广播播出智能化切换及垫播系统的设计和应用
廖锦瑛
摘要：文章主要介绍了福建省广播电台总控播出智能化切换及垫播系统的设计和应用情况，分析了该系统的具体架构和主要特点，对安全性、可靠性方面的考虑以及需要注意的问题。
关键词：多层智能切换 数字矩阵 网络矩阵
广播总控机房是广播电台播出系统的中心枢纽，保证播出信号安全不间断传输是其第一要务。设计一套安全可靠的播出信号智能化切换和垫播系统，是保障安全播出，实现零停播率播出的关键。
福建省广播电台总控播出智能化切换及垫播系统依托DSW104+数字音频智能切换器、NOVA73数字矩阵与CAS网络矩阵构建，结构对称、逻辑清晰、信号优先级选择合理。保障系统在多种故障状态时能够自动判断，智能处理，提高了系统的安全性和可靠性，最大程度降低了停播率，减轻值班人员在主用播出信号丢失的情况下应急判断处理的压力，避免停播事故。
一、结构对称、功能对等的主备传输链路。各频率播出采用两个结构对称的的传输链路：音频切换器→音频处理器→光端机。主备传输链路完全独立，互为备份，在不停播的情况下，可分别检修维护，满足全年24小时不间断运行的要求。相应地，作为传输链路第一级的以音频切换器为关键设备构建的播出智能化切换和垫播系统也是主备两条链路，系统无单一故障点。系统架构与信号流程图如图1。
二、多层自动切换和垫播。第一层智能化切换——音频切换器“三选一”多通道切换。主备DSW104+数字音频智能切换器均设置三路数字输入信号（二路为外部输入加上一路切换器内部垫乐信号）和一路数字输出信号，这三路输入信号按照优先级依次排列。
每个直播间调音台输出两路直通的AES/EBU数字音频信号（主延时后）分别接入主备音频切换器的第一路输入，作为主用信号。NOVA73数字矩阵和CAS网络矩阵的输出信号分别接入主备音频切换器的第二路输入，作为备份信号。值得注意的是，数字矩阵或CAS网络矩阵输出的信号又设计了多重切换。切换器内部垫乐信号为第三路输入信号。系统正常运行期间，第一路作为主用信号输出。当第一路输入信号故障或停播时，在设定的时间范围内切换至第二路输入。当前两路都没有信号时，系统自动切换到内部补乐输出，保证播出信号不中断。在特定情况下也可选择手动切换。
第二层智能化切换——数字矩阵和网络矩阵的多节点切换。主音频切换器的第二路输入为数字矩阵的信号。我们通过数字矩阵系统的软件切换功能，又将本路设计了四重自动切换。第一路为直播间延时后MADI信号，第二路为直播间延时前MADI信号，第三路是“一播四”工作站输出的与该频率播出站同步播出的节目单信号，第四路是CAS网络矩阵输出信号。这四路输入信号按照优先级依次排列、依次切换，在特定情况下也可选择手动切换。
备音频切换器的第二路输入为网络矩阵的信号。各频率直播间配置一台broadcasttools手动音频切换器，三路输入信号分别为直播间备延时后信号、该直播间备份调音台信号、音频播出站信号。系统正常运行期间，切换器输出为直播间备延时后信号，在机房检修或者主调音台故障时，根据需要手动切换至备份调音台信号或者音频播出站信号。该手动切换器的输出接入CAS网络矩阵，作为总控备音频切换器的第二路输入。
三、两套矩阵互为备份。NOVA73数字矩阵与CAS网络矩阵相互独立，相互备份，各自均能完成信号的切换、传输、监听、监测。它们相互关联，相互输出接入对方系统，实现相互调度。
