AoIP技术在广播系统的应用

2024年6月6日发(作者：)

AoIP技术在广播系统的应用

发布时间：2021-11-06T01:59:45.158Z 来源：《探索科学》2021年9月下18期 作者： 王源

[导读] 随着AoIP技术的日渐成熟和不断普及，主流调音和音频矩阵几乎都标配了AoIP接口，不少周边设备也具备了AoIP功能，同时为实现

互通创造了条件。它打破了传统播控、监测、网络三大系统的壁垒，除个别需要异构备件的播出通道外，将大部分业务都统一到IP平台

上，打破了传统播控、 监测、网络三大系统间的壁垒，削减了大量的中间转换环节，简化了布线和系统 复杂度，提高了可靠性和灵活

性，同时有利于未来建立真正意义的音频云平台。

天津广播电视台 王源 天津 300070

摘要：随着AoIP技术的日渐成熟和不断普及，主流调音和音频矩阵几乎都标配了AoIP接口，不少周边设备也具备了AoIP功能，同时为实现

互通创造了条件。它打破了传统播控、监测、网络三大系统的壁垒，除个别需要异构备件的播出通道外，将大部分业务都统一到IP平台

上，打破了传统播控、 监测、网络三大系统间的壁垒，削减了大量的中间转换环节，简化了布线和系统 复杂度，提高了可靠性和灵活性，

同时有利于未来建立真正意义的音频云平台。

关键词 AoIP，播控，监测

1系统对比

传统的播控系统监测是将信号简化成电平表再去分析，需要有大量的插入采集设备和中间环节。AOIP（Audio-Over-IP）技术,即基于网

络的多路音频传输技术（100Mb/s： 64ch+64ch；1000Mb/s：512ch+512ch），双向传输质量为 48kHz,24bit 的不压缩音频信号。系统如果直

