新世纪公共广播技术

 
内容提要 对2000年以来,前沿的公共广播技术作了介绍。包括嵌入式公共广播系统、使用基于TCP/IP协议的网络化公共广播系统和相控阵声柱。
 

关键词 经典广播系统 嵌入式智能化广播系统 基于TCP/IP协议 网络化广播系统 相控阵声柱

 

 

 

   公共广播系统回顾

      新中国成立后,公共广播系统在我国发挥了重要的作用。党中央的精神通过公社广播、单位广播传遍神州大地。

      当时的公共广播比较简单,追求统一和共性,主要用于发布新闻和政令。

      改革开放后,追求统一和共性的广播系统逐渐为个性化、多样化和多功能化的独立系统所取代。例如,在酒店,通常需要多套背景音乐节目广播,并与消防中心联网兼作消防广播;在校园,需要对作息时间作定时编程广播;在机场、车站等交通枢纽,需要音频矩阵分区广播;等等。各使用单位的公共广播系统通常由若干个机柜组成,广播设备就安装在这些标准机柜上。广播设备的品种很多,有各种音源设备和功放,及定时、分区、监听、消防接口等不同功能的设备供使用单位选用。一些较小的使用单位会购买一体化的公共广播设备,这类设备也有很多种,各自集成了不同的功能。这个时期的公共广播系统,功能已逐步趋于完善,但几乎是全套模拟技术。我们通常称之为经典广播系统。

 

 

 

   2000年后的新技术广播系统概述

      公共广播技术在不断快速发展。随着技术不断进步,市场需求不断扩大,公共广播行业越来越壮大,公共广播系统越来越复杂,设备越来越多。用户要求公共广播系统在功能强大的基础上操作简单、管理容易、性能可靠,于是市场上相继出现了智能化、可寻址、网络化等公共广播系统。在广播扬声器方面,对扬声器环境适应性、单个扬声器的覆盖区域、扬声器音质、电声对建声的补充等方面,跨越了一级又一级台阶,迈向了新的高度。下面举例介绍2000年之后出现的较典型的新技术。

      2000年,美国雷拓公司推出智能化公共广播系统,这是最早的嵌入式公共广播系统。由于CPU的嵌入,大量模拟系统的功能被软件虚拟,系统集成度飞跃提高,人性化轻触界面开创局面。智能化广播系统将整个公共广播系统全盘置于工业计算机管理之下,其“智能化”体现在以下方面:

      1.集成度高。一台智能化广播主机可集成除了功放之外的全部功能。

      2. 操作简化。经典广播系统有大量的旋钮、按键,操作者有时只会使用其中部分功能,有时会忘记一些操作。而智能化广播主机用电脑窗口触摸屏界面与操作者交互,非常友好,通常有“使用向导”指导操作,易学易懂。

      3. 安全性高。智能化广播主机使用了工业电脑,本身的可靠性已有保障。毕竟广播系统要成年累月地运行,所以通常还会增加一些可靠性措施,例如有监控软件和硬件在监视系统运行;系统自动还原技术;故障自动检测,并在屏幕上提示,同时生成运行日志以备查询;低姿态代偿技术得到应用:电脑万一死机,失去了定时、分区等功能,但能全区广播,在一组独立于电脑之外的硬件支持下低姿态运行。

      4. 功能增强。较之经典公共广播系统,智能化广播系统有广播音乐节目海量存储空间;各广播区和节目源可随意命名;定时或事件控制能力更强(程序可打开或关闭某些广播区,定时切换音源、播放曲目,等等);可检测记录功放的状态,远程有权限的分级控制……

      智能化广播系统是软件与硬件的有机结合,软件与硬件相得益彰,各自具有专门的可靠性措施,以保证广播系统在各种环境下能成年累月正常运行。有些公共广播产品将控制软件和硬件设备分开,控制软件安装在任意一台电脑上,实施对硬件设备的控制,硬件设备不能脱离电脑运行,这种公共广播系统是不可取的,其可靠性不能保证。