四、系统设计中安全性和灵活性的考量。在把矩阵信号放在音频切换器的第一路还是第二路这个问题上，根据福建省台的播出实际流程，进行了安全性和灵活性的权衡。福建广播电视台的外来转播信号通过直通的数字音频电缆或数字音频矩阵、网络矩阵，送至各频率直播间，各频率的转播均由直播间人工操作，再由调音台输出至总控系统。我们把直通的直播间数字音频信号放在主备音频切换器的第一路，因为这一路信号经过的设备节点最少，保证了其高可靠性。数字矩阵信号与网络矩阵信号分别放在主备音频切换器的第二路，并且在该路又设置多重切换，实现了系统多节点备份和灵活性。在特殊的极端情况下，该路也可调度所需的矩阵系统中的任意输入源，体现极大灵活性。
广播播控系统中的数字音频设备的同步都使用同步系统输出的外同步信号。在系统测试时，我们发现DSW104+数字音频智能切换器设为“外同步”方式時，在外同步信号丢失的情况下，切换器无法输出信号。经过与厂家的沟通，通过音频处理器的固件升级，在外同步信号丢失的情况下的，切换器自动转为“内同步”方式，解决了该问题。
该系统自投入应用以来，实现播出的智能化切换，将播出停播率降到最低，大大减少了值班人员的压力，达到设计的预期目标。目前系统技术指标保持良好，主备数字音频播出通路均符合《电视中心播控系统数字播出通路技术指标和测量方法》（GY/T 165-2000）的相关标准。标准要求数字波形幅度峰峰值在+2.0V～+7.0V范围内，数字音频输出抖动幅度<0.07UI。我们测试的各频率数字音频播出通路的数字波形幅度峰峰值在+3.38V～+3.47V范围内，数字音频输出抖动幅度在0.006UI～0.009UI范围内，符合技术标准。
本系统的设计和构建采用了主备两条结构对称、功能对等、切换逻辑清晰的链路，极大地提高了系统的安全性、可靠性。该系统实现了多通道、多节点、多层次的智能化自动切换，将停播概率降到最低，最大程度保障了广播安全播出。（作者单位：福建省广播影视集团）
参考文献：1.惠鹏程：《陕西电台总控矩阵系统》，《西部广播电视》，2014（9）。
2.王 蕾，程永军：《浅谈安徽电台数字网络化总控系统的应急处理方案》，《新闻世界》，2010（9）。
摘要：文章主要介绍了福建省广播电台总控播出智能化切换及垫播系统的设计和应用情况，分析了该系统的具体架构和主要特点，对安全性、可靠性方面的考虑以及需要注意的问题。
关键词：多层智能切换 数字矩阵 网络矩阵
广播总控机房是广播电台播出系统的中心枢纽，保证播出信号安全不间断传输是其第一要务。设计一套安全可靠的播出信号智能化切换和垫播系统，是保障安全播出，实现零停播率播出的关键。
福建省广播电台总控播出智能化切换及垫播系统依托DSW104+数字音频智能切换器、NOVA73数字矩阵与CAS网络矩阵构建，结构对称、逻辑清晰、信号优先级选择合理。保障系统在多种故障状态时能够自动判断，智能处理，提高了系统的安全性和可靠性，最大程度降低了停播率，减轻值班人员在主用播出信号丢失的情况下应急判断处理的压力，避免停播事故。
一、结构对称、功能对等的主备传输链路。各频率播出采用两个结构对称的的传输链路：音频切换器→音频处理器→光端机。主备传输链路完全独立，互为备份，在不停播的情况下，可分别检修维护，满足全年24小时不间断运行的要求。相应地，作为传输链路第一级的以音频切换器为关键设备构建的播出智能化切换和垫播系统也是主备两条链路，系统无单一故障点。系统架构与信号流程图如图1。
二、多层自动切换和垫播。第一层智能化切换——音频切换器“三选一”多通道切换。主备DSW104+数字音频智能切换器均设置三路数字输入信号（二路为外部输入加上一路切换器内部垫乐信号）和一路数字输出信号，这三路输入信号按照优先级依次排列。