接通过设备的AoIP接口采集音频信号用于监测， 可省去大量插入采集设备和中间环节，能有效避免伪监测。打破了传统播控、监测、网络

三大系统的壁垒。

如果除个别需要异构备件的播出通道外，将大部分业务都统一到IP平台上，系统会得到前所未有的精简和融合。建立直接、可靠、简

洁的播控与监测。内容的音频质量与安全监测通过AoIP路由的建立，实现了对播出链路关键节点信号的实时质量分析，完全基于内容的一

致性比对；完全基于内容的延时量计算和判定。基于AoIP的机房同步系统利用AoIP网络的同步特性可以额外获得一个机房同步系统。音频

设备工作在网络时钟模式，也可以通过字时钟转接，它是一个冗余的同步系统。下图使用AoIP技术的播控系统传输监测网图。

网络路由的实现利用AoIP技术，实现基于IP网络的软路由和信源共享，具有容量大、操作简单、灵活度高、可管理性等优点。该系统

也实现数字音频云的应用，不管信号源和目的地在哪，也不管处理单元在哪，都能随时拉上关系，互相替代，互相备件。

2 基于AoIP的广播播控

完全基于AoIP的纯IP广播播控与监测系统它是全新技术框架，不是旧系统的AoIP的升级版。用ACM3提供面向应用的软硬件完整的解

决方案。ACM3 是完全基于AoIP技术的纯IP广播播控系统，主要包括：具备AoIP接口的直播调音台及数字音频矩阵、音频路由器（带AoIP

接口、MADI接口、模拟/数字音频接口）、多格式音频切换器（带AoIP 接口、MADI 接口、模拟/数字音频接口）等硬件产品， 以及基于硬

件产品的 C/S 架构的管理系统。ACM3能通过Dante 协议与国际主流广播级音频产品实现AoIP音频的互联互通。系统建立了针对所有产品的

统一网管平台，在同一个网络中能同时传递无损的音频。

目前国内正在使用的同类技术有：（1）使用插入监测，一方面由于该技术内部没有媒体同步时钟，音频数据传输为有损传输，不能保

证广播级的监听和传输质量，只能用于辅助监测；另一方面大量使用插入设备会造成系统过于庞大复杂，运转故障率高。（2）使用

CobraNet 技术，CobraNet 为非标准化企业协议，不同厂商设备互联性差，且传输通道十分有限，不能与 IP 网络稳定共存，需要建立专用网

络。

ACM3 运用AoIP技术克服了上述全部缺点，远优于上述两种解决方案。随着 AES67-2013 标准的颁布，国际上主流音频厂商的数字音

频产品AoIP接口的日益普及且统一在该标准之上，作为国内最先全面支持该标准的播控系统，ACM3 系统将成为国内播控系统的主流技术

发展方向，与国际最先进技术保持同步。

2.1 AoIP接口直播调音台

AoIP接口的直播调音台大部分是基于SHARC DSP 处理器芯片，单片 DSP 可同时处理64CH进64CH出的音频信号。采用网络化、模块

化、分体式设计理念，吸纳了当今广电领域众多用户的实际需求。各项技术指标完全符合《GY/T 274-2013数字调音台技术指标和测量方

法》I级标准。AOIP接口符合AES67-2013标准。配置灵活：用户可选配 16路以上的推子，每通道均具有 A/B 选择、相位纠错、均衡及动态

开关。16条以上独立立体声母线（PGM、REC、N-1、AUX、MONITOR等）。推子及控制模块采用高对比度、广视角的彩色 LCD 屏作为

显示单元，带触屏的台式 LCD 表桥，或选用平板电脑做表桥（如：iPad），以高速 CAN-BUS 作为连接各推子模块和控制模块的通信协

议，控制功能完善（对讲、监听、GPIO），可配导播控制器。前插式结构设计，易于扩展与维护。支持多种语言，可为用户定制。内置网

络交换机，开放通信协议，便于监测与集成。双路供电冗余设计，无单电源节点，系统运行更加稳定可靠。支持 MADI 光纤卡，方便与其

它设备互联，通过网络或串口，可自动校准调音台时间。

2.2其他设备

音频路由器，能将各种介质的音频信号（数字或模拟音频、MADI 音频、AOIP 音频）进行互相转换，通过网络接口实现双向传输。

GPIO、串口连接外部设备；OLED 显示屏（显示输 入输出信号电平），选择开关和监听输出；路由分配通过 PC 软件进行配置，可以开机

重载。基于 AOIP 传输技术，百兆网可双向传输64CH，千兆网可双向传输。512C音频切换器，硬件结构与音频路由器完全相同，技术指标

也完全相同，能将来自不同路由的音频信号（数字或模拟音频、MADI 音频、AOIP 音频），按预定的逻辑进行自动切换输出，同时具备关

机直通功能。

ACM3 网管系统，将上述设备联网后，ACM3 网管系统能够对系统中全部设备进行配置、监测 和管理，对音频信号进行任意调度、双

向无损传输、监测报警、网络监听、内容 比对、网络对讲、慢速录音、分析统计、日志记录等，真正实现设备互联互通、 音频信号双向传

输、完全网络化管理。

3 工艺创新要点

完成了对广播中心不同设备、不同传输路径和功能子系统的整合，除个别需要异构备份的播出通道外，将大部分业务都统一到IP平台

上，打破了传统播控、监测、网络三大系统间的壁垒，削减了大量的中间转换环节，简化了布线和系统复杂度，提高了可靠性和灵活性，

同时有利于未来建立真正意义的音频云平台。通过AoIP路由的建立，我们实现了对播出链路关键节点信号的实时质量分析， 以及完全基于

内容的安全性比对，避免了由于将信号简化成电平表再去传递分析带来的伪监测风险，这对安全播出有着十分重要的意义。

全 IP 组网，AOIP 音频与管理信息共网传输

系统可大可小、灵活扩展，小到一套节目，几台设备联网，大到十多套节目，上百台设备联网，均能稳定运行，并自动发现和管理设

备。实现音频信号在不同传输介质之间互相转换，实现模拟音频信号、AES 音频信号、MADI 音频信号、AoIP音频信号的自动切换输出。

支持虚拟声卡技术，通过网络完成代播和慢录功能，节省硬件投资。

传输密度高（24bit,48kHz 不压缩音频)：百兆网双向传输64CH 音频；千兆网双向传输 512CH 音频。具有极低的传输延时，小于1ms。

利用已有网络，不需要架设专用传输网。自动发现和管理设备，支持双网络冗余及自动备份切换，QoS 流量管理，支持单播和组播，有效

减少网络流量。系统管理平台基于 C-S 架构和数据库技术，应用层由人员管理、设备管理、信号路由管理、监测管理、报警管理、监听管

理、对讲管理、日志记录、统计分析、 代播及慢录管理等二十余个模块组成。