化，使用DHD數(shù)字調音臺及其光纖交換矩陣可以方便、快捷地搭建起一套網(wǎng)絡化播控系統(tǒng)，從而實現(xiàn)播控系統(tǒng)的數(shù)字、網(wǎng)絡一體化。

二、DHD RM4200D數(shù)字調音臺簡介

1、DHD的硬件組成

RM4200D數(shù)字調音臺是德國DHD公司的第三代產(chǎn)品，是針對數(shù)字化、網(wǎng)絡化的發(fā)展要求而研發(fā)的產(chǎn)品。其設計原理是：硬件系統(tǒng)僅僅是為軟件系統(tǒng)提供一個穩(wěn)定而強大的工作平臺，它將實現(xiàn)軟件所特定的全部功能。

圖1所示為DHD RM4200D數(shù)字調音臺（以下簡稱DHD）的系統(tǒng)組成，可概括為控制單元、DSP音頻處理機柜與音頻接口（圖中未作標示）三個主要部分?？刂茊卧瓿蓪σ纛l信號的控制、監(jiān)測功能；DSP音頻處理機柜完成對所有音頻信號的混減、效果處理等功能；音頻接口部分則完成DHD與外部設備、信號之間的連接功能。

DSP音頻處理機柜與控制單元（包括控制面板、表頭和控制盒）之間采用CAN總線連接，由于其間通過的僅是控制信號，沒有音頻信號，即便控制部分的單元模塊發(fā)生故障，也不會影響音頻信號的輸出。CAN（CONTROLLER AREA NETWORK）簡稱控制器局部網(wǎng)，它采用多主競爭式總線結構，具有多主站運行和分散仲裁的串行總線以及廣播通信的特點。CAN總線上任意節(jié)點可在任意時刻主動地向網(wǎng)絡上其它節(jié)點發(fā)送信息而不分主次，因此可在各節(jié)點之間實現(xiàn)自由通信。又因為其數(shù)據(jù)段長度最多為8個字節(jié)，通信速率可達1MBPS，從而保證了通信的實時性。再加之CAN采用CRC 檢驗并提供相應的錯誤處理功能，因此具有極強的抗干擾能力及糾錯能力，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，又能通過光纖傳送MDAI格式的數(shù)字音頻信號。如果在DSP音頻機柜中配置了MADI模塊，通過光纖以MADI格式可傳送多路數(shù)字音頻信號（最多56路）。MADI（Multi-channel Audio Digital interface）全稱為多通道音頻數(shù)字界面接口，是以雙通道的AES/EBU接口標準為基礎的多通道數(shù)字音頻設備界的互連標準。使用一條BNC接頭同軸電纜或光纖可串行傳輸24位的56個通道的線性量化音頻數(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，所以實際的傳送率為100Mbps。

DHD具備網(wǎng)絡接口，通過監(jiān)控PC可以方便地對調音臺進行操控。

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對聲音操作的一致性。

DHD整機采用多重冗余設計，系統(tǒng)穩(wěn)定性高。所有部件采用模塊化安裝方式，易于擴展。

2、DHD的軟件配置

DHD RM4200D調音臺控制單元所有推子、按鍵均是可編程自定義的。通過軟件設置，用戶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可將調音臺配置為不同的工作模式，并保存為相應的配置文件。使用時，通過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個軟件：

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

2、路由設置軟件：配置音頻信號的輸入/輸出路由。

3、DSP效果處理軟件：可對任意一路音頻信號進行效果處理。

4、遠程操控軟件：在監(jiān)控PC中運行，采用TCP/IP網(wǎng)絡傳輸協(xié)議，通過以太網(wǎng)可對已連接調音臺進行遠程操控，實現(xiàn)單機操作的全部控制。軟件界面如圖2所示。

3、DHD的功能

總體而言，一臺全配置的HDH RM4200D可實現(xiàn)如下功能：

滿度電平：0dBFS＝＋24dBu，滿足《數(shù)字音頻設備滿度電平》標準的要求

強大的40bit處理單元，超強的動態(tài)范圍，DSP處理功能包括：瞬態(tài)限幅，均衡，壓縮，擴張，噪聲門，限幅器，超低頻濾波器，嘶音消除器，N－1矩陣

最大768個內部路由通道；最大192個輸入/輸出通道（數(shù)字AES/EBU/SPDIF及模擬（MIC/LINE）輸入）；最大支持12個MADI端口，每個端口可傳送56路數(shù)字音頻信號