每个直播间调音台输出两路直通的AES/EBU数字音频信号（主延时后）分别接入主备音频切换器的第一路输入，作为主用信号。NOVA73数字矩阵和CAS网络矩阵的输出信号分别接入主备音频切换器的第二路输入，作为备份信号。值得注意的是，数字矩阵或CAS网络矩阵输出的信号又设计了多重切换。切换器内部垫乐信号为第三路输入信号。系统正常运行期间，第一路作为主用信号输出。当第一路输入信号故障或停播时，在设定的时间范围内切换至第二路输入。当前两路都没有信号时，系统自动切换到内部补乐输出，保证播出信号不中断。在特定情况下也可选择手动切换。
第二层智能化切换——数字矩阵和网络矩阵的多节点切换。主音频切换器的第二路输入为数字矩阵的信号。我们通过数字矩阵系统的软件切换功能，又将本路设计了四重自动切换。第一路为直播间延时后MADI信号，第二路为直播间延时前MADI信号，第三路是“一播四”工作站输出的与该频率播出站同步播出的节目单信号，第四路是CAS网络矩阵输出信号。这四路输入信号按照优先级依次排列、依次切换，在特定情况下也可选择手动切换。
备音频切换器的第二路输入为网络矩阵的信号。各频率直播间配置一台broadcasttools手动音频切换器，三路输入信号分别为直播间备延时后信号、该直播间备份调音台信号、音频播出站信号。系统正常运行期间，切换器输出为直播间备延时后信号，在机房检修或者主调音台故障时，根据需要手动切换至备份调音台信号或者音频播出站信号。该手动切换器的输出接入CAS网络矩阵，作为总控备音频切换器的第二路输入。
三、两套矩阵互为备份。NOVA73数字矩阵与CAS网络矩阵相互独立，相互备份，各自均能完成信号的切换、传输、监听、监测。它们相互关联，相互输出接入对方系统，实现相互调度。
四、系统设计中安全性和灵活性的考量。在把矩阵信号放在音频切换器的第一路还是第二路这个问题上，根据福建省台的播出实际流程，进行了安全性和灵活性的权衡。福建广播电视台的外来转播信号通过直通的数字音频电缆或数字音频矩阵、网络矩阵，送至各频率直播间，各频率的转播均由直播间人工操作，再由调音台输出至总控系统。我们把直通的直播间数字音频信号放在主备音频切换器的第一路，因为这一路信号经过的设备节点最少，保证了其高可靠性。数字矩阵信号与网络矩阵信号分别放在主备音频切换器的第二路，并且在该路又设置多重切换，实现了系统多节点备份和灵活性。在特殊的极端情况下，该路也可调度所需的矩阵系统中的任意输入源，体现极大灵活性。
广播播控系统中的数字音频设备的同步都使用同步系统输出的外同步信号。在系统测试时，我们发现DSW104+数字音频智能切换器设为“外同步”方式時，在外同步信号丢失的情况下，切换器无法输出信号。经过与厂家的沟通，通过音频处理器的固件升级，在外同步信号丢失的情况下的，切换器自动转为“内同步”方式，解决了该问题。
该系统自投入应用以来，实现播出的智能化切换，将播出停播率降到最低，大大减少了值班人员的压力，达到设计的预期目标。目前系统技术指标保持良好，主备数字音频播出通路均符合《电视中心播控系统数字播出通路技术指标和测量方法》（GY/T 165-2000）的相关标准。标准要求数字波形幅度峰峰值在+2.0V～+7.0V范围内，数字音频输出抖动幅度<0.07UI。我们测试的各频率数字音频播出通路的数字波形幅度峰峰值在+3.38V～+3.47V范围内，数字音频输出抖动幅度在0.006UI～0.009UI范围内，符合技术标准。
本系统的设计和构建采用了主备两条结构对称、功能对等、切换逻辑清晰的链路，极大地提高了系统的安全性、可靠性。该系统实现了多通道、多节点、多层次的智能化自动切换，将停播概率降到最低，最大程度保障了广播安全播出。（作者单位：福建省广播影视集团）
参考文献：1.惠鹏程：《陕西电台总控矩阵系统》，《西部广播电视》，2014（9）。
2.王 蕾，程永军：《浅谈安徽电台数字网络化总控系统的应急处理方案》，《新闻世界》，2010（9）。
