单播与多播 服务质量保证 配置方法 自动优化音频延时 同网不同采样率 主备网络冗余接口 音频接口数量(ch) AVB升级 有限支持 不支持QoS只能通过 VLAN 手动配置 不支持 不支持 支持 2×2 / 8×8 / 16×16 不支持 完全支持 完全支持 3层QoS Zerocof自动配置 支持 支持 支持 8×8 / 64×64 / 128×128 支持 4. AoIP / AVB技术在广播制播系统的应用前景
4.1 传输载体同质化带来的变革
一直以来,广播中心分别使用不同种类的电缆来连接音频设备和网络设备, 音频专用电缆有平衡话筒线、数字音频线等,电脑网络则使用 5类、6类线,甚 至一些电台还分成音频传输部和计算机网络部来分别管理这些布线和系统。
由于AoIP/AVB直接使用以太网/IP网来传输实时音频信号,同时也不必象 CobraNet那样设置独立专网,所以音频网和计算机网可以实现一定程度的融合, 其带来的好处是:布线变得更为简洁,系统变得更为灵活,管理变得更为方便。
目前主流数字调音台几乎都具备了AoIP接口,接口规模从 8×8 通道到 64 ×64 通道不等,一方面可以把调音台不同的输出母线捆绑送往总控进行处理和 监测,或作为主输出的备份,另一方面还可以通过网络将转播信号群由总控以组 播方式直接广播到直播调音台供选择使用;所有这些用 1 主 1 备两根电缆就能搞 定,除了音频信号外,设备运行状态、机房温湿度状态、视频监控流及各工作站 网络数据等,也都可以一起包含在这对电缆中传输。
虚拟声卡是AoIP技术的一大发明,在音频工作站安装虚拟声卡后,工作站 可以直接录制来自AoIP的音频实时流,也可以将音频文件播放成实时流后送往 网络,省去了AoIP—AES3/模拟—声卡—工作站的中间环节,减少了音频损耗, 也节省了专业声卡的费用,虚拟声卡支持 WDM 和 ASIO 驱动,能兼容运行所有立 体声和多轨制播软件;这项技术的典型应用是直接用来作为网络慢录工作站或网 络代播工作站。
图 8 传统意义的传输和监测系统
图 9 新一代的AoIP传输和监测系统
有人担心AoIP网络与计算机网络合在一起是否会发生相互干扰或因拥塞而 阻断数据,其实这个担心是多余的:一方面,我们现在建设的网络都已经是千兆 以上的网络,所有这些服务加在一起,相对负载其实并不算高;另一方面,我们 有QoS机制来保障时间敏感性数据流的优先通行,另外还有主备网络的冗余来 消除设备层面及路由层面带来的隐患;当然,对播出链路信号,我们也还可以用
传统的 AES3或模拟链路做异构备份处理。
4.2 组建新一代的监测调度管理体系
深度 IP 化的设备有着易被管理的特性,透过局域网,整个系统的设备有可 能被统一的网管平台所识别和调度。在以往系统中,大量传统设备因不具备可用 的管理接口而置身于智能系统之外,有的即便安装了类似 SNMP 这样的网络管理 协议和接口,能获取的信息仍非常有限,大量的音频数据流一开始就被简化成电 平表再用于事故分析,原因就是无法直接将音频数据完整地送去运算分析,因此 也必然存在着伪监测的风险。
基于内容的监测是新一代总控管理系统的核心特征,对同一链路的主备信号 进行内容级的比对分析,通过相关算法获取其内容相关性、延时量、以及噪声、 频响、削波等真实信息,相比以前只对电平表进行分析,是一个质的飞跃;而要 做到这一点,前提是将不同节点的音频信号汇聚到一起,才能进行深度分析,而 这一点只能依靠AoIP/AVB 网络才能实现。
网络矩阵和网络路由是网络音频传输的产物,通过控制协议能方便地改变音 频流在AoIP网络中的流向,同时利用组播功能能轻松地在传输节点复制所到达 的音频流,从而实现网络音频的分配和切换,这些功能类似于传统意义上的矩阵, 所以我们称它为网络矩阵,所不同的是网络矩阵是弥散在整个网络中的无中心设 备群,不会因为个别节点的故障导致灾难性的全线中断,随着控制机制的完善, 其安全性远大于必须将信号汇于同一机柜的传统矩阵,而在现阶段,我们经常通 过设计成传统矩阵和网络矩阵互为备份来强化大系统的安全性。
AoIP/AVB 技术有利于建立更加完善和强大的总控监测管理体系,主要表现 在以下几个方面:
(1)设备管理:能对所有入网设备进行发现、配置和远程管理 (2)路由管理:对传统路由和网络路由进行统一的分析调度,获取系
统链路实时状况,完成备份管理以及定时切换和应急切换 (3)监测管理:基于内容的故障监测和报警管理,并完成日志记录 (4)监听管理:能实现全网全节点的无损监听,真实反映原始质量 (5)对讲管理:利用网络音频传输技术实现远程对讲
(6)慢录和代播:通过虚拟声卡对任意指定节点进行慢录,同时能将
代播信号通过网络送往故障点
4.3 实现真正意义的数字音频云平台
我们正在迎来一个海量数据时代,也称为“云”的时代,IT技术的发展使 核心网络、计算及存储的性能变得越来越强大;我们以 48K采样 24位量化的数 字音频为例,它的原始码率为 1.152Mbps/ch,即使考虑传输开销,在百兆网络环 境下,能容纳的传输通道将达到 56个,在千兆网会突破 512个,如果是 10G网 络、100G网络,数量将超越我们传统的想象;在广播中心,媒资库、音频工作 站、数字调音台、各类信号源和播发平台都通过相同的网络联成一体,越来越多 的资源可以共享,越来越多的单元可以随时组合和拆分,形成一个无所不包、无 处不在的“音频云”。
对接入终端而言,调音台、工作站已经没有绝对意义的功能区别,调音台因 为具备了AoIP/AVB功能,它的输入通道和输出母线已经可以不必是物理意义的 输入和输出,比如说通过推子可以启动一个服务器上的文件播放,然后封装成 AoIP流形式,再通过网络到达调音台参与混音处理,而母线输出也可以直接由 AoIP流变成服务器的文件;对音频工作站则可以不安装声卡,混音声轨既可以 是来自AoIP设备的实时轨,也可以是来自硬盘的虚拟轨。
在音频云平台中,不管信号源在哪,不管信号目的地在哪,也不管音频处理 单元在哪,都能通过网络平台随时拉上关系、互相连通,相互替代,这对整合系 统资源、增强冗余备份、减少系统复杂度,都将具有非常重大的革命性意义。
5.结束语
如果用一句话来总结全文的话,我愿用“昨天、今天、明天”来概括,那就 是“昨天—CobraNet,今天—AoIP,明天—AVB”。网络化将带给音频界巨大的 潜力和便利,使它融入当代巨大的 IT 信息浪潮中;无论哪种技术,都深深烙着 时代的印迹,它的存在和优势都是相对的,不能简单地判断是好是坏,孰优孰劣; AoIP及 AVB 的发展也一样,它们与网络的传输和交换技术息息相关,与最先进 的 MCU 和 DSP 的处理能力直接挂钩,而一旦历史为其打开大门,它的优势将无法 阻挡,面对传统化的改造也将最为深刻和彻底;我们相信:“模拟-数字-网络” 是 AV 发展的必由之路,而“更高的性能和更简单的方案”将是这条道路带给我 们的巨大回报。