计算机自动编播系统

二、计算机自动编播系统

(一)系统构成

广播电台整个自动播出系统可以分为:网络系统和应用(数字音频处理)系统。

1．网络系统

网络系统主要包括布线子系统和网络设备子系统,它是实现数据传输和数据交换的物理平台,网络系统的形式、带宽和交换速度,直接决定了系统的工作效率。

2．布线子系统

网络系统中的布线子系统是指网线或光缆的布局,一个大型的计算机网络系统必须经过合理的布线才能更好、更可靠的发挥优势。为了保证系统的正常运行,一般应严格按照综合布线的要求施工。

3．网络设备子系统

网络设备子系统是指系统的网络交换机、网卡等网络设备。一个具有一定规模的数字音频自动播出系统,一般可以采用两级或者三级结构组成。它是整个自动播出系统的中枢神经,也是音频数据文件在各站点传输的通道。在网络设计时,必须保证其具有足够的带宽,以保证在多个工作站同时工作时,数据流的连续性以及将来系统良好的可扩容性。

4．应用系统

应用系统覆盖了电台从节目录制、节目编排、节目播出等各个环节,一般应包含以下几个部分:

(1)资料库子系统:主要由大型数据库硬盘阵列柜组成,主要用于数字化节目的存储和管理。

(2)制子系统:主要用于节目灌录、节目数字化制作。包括语言节目和文艺节目。

(3)管理/编排子系统:主要用于系统管理和播出节目的编制、节目单的审听。

(4)播出子系统:主要用于录播类节目自动播出和直播节目的辅助播出。

(5)监控子系统:主要用于系统的运行状态监控、播出状态监控和播出节目超长时间记录、查询。

(二)工作原理

1．技术层面

根据信号的体现形式,广播电台数字音频自动编播系统一般可以分为两个层面:第一层为数据层,具体体现为计算机和计算机网络,在这一层中,所有的音频信号均以计算机文件的形式出现,对它的处理和传输,类似于一般的数据文件。第二层为信号处理层,主要功能为音频信号的交换和模式转换,即模拟的音频信号或者AES/EBU各式的数字音频流在网络外的交换、调整。模拟信号通过A/D处理转换成可被计算机接受的数据文件,或通过D/A处理将数据层中以计算机文件形式存在的音频文件转换为模拟音频信号,或AES/EBU的数字音频信号,变为音频处理卡、调音台等硬件设备可以播放的声音。

在非线性数字化播出系统中,一个音频节目从制作到播出,要经过多次的层次转换。

从音频信号的走向来分,数字音频网络自动化播出系统有两种形式,即集中式和分布式,当然在实际使用中也不排除上述两种形式共同存在的混合式。这两种形式的区别主要在于音频接口和处理单元的物理位置。

根据我国电台的发展状况,多数系统在音频信号流向结构设计上采用分布式结构。这种结构系统安全性好,施工维护比较简单,结构灵活,对于今后系统改动扩容都很方便,这也是目前业界较为流行的方式。

2．系统流程层面

根据专业频道的内容设置,数字音频自动播出系统的工作流程可以归纳如下:

(1)节目的录入和制作

节目的录入和制作可以分为两大类,一类为音频资料的灌入和精品节目的制作,这类节目一般需要长期保存,用于播出或节目素材的保存;另一类节目为播出用节目,此类节目的时效性强,不需要长期保存,一般在节目播出以后便作为过时节目删除。

在节目的录入过程当中,现将节目直接录制在本地硬盘中,录音完毕后,经编辑、处理后形成一个成品节目,储存在本地的临时资料库中,经部门主任、系列台总监或者其他有权限人员的审听确认,根据节目类型发送到音频资料库或者播出库中。对发送到播出库中的节目,可同时将其编排进节目单中以实现自动播出。