真實的輸入/輸出路由矩陣切換功能

模擬及數(shù)字信號擁有48個總線通路及輔助輸出通路

6組獨立的立體聲監(jiān)聽路徑及預監(jiān)聽

所有的系統(tǒng)設置軟件均為綠色軟件，無需安裝，運行于Windows系統(tǒng)下。設定好的參數(shù)儲存于調音臺的Flash-EPROM中，通過加載不同的配置文件可實現(xiàn)多種操作模式，快速啟動（開機后一秒即可正常使用）

三級同步機制：外部AES/EBU同步信號、WordClock信號，內部時鐘同步信號，優(yōu)先級可自行設定數(shù)字輸入口帶取樣頻率轉換器全面的監(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)的應用

1、系統(tǒng)設計

以往，由于調音臺不具備網(wǎng)絡功能，因而在使用中大都以單機操作為主。近幾年，隨著網(wǎng)絡化調音臺的不斷推出，在實際應用中，我們就不能再沿襲傳統(tǒng)的使用模式，應拓寬思維，充分利用調音臺的網(wǎng)絡功能，進行網(wǎng)絡化的操控，以達到科學、高效管理的目的。

鑒于DHD系統(tǒng)具備網(wǎng)絡功能的這個特點，我們可以構建這樣一個網(wǎng)絡化播控系統(tǒng)：該系統(tǒng)整體定位于數(shù)字化、網(wǎng)絡化，如圖3的播控系統(tǒng)拓撲圖所示。系統(tǒng)構架以主控中心為核心（放置一臺DHD光纖交換矩陣），同一樓層采用n套直播機房＋1套備播機房的工作模式，所有直播機房均使用DHD RM4200D調音臺，且機房內配備相同的音頻工作站、CD、MD等外設。直播時，主持人在直播機房內對DHD RM4200D調音臺進行單機操作；錄播時如采用巡檢方式，主控中心的值班人員可對所有播出機房的DHD RM4200D調音臺進行網(wǎng)絡操控。

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以及各調音臺的控制信號。也就是說，系統(tǒng)中主要存在兩個網(wǎng)絡：音頻光纖傳輸網(wǎng)絡和調音臺的控制網(wǎng)絡。

首先說音頻光纖傳輸網(wǎng)絡（圖3中綠色實線表示部分），該網(wǎng)絡主要用于音頻信號的傳輸。既然采用數(shù)字化，那就徹底采用光纖傳輸音頻信號，與傳統(tǒng)的電纜相比較光纖傳輸?shù)膬?yōu)點這里不再贅述。將所有直播機房內的DHD RM4200D數(shù)字調音臺（通過其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，傳輸?shù)囊纛l信號MADI格式。通過音頻光纖傳輸網(wǎng)絡傳輸?shù)囊纛l信號包括：直播機房內調音臺的主、備輸出信號，主控返送給機房的時鐘同步信號、機房返送信號、六響、報時信號以及各種轉播信號等等。另外，主控中心與各直播機房之間的內部通信信號也可作為一路音頻信號通過光纖網(wǎng)絡傳輸，這相當于整合了一套內通系統(tǒng)。

再說調音臺的控制網(wǎng)絡（圖3中黑色實線），該網(wǎng)絡主要實現(xiàn)對所有直播間內數(shù)字調音臺的操控功能。雖然每個DHD RM4200D數(shù)字調音臺都具備一個網(wǎng)絡控制端口，但需要說明的是：首次使用前，必須要通過RS232口將DHD初始化，為其分配一個固定的IP地址，之后才能使用其網(wǎng)絡控制功能。通過雙絞線將所有調音臺的網(wǎng)絡控制端口連接至一臺交換機，就組成了控制網(wǎng)絡，通過TCP/IP協(xié)議就可以對每個調音臺進行訪問和控制。通過控制網(wǎng)絡，使用監(jiān)控PC可以根據(jù)需要更改調音臺的實際配置，實時監(jiān)視調音臺的各通道推子、按鍵的工作狀態(tài)，并能同步控制調音臺的任意操作。出于安全考慮，實際應用中應將DHD系統(tǒng)分配在一個物理上獨立的LAN或邏輯上獨立的VLAN內；為了便于管理，應將所有調音臺和控制PC的IP地址劃分在同一網(wǎng)段內。

其它需要實時播出信號的部門，諸如錄制機房、網(wǎng)絡播出機房、有線播出機房、審聽間等，可以通過DHD路由控制單元使用網(wǎng)線直接連至主控中心的光纖交換矩陣（見圖3中DHD路由控制單元的連接），來獲取所需的播出信號。

