基于AoIP技术的内部通话系统的应用与思考.pdf
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1、关键词通话系统 AoIP 技术 公网传输 云化业务基于 AoIP 技术的内部通话系统的应用与思考 作者 中央广播电视总台吴碧玉本文结合基于 AoIP 技术的内部通话系统在总台 4K IP 化移动外场系统中的应用,分析了该系统的技术特点,分享了对网络安全与网络质量和面对未来公网/云服务应用的一些思考。摘要在广播电视领域内,内部通话系统作为制作系统的一个重要辅助系统,在节目的直播和录制过程中扮演着非常重要的角色。在广播电视制作中,保持所有工种间行动的统一性尤为重要,内部通话系统就是为各工种提供可靠、实时、无缝通话的平台。在目前的广播电视系统中,内部通话系统往往不是单一种类的Party-line 通
2、话、矩阵通话或者无线通话,而是多种类通话的合成系统。结合各工种的工作特点,选择适合的通话接入方式十分重要。随着广播电视制播技术的发展和应用,内部通话系统的技术手段也已经丰富了不少。比如通话系统中利用 VoIP 技术可以解决低成本远程制作的通话需求,利用 AoIP 技术可以应对超高清 IP 制播系统的通话需求等。在广播电视制作向 IP 化、超高清转变的进程中,系统的数据传输方式由 SDI 向 IP 构架的转换,符合SMPTE ST 2110 标准的视频、音频、辅助数据流在不同的设备间交互制作,与之相适应,内部通话系统的IP 化也不断进化完善,越来越多的 IP 内部通话被应用在超高清 IP 系统中
3、。相比传统的、与 SDI 视频系统并行的通话网络,在 IP 化视频系统内,通话不再是独立的系统,可直接发送 AES67 信号进入核心数据交换机网络,并传输至通话面板、摄像机、腰包等各个节点,大大简化了整体系统。一 基于 AoIP 技术的内部通话系统的应用 基于 AoIP 技术的内部通话系统在中央广播电视总台首次应用于 2019 年建成的 4K IP 化移动外场系统,这也是总台首个基于 SMPTE ST 2110 标准的无压缩 4K IP 化系统。该 IP 系统共设置两张内部的物理网络,其一为视频、音频数据业务传输网络,另外一个网络类似传统演播室的控制网络。其中,数据网络在日常运行中以业务数据为
4、主,而控制网络可满足所有设备的控制功能,其中还包含了摄像机控制子网和通话子网。4K IP 化移动外场系统的数据网络支持 SMPTE ST 2022-7 标准,实现主、备冗余链路保障系统运行安全,以 COTS 通用交换机(思科 9336)为数据交换核心形成整张网络构架,系统内所有信号均进入主、备交换机,形成信号池的模式,再根据使用需求进行调度分发到各制作及输出节点,实现信号的转发和调度。系统内所配置的摄像机、切换台、画面分割器、包装、多通道服务器、4K 示波器、控制服务器、同步机及通话系统均以 IP 方式直接接入主、备核心交换机。系统中的控制网络主要使用两台思科 2960 交换机,同时配置 DC
5、NM 服务器作为 SDN 控制器。控制网络与传统 SDI 视频系统类似,目前大多数设备仅有单个控制网口实现设置及查看功能,因此网络中两台交换机互通使用,将系统内所有设备控制部分接入控制网络,此网络不具备完全意义的主、备功能。在控制网络中,包含了摄像机控制子网以及通话子网。摄像机控制子网主要包含摄像机基站及 OCP 面板的控制端口,以及摄像机控制单元。中心技术SYSTEM TECHNOLOGY084控制网络中设置了通话子网,本系统配置了Telos 的 Infinity 系列通话产品,全 IP 构架,可传输AES67 音频,脱离了传统通话矩阵的方式。通话系统内包含 5 个通话面板,两个有线腰包和两
6、个转换器直接接入控制交换机进行连通。由于系统内摄像机的通话也为 AES67 方式,因此控制交换机需要与核心数据交换机连通,以便通话数据传输。由于通话系统接入控制交换机除控制命令外还涉及通话数据信息,为保障系统安全,将通话系统与其他连接在控制交换机上的设备端口进行了 VLAN 的区分。二 在设计、集成和后续使用中的体会 在进行系统设计和选型时,对于传统四线矩阵方式和当时还刚刚出现的基于 AES67 的 AoIP 内部通话方式我们也进行了对比,这两种系统在实现方式和性能上有显著不同:设备与结构:传统四线矩阵通话系统通常需要大量的硬件设备和复杂的线路,而 AoIP 通话系统利用可用的 IP 网络,可
7、以大大减少硬件设备的投入。此外,AoIP 系统拥有更简洁、更易管理的网络结构;扩展性:一旦传统矩阵通话系统的硬件数量达到最大限额,就无法再扩展用户量或者需要更换硬件和线路。AoIP 系统的扩展性更强,只需要在网络中添加设备即可新增节点;音质:AoIP 通话系统可以提供无损音频,而传统的模拟系统在音频传输过程中可能出现质量下降;系统整合:AoIP 通话系统可以更容易地与其他IP 基础设施整合,例如流媒体、存储和分发系统等,这种一体化设计大大提高了工作效率;远程管理:AoIP 通话系统允许用户远程管理和控制,而传统的系统则需要在现场操作;用途:AoIP 解决方案更易于适应广播电视生产的变化和需求。
8、因此,基于 AoIP 的通话系统相较于传统的四线矩阵系统,无论在扩展性、音质、一体化设计,还是在远程管理等方面都优势明显。当时基于 AoIP 技术的内部通话系统,有几款在市场上广为认可的主流产品:Telos Infinity 系列:Telos Infinity 是一款创新的 IP 广播通信解决方案,提供无缝的、标量的、无矩阵通信。凭借先进的 IP 音频技术,Telos Infinity 保证了高音质、高可靠性地通信;RTS ODIN 系列:RTS 引领业界进入 AoIP时代,提供 ODIN 数字串行矩阵系统这类产品,它具有出色的性能和用户体验,可进行快速组网;Clear-Com 的 Eclip
9、se HX:Clear-Com 的Eclipse HX 提供了基于 AoIP 的一体化通信平台,可以14K IP 化移动外场系统控制网络24K IP 化移动外场通话系统构架Advanced Television Engineering085保证全面、稳定地通信,广泛应用于大型活动、舞台演出、电视台等场景;Riedel 的 ARTIST 系列:Riedel 是一个全球知名的通信和传输技术提供商,其 ARTIST 系列的矩阵系统基于 AoIP 技术,带来了无与伦比的音频质量和强大的系统扩展性。这四种产品凭借其高质量、稳定性和先进的技术特点,在广播、音乐制作、直播、舞台制作等诸多领域都得到了广泛应用
10、。而其中 Telos 的 Infinity 产品,由于其系统架构完全摒弃了传统的矩阵主机,而是依靠通用交换机进行传输交换,因此在基本理念上是最为纯粹和典型的 AoIP 方式。在集成和后续使用中,这类基于 AoIP 技术的内部通话系统表现出了以下几个特点:容易集成:由于采用了通用的部署方式来适配与现有的广播或声音系统集成,无缝连接,降低了系统升级的复杂度和成本。简单来说,由于系统的视频、音频、控制等均采用了通用交换机和标准 IP 协议,因此在部署时可以统一考虑,不需要针对不同系统分别考虑不同的线缆和传输方式,并且在多业务传输时也可以采用统一的交换机上联路由;易于操作:Telos Infinity
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