对于新闻类时效性要求比较高的节目,可以在录制完毕以后,直接在录制站上监听,确认后发送到播出工作站,实现即时播出。

(2)节目单的编排和审听

节目单的编排有两种形式,一种未通过编排站从公共音频资料库、本台音频资料库或者播出库中,选取所需的节目和音乐,按照首尾相连的形式编制播出节目单;另一种为用节目编辑站将几个节目按照播出顺序和交叉混叠的要求进行音频编辑,生成一个待播节目组,发送到播出单当中,每天各个栏目的播出内容,经过总监或者相关权限人员审听批准后生效。

(3)节目的预载

播出工作站根据预先设置,提前将次日或者几天后要播出的节目内容,从中央音频资料库中预载到播出工作站的本地硬盘上。

(4)节目的播出

播出工作站从播出节目库中调入节目,按照节目编排站摄制的自动播出或者由主持人手动播出。对实现编好的已经预载到本地硬盘的节目,播出时可以直接从本地硬盘中读取数据,不再通过网线播放。对于临时选择播出的节目,系统自动从服务器中央数据资料库调取,以最大限度的满足播出要求。

图4-3　广播节目制播流程图⁽³⁾

(三)局域网组网技术

为了能将各个音频工作站和服务器有机连接起来,网络是必不可少的。目前比较流行的局域网组网技术包括:常规以太网、快速以太网、千兆以太网、ATM网络、FDDI等。

1．常规以太网

常规以太网(10M bps)是一种典型的媒质共享型网络。

常规以太网有10Base-5、10Base-2和10Base-T等。其中10Base-T以非屏双绞线为传输介质,在物理上是一个以太网集成器(HUB)为中心的新型结构。

以太网标准成熟、产品成熟,支持厂家多。10Base-T以太网具有简单的结构化布线、易于管理维护等优点。缺点是以太网采用总线竞争方式,当网络上工作站数量较多,网上信息量上升到一定程度后,工作站之间的信息碰撞几率增加,导致网络数据丢失、损坏,使网络实际传送速率急剧下降,网络利用率降低。为解决这一问题,可在以太网中引入交换技术,选用以太网交换机,为每个端口提供独占的10Mbps的传输速率。10Mb/s的常规以太网技术很难满足大信息流量,特别是多媒体信息通信的需要。

2．快速以太网(100Base-T)

100Base-T快速以太网直接由10Base-T以太网标准发展而来。同10Base-T相同, 100Base-T采用了IEEE802．3CSMA/CD的MAC协议层,并具有相同的振格式、拓扑结构。不同的100Base-T具有独特的物理结构,支持100Mbps的传输速率。

100Base-T具有以下特点:

(1)网络原生带宽为100M,支持全双工传输时可利用的带宽为200M,特别适合具有突发性通信和传送大型数据文件的应用环境。

(2)采用交换式数据传输时,终端或工作组网独占100M的带宽,使网络数据包碰撞几率达到最小。

(3)保留了10Base-T在集线器和桌面机之间使用100M长度非屏蔽电缆的星型拓扑结构,并规定了100Base-Fx支持270m长度的光纤电缆连接。

(4)采用了流行的网管软件和以太网管理信息库。完全兼容现有的网络产品,网络扩展性好,易于管理维护,能经济方便地集成网络,且能无缝升级到千兆以太网,与ATM网络兼容。技术标准成熟,市场产品具有良好的兼容性,组网成本较经济。

其缺点为:

(1)传输多媒体信息时,延迟较高,数据包传输错误率难以保证,图像质量一般。

(2)实时、交互动态传输多媒体信息时带宽不足。

(3)网络覆盖范围受5类UTP的限制。

3．千兆以太网

千兆以太网使用简单的以太网机制,为网络提供超过1000Mb/s的带宽,足以应付各种应用需求,如交换式工作组、局域网内部Internet、实时多媒体传输等。

千兆以太网具有以下特点:

(1)千兆以太网显著提高了传统以太网带宽,从根本上解决了带宽不足的问题。

(2)采用第三层路由交换机作主干网的核心交换机,可将服务器群集起来,从而提高了网络应用响应时间,增强系统安全性。

(3)使用传统的Ethernet CSMA/CD MAC协议,传统的Ethernet802．3振结构及振长度,因此它与10Base-T、100Base-TX/FX保持良好的向下兼容性,可实现无缝集成,网络升级、扩展很容易。

(4)保留现有网络的应用程序、操作系统、网络层协议及网管软件。

(5)支持全双工和802．3X端到端流量控制,支持VLAN。

(6)千兆以太网技术成熟,市场产品大多数满足于千兆以太网标准,具有兼容性、协调性、经济性。

该技术的缺点为:

(1)千兆以太网不支持真实的、端到端的服务质量,在传输多媒体数据流方面,采用传统的变长振,仍然存在传输延迟、延迟抖动。因此图像质量很难达到演播室质量,不具备ATM-LAN所特有的多媒体通信的实用性能。

(2)千兆以太网无弹性,不支持负载平衡。

(3)目前仅支持光纤介质。

4．ATM网络

ATM技术最主要的目的是适应多媒体通信而开发的。ATM具有53字节的短固定长度信元和端到端的面向连接,同时对不同级别的音频、视频和数据在整个传输过程中能提供较高安全保证。

ATM技术的一个重要特征体现在ATM交换机的通信机制上,它充分利用所有可利用的带宽来确保传输的最大效率。ATM网络的逻辑第二层和第三层结构与它的物理层结构分离,简化了互联网络和网络管理,允许管理员为实现高效的业务流量重新配置网络。

ATM网络的传输速率从1．5Mbps到622Mbps或者更高。ATM网络技术具有以下特点:

(1) ATM采用了53B固定的信元长度,代替了以太网中可变信息单元长度,克服了传输信息延时及延时抖动值无法估计的弊端,达到语音、数据、图形图像等多媒体业务的综合,它可用于很低的数据速率,也可用于很高的速率,具有很强的灵活性。

(2) ATM是面向连接的技术,可保持电路交换适合于传送实时性很强业务的优点。对于用户来说, ATM既可工作与确定方式,以支持实时性通信,也可工作与统计方式,支持实发性数据传输,具有很宽的可选择性, ATM网络是通过建立虚拟连接实现传输数据的。

(3) ATM采用快速分组交换技术来增强网络的吞吐量和减少信息等待时间,将链路层的差错控制交给网络终端来完成,从而提高了数据的传输速率和网络利用率。

(4) ATM允许在物理上分布的网络用户组内建立VLAN,从而简化网络管理,增强网络适应能力。

ATM技术的不足之处在于:

(1) ATM技术不是很成熟,标准尚未最后统一,不同厂家提供的ATM网络产品互操作性不高。

(2) ATM局域网采用LAN仿真技术,使ATM方案能支持使用任何数据网络协议标准的互操作网络,整个网络的使用效率成为推广使用的制约因素。

(3) ATM产品价格和ATM LAN升级的投资费用相对以太网要高的多;另外ATM网络的管理、维护具有较高的技术要求,维护费用也较高。

5．FDDI(光纤分布式数字接口)

FDDI是一种使用光纤作为传输媒体、高速通用的灵活机制双环网。它主要用于高速局域网或城域网主干连接,传输速率达100Mbps。

FDDI不及以太网普及,技术性能也逊于ATM网络。但由于它具有较高的可靠性,产品较为成熟,价格也在不断降低,所以在某些园区主干网络中还具有一定的市场。FDDI的主要特征有:

(1)使用基于IEEE802．1令牌环标准的令活传送MAC协议。

(2)利用单模/多模光纤为传输介质,具有较高的传输速率、可靠性及安全性。

(3)采用具有容错能力的双环拓扑结构,环路长度可达到100千米。

(4) FDDI具有动态分配带宽的能力,能同时提供同步和异步数据服务。在数据传输时,同步的视频、音频等连续数据流占据FDDI网的100Mbps带宽的一部分,另一部分则可用于传输异步的数据信息。