3、網(wǎng)絡化播控系統(tǒng)技術特點：

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

2）布線少。對于音頻信號，以往直播機房與主控的信號送傳輸多采用模擬、數(shù)字電纜，電纜數(shù)量龐大且擴容不便。該系統(tǒng)的光纖音頻傳輸網(wǎng)絡傳送MADI格式的數(shù)字音頻信號，一路光纖最多可以傳送56路數(shù)字音頻信號，即便直播機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），即便日后擴容也十分方便。對于控制信號，主控與各直播間調音臺的控制信號也只是采用一根五類雙絞線即可。

3）采用光纖傳送信號損耗小、質量高。如果主控中心與各直播機房在同一所大樓內，這種短距離的光線傳輸對于音頻信號來說幾乎沒有任何損耗。極端舉例來說，對于小型電臺（當需要單獨傳送發(fā)射時），甚至可以把DHD調音臺的DSP音頻處理機柜直接放置在發(fā)射臺的發(fā)射機前端，進行遠距離傳送，這在省卻了大量中間環(huán)節(jié)的同時，很大程度上提高了信號傳輸?shù)目煽啃裕辉诒ＷC節(jié)目傳送質量的同時，還便于臺內管理，同時也節(jié)約了大量開支。

4）充分實現(xiàn)共享節(jié)目資源。對于各套頻率的播出信號，通過DHD光纖交換矩陣，各直播間的播出信號可相互交換，便于互轉操作；通過DHD路由控制單元，其它部門，如錄制間也可實時錄制播出信號，網(wǎng)絡播出機房也可實現(xiàn)網(wǎng)絡廣播，等等，非可以說是非常方便，只是添加一個DHD路由控制單元和一根連接到光線矩陣的網(wǎng)線而已。

5）系統(tǒng)簡潔，集成了主控與直播間的內部通訊功能。以往主控中心與各直播機房的對講需采用單獨的一套內通系統(tǒng)，將不同廠商的內通系統(tǒng)與播出系統(tǒng)完全整合起來雖然可能，但對于整體系統(tǒng)來說卻也十分復雜。而該播控系統(tǒng)則可將主控中心與各直播機房的對講信號作為一路音頻信號，通過光纖傳輸網(wǎng)絡，便實現(xiàn)內部通訊功能。

6）網(wǎng)絡化操控，高效快捷。對于該系統(tǒng)，可以說網(wǎng)絡化操控是其最大的特點。區(qū)別于以往，原來的播出系統(tǒng)只能在直播機房內對調音臺進行單機操作；而該系統(tǒng)中除了在直播機房內可按傳統(tǒng)的工作模式對DHD調音臺進行單機操作，同時在主控中心，值班人員還可通過監(jiān)控PC對各直播間調音臺的工作狀態(tài)進行監(jiān)視和實時操控。當直播機房發(fā)生緊急情況時值班人員能夠在最短時間內進行處理。譬如及時切換至備份播出機房應急播出操作：當某套直播機房內的調音臺發(fā)生故障且在短時間內不能恢復而需要切換至備份播機房應急播出時，由于主控中心的監(jiān)控PC中存有各套直播機房DHD調音臺的配置文件，此時只需將該故障機房DHD調音臺的配置文件加載到備份播出機房的DHD調音臺，就可以馬上將備份播出機房的調音臺配置成剛剛發(fā)生故障的直播機房調音臺的工作模式。期間再啟動備播機房內相應頻率單位的音頻工作站，經(jīng)過主控中心矩陣的切換，這樣在很短的時間內就可以完成切換至備份播出機房應急播出操作，進行正常播出。對于主持人而言，只是換了個房間，其它則沒有任何變化。

總的來說，網(wǎng)絡化操控使得直播機房的管理變得十分簡便：對于主持人的直播操作，主控中心的值班人員可以及時發(fā)現(xiàn)處理一些主持人的誤操作；對于巡檢這種工作模式，可以節(jié)省大量值班人員、簡化勞動強度、大大提高工作效率。

四、小結

本文簡要介紹了DHDRM4200D數(shù)字調音臺，并充分利用DHD調音臺的網(wǎng)絡特性給出了DHD系統(tǒng)的應用方案，從而實現(xiàn)了網(wǎng)絡化的播控系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡化調音臺的廣泛使用，各電臺（電視臺或其他使用單位）可針對自身特點、實際工作需要，一定會建立起一個真正適合自己的播控系統(tǒng)。文中不足之處，懇請大家指正。

【參考文獻】

DHD RM 4200D Manual

李清斌《計算機與音響設備的接口及標準》