网络化公共广播系统

      网络化公共广播系统因这样一些需求而产生:远距离传输、大面积覆盖、操控管理的智能性和灵活性、方便调整分区规划、总线制传输、功能的多样性(如多组同时寻呼、分区可应答等)等等,经典广播系统难以满足这些需求。而网络化广播系统将传统的公共广播网变成了一个数据网,彻底解决了这些难题。

网络音频最早使用cobranet协议。广州雷拓于2003年推出使用基于TCP/IP的协议的网络化公共广播系统。我们认为,演出系统常用的cobranet协议用在公共广播系统系统中并不合适,主要因为它不能基于互联网运行,不宜于大面积覆盖。基于互联网的网络化公共广播系统,功能十分强大,下面介绍网络化广播系统的一些特点:

      1. 与传统的有线公共广播系统相比,网络化广播至少解决了以下一些问题:

       l 有线公共广播的功率传输线路不仅需要较大的线路截面,而且不便于实现多路传输(不便于实现线路复用)。

       l 模拟信号不便于实现多点控制、不便于实现各个终端之间的互动。

       l 现代智能建筑内部要求建立数据网、视频网和声频网。公共广播是声频网的主要组成部分,如果予以数据化,将可以实现三网合一。

      2. 传输距离远,覆盖范围大。网络广播系统在网络上传输的信号全部是数字信号,与传输模拟信号相比,失真更小,信噪比更高。通过光纤等载体,网络广播的传输距离远远超过其它广播系统。

      3. 综合了经典广播系统和智能化广播系统的优点,并具有崭新的特色。具有智能化广播系统的高集成度、高可靠性、友好互动等优点;具有可寻址广播系统的随意划分广播分区和分 区编组等优点(可寻址广播系统是一过渡性的产品,将逐步被网络化广播系统所取代,故本文不详细介绍);广播终端可挂在局域网线到达的任何地方,不受广播机房限制;各广播终端可以有独立的运行程序,节目、定时可各不相同;具有终端点播、终端分区寻呼、远程控制等互动功能。

      在网络化广播系统的基础上,广州雷拓又推出了超大规模的网络广播媒体矩阵系统,它的每一台广播终端设备都是一个多路音频输出输入的广播媒体矩阵,并有各种控制信号的IO接口,然后由广播媒体矩阵主机将各终端联系起来形成大规模的矩阵(最大可达10000×10000),例如,一个建筑群,每栋建筑都可使用一套小的广播媒体矩阵系统,之后从总体上又可全局控制这些小系统,特别适用一些大型的公共广播场合。

      在公共广播扬声器方面,2000年之后出现了不需要布线的环保广播扬声器,它利用无线传输信号,利用太阳能、风能等供电;也出现了单个即能覆盖一个学校运动场的高声压级广播扬声器;国际上开始利用电子技术改善扬声器系统和扩声声场的性能。这里值得关注的是 “相控阵声柱”技术。

      扬声器是电声系统的瓶颈,长期制约电声系统的发展。此前,我们主要是用物理声学的办法寻求改进。也曾试图用电子技术,例如“扬声器控制器”、“均衡器”等,但未能取得突破性进展。

      相控阵声柱在固定安装后,能在扩声现场对其指向特性(包括音质)进行实时的遥控调节,满足扩声需要。

      相控阵声柱的原理大致与相控阵雷达相同,但是在极低频和频带极宽的条件下,使用DSP技术对声柱中的各个单元实行相控,得到不同的波阵面,从而改辐射声束的变偏转角和辐射角。相 控阵声柱采用DSP芯片处理,不仅实现了传统声柱无法做到的一些功能,且令音质产生了质的飞跃。相控阵声柱引入DSP技术,开创用电子技术(而不是物理声学),突破性地改进扬声器系统性能的、崭新的、巨大空间。

      新世纪国内的公共广播行业,各企业逐渐成长,规模不断扩大,产品从早期的模仿,到现在具有了一定的创新能力。源于市场竞争的需要,企业的管理层开始重视创新,在技术上你追我赶,形成了百花齐放的可喜局面。国家一直关注公共广播行业的发展,在相关部门的指导和支持下,公共广播国家标准即将出台,这将对规范和引导公共广播行业发展起到良好的作用。

 

 


 

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