(四)应用系统基本功能及特点

应用系统是广播电台数字音频自动播出系统的关键,可以说应用系统的功能决定了自动播出系统的特点。

1．中央音频资料库

中央音频资料库主要用于音频资料及其数据库的存储、检索。系统中所有的数字音频节目均存储在音频资料库中,从物理上看,音频资料库是建立在硬盘或其他数字存储介质上,由于硬盘数据读取速度快,容量大,可靠性强,成为目前数据存储的主要介质,在计算机行业得到了广泛应用,在数字音频系统中也不例外。为最大限度地保证数据资料的安全性,数字音频系统的中央音频资料库一般都选用高可靠性的磁盘阵列柜。

除了物理存储,管理庞大音频节目资源的数据库的选择也至关重要,最常见的数据库有SQL Sever、Orcal、Access等。

数字化音频网络系统的一个特点就是音频节目文件的共享,但由于种种原因,如系列台之间、栏目主持人之间的竞争,对某些节目还有保持其独占性,根据目前国内电台的管理方式,一般对音频资料库的设立采用多库方案,主要共设立四种类型的音频数据库:

(1)总台公共音频资料库

本库由总台负责建立,里面的内容可以供各系列台的人员随意调用,资源共享,但其内容必须经专门输入,以确保其音频节目内容的正确性。

(2)系列台音频资料库

本库由系列台各自建立,只允许本系列台的人员访问调用,该数据库在逻辑上和总台音频资料库分开,在物理上则可以和总台音频资料库建立在同一个硬盘阵列柜上,也可以由各系列台单独建立服务器和阵列柜,这样可以分散网络上的数据流量,减轻网络的流量压力。分散型的数据库还有利于提高系统的安全性。对一些重要节目通过分散备份,可以确保节目的安全,如该数据库是建立在总台的大阵列柜中,其最大容量由总台系统管理员规定。

库中的节目又分为共享类和独占类,对共享类节目所有系列台的人员均可调用,而对独占节目只有占有者才能调用。且各类节目所占容量大小均可以由系统管理员设置规定。

(3)系列台播出临时库

本库主要存放各系列台的播出节目单和每个栏目的临时播出节目。

(4)广告库

每个系列台的广告单独管理、编单,受总台统一监管。

2．录制子系统

录制子系统主要完成节目的录音和制作,根据不同的录音要求,录制工作站可以分为三种类型,一种用于节目的灌录,另一种为语言录制工作站,再一种为综合节目录制站。可以根据各录音间的功能要求,分别选择不同的制作软件,如两轨语言录音软件、多轨制作软件等,通过不同设置,决定其发送和调用的数据库。

3．管理子系统

管理子系统主要由计算机主机和管理功能软件组成,负责管理每个系列台的音频节目库、栏目版块、人员权限以及各种系统信息的管理查询等。管理工作站在每个系列台都单独设置。其主要功能有:

(1)节目管理

节目管理可分为节目类别设置、节目查询、节目整理、节目复制,可根据具体情况对节目进行分类管理,并可按节目的名称、类别、关键字、作者、演播室等信息进行查找及视听。

(2)栏目管理

在栏目管理中,根据播出性质不同,可将栏目分为直播类、录播类和定点播分类。可以定义各栏目的名称及其播出性质,在播出时,播出工作站将根据不同栏目的性质,采用不同的播出策略。

(3)人员权限管理

系统的安全是设计的基本原则,为确保系统的安全运行,系统对所有人员设置相应的代号和密码,不同的人设置不同的权限,可以完成不同的工作。任何一个人在进入系统任何一个工作站时,都必须输入自己的代号和密码,系统将自动判断其权限,以决定其是否能进入该工作站,系统还将自动记录其进入和退出该工作站的时间已备查,从而对使用人员进行有效的安全和责任管理。

4．编排、审听子系统

节目编排工作站由计算机、放音卡、节目编排功能软件等组成,配有监听音箱。通过节目编排工作站可以完成播出节目单的编排、预听、审定等功能。播出站将按各栏目的播出时段,自动调取相应的播出单,按序自动播出,节目编排站主要功能为从各节目库中选取所需节目,并按播出时间的顺序要求进行排序,编排播出节目单。

其主要功能有:

(1)节目单编排;

(2)模板内容修改:为了提高编排效率,对每天重复播出的内容,如版头、电台呼号、定点新闻等,可预先编排进栏目模板中,当编排工作站自动创建每天的栏目单时,自动将播出节目编排进相应的节目单,不需要重复编排。

(3)栏目查询:编排工作站提供栏目单和节目单的查询功能。通过该功能,可以查询每天的栏目单内容和每个播出节目的详细情况。

5．播出子系统

节目播出工作站有大容量计算机、放音卡、播出监控卡及节目播出功能软件等组成。其输出端口连接到播出调音台上,配合主持人完成播出任务。播出子系统由播出工作站和导播工作站组成。播出工作站主要完成录播节目的自动播出和直播节目的辅助播出,导播工作站主要配合播出站工作,由导播员输入热线电话、新闻短讯等信息。

针对我国电台播出形式多样化的情况,播出工作站界面一般分别设置录播板块、直播板块、定点节目板块和广告播出板块以及资料库查询调用板块,使其能满足直播、录播、定点播出等多种播出方式的要求,必要的主备机结构,保证播出的安全可靠。

播出工作站的主要功能:

(1)栏目播出控制:当节目时刻表安排好后,系统将严格按照时刻表播出,当下一个栏目时间将到,而当前栏目还未播完,系统将智能判断它是否会超时,在该栏目预定结束时刻几秒钟时自动淡出,以确保下个栏目准点播出。

(2)节目单自动调入:在录播板块上,播出工作站将自动调入编排工作站编排好的节目单,并根据各栏目的播出时间段自动按编排好的顺序将节目逐个播出,通过拖放播出进程条,可调节每个节目的播出起始点。

(3)选择播出:当节目栏为直播类型时,可调用直播板块。在直播板块中,有列表播出和快捷键播出的两种播出方式,列表播出用于主持人从音频资料库中调用节目,临时播出;而快捷键播出则用于主持人的灵活选择播出,对一些频繁播出而又无规律的节目,如片头、栏目标题等,利用快捷键触发,操作更为简便。

(4)倒计时显示:节目播出时,系统自动倒计时,并以播出条显示剩余时间,便于主持人准确掌握切入时机。

(5)限时播出:当栏目时间表安排好以后,系统将严格按预先安排表播出。

(6)自动补白:当一个录播栏目的节目已经播完,而下一个栏目播出时间尚未到时,系统将自动以音乐补白。

(7)栏目锁定、节目单修改、节目属性查询、节目单查询、导播信息查询、随机录音、节目预听等功能也是属于编排与审听子系统的功能。

6．辅助、监控子系统

主要包括慢速录音、系统监控、语音信箱、校时部分。

(1)慢速录音

慢速录音主要对各套节目的播出进行超长时间记录,查询时,可按非线性方式任意检索审听。

(2)系统监控

在电台网络上的任何一台工作站安装播出查询模块,即可非线性查询记录内容,或实时审听当前各套节目的播出情况,查询可以在网上的任何一台工作站上完成,充分发挥网络和每一台工作站的作用,为科学管理提供依据。

(3)语音信箱

一台语音信箱可同时接听8路听众来电,各主持人可以在自己的工作站上审听、查询、编辑听众的来电录音,并通过录制站或编辑站将其做到自己的节目中去,使得节目更为生动。

(4)系统校时

时间的同步对播出系统来说是至关重要的。任何一台工作站,特别是播出工作站的运作均是以时间作为基准的,因此必须要求整个音频网上的工作站时钟均和时钟系统的主时钟同步。同时,全网的其他工作站均通过专门的校时软件模块和该工作站同步,从而实现全网的时钟同步。