转播车系统设计说明.docx

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转播车系统设计说明

第一部分　数字转播车音频系统设计方案

一、目标档次定位

黑龙江电视台是我国最大的电视传媒机构之一，在国内外享有很高声誉，电视人的辛勤劳动为祖国和人民赢得了荣誉、为中国广播电视事业的发展做出了重要贡献！

黑龙江电视台将该高清数字转播车定位为“国际一流”的多功能现场电视转播工具，也将为2009大冬会提供可靠的技术保证。

根据以上的定位判断，下面分别来说明该系统设计方案。

二、技术指标定位和设计依据

整个音频系统符合数字音频格式和输入输出接口规范，数字满刻度电平0dBFS=＋24dBu，数字音频基准信号来源于视频基准。

数字音频接口和制作参数符合以下标准：

GY/T156-2000演播室数字音频参数；

GY/T158-2000演播室数字音频信号接口；

GY/T192-2003数字音频设备的满度电平；

GY/T193-2003数字音频系统同步；

AES3-1992两通道数字音频串行平衡传输格式及输入输出接口；

AES-3id-1995不平衡同轴电缆AES3传输规范；

AES10-2003多通道数字音频串行接口（MADI）；

AES11-2003演播室数字音频设备同步；

AES17-1998数字音频设备测量。

三、系统设计理念及系统流程

3.1系统设计理念

1.系统设备选用国际知名品牌，配置科学、合理、趋于先进性、前瞻性；

2.系统运行应安全可靠、操作简单、维护方便。

3.高清数字转播车音频系统的设计具有整体性，并为功能的升级和扩展留有空间；系统整体框架、系统接口以及相应的系统设备均预留有充足的扩充余地，以备以后系统扩展升级。

4.基于数字转播车音频系统的重要性，对数字音频设备的系统稳定提出了极高的要求，相应配置音频设备两张数字调音台一主一备，并做到系统最优化设计；两套调音系统设备既能做各子系统内部的DSP、电源、光纤传输热备份，同时实现系统间的相互热备份。

5.系统整体留有相互备份功能，并备有应急方案；系统局部出现问题在最短的时间利用系统热备份、光纤矩阵冗余或跳线方式恢复工作。

6.利用LAWO数字调音台强大的信号处理及路由分配功能、实现各种音频的特殊处理、资源共享及系统升级；

7.利用LAWO数字调音台强大的记忆能力，保证现场现场快速反应，音响师可快捷、方便地通过数字调音台预制通道分配静音、“场景快照”等的自动操作功能。

8.采用LAWO数字光纤传输网络系统强大矩阵功能及冗余设计，实现音频信号稳定地在系统内部与外部之间的自由分配、交换；并减少互联信号的失真，做到资源数据共享、科学管理，并对外部信号严格隔离，避免对系统的交叉干扰。

9.主、备调音台系统、信号交换系统之间利用光纤冗余系统、“一键控制”切换或跳线方式互为热备份，作为系统的应急备份方案，提高系统的稳定性及应变能力。

10.利用LAWO数字光纤传输网络系统的检测及保护功能，使数字调音台、处理核心及各基站自始至终处于最佳工作状态，并实现实时远程监控。

3.2系统流程

1．系统网络及总体构成

对于本次设计音频系统，它们除能独立完成其使用功能外，我们还将其统一纳入到一个光纤网络当中去，使所有的分项子系统构成一个大的网络系统，信号一旦接入任何一个接口的子系统，便可以在整个同类大系统内任意调用控制和处理，使用起来非常方便，充分实现系统资源共享和集中管理的科学理念。

2．系统控制及传输：

在一个大的音频系统中主要设备莫过于调音台，它是系统的心脏和系统的核心处理部件。

在高清转播车中我们共选用了一张大型数字调音台和一张备份数字调音台。

A、主控调音台为德国LAWO公司：

24＋8个物理推子MC266数字调音台1台；

B、备份调音台为德国LAWO公司：

12个物理推子zirkon数字调音台1台；

LAWO品牌的调音台都以上乘的音质、可靠的质量、人性化的操作界面而著称于世，受到全球音响师的青睐和爱戴。

特别是LAWO数字调音台基于独立LINUX服务系统的冗余DSP处理设计，将数字调音台的稳定性提高到前所未有的水平，也在世界音响行业内传为佳话。

3．系统备份：

为了彻底的、全方位的解决转播车音频系统的稳定性及应急能力问题，我们充分听取用户设计理念和用户以往的使用经验后，参考了国外多个知名电视台的高清车及演播室音频系统，并和LAWO厂家技术人员共同设计、制定方案，总结LAWO工厂在欧洲转播车系统集成的成功范例和我司以往经验，考虑各种可能出现的特殊情况，设计了一套全方位的系统备份解决方案。

A．系统的“数－数”热备份：

在系统连接上两张数字调音台分别担任主控调音台和备份调音台，两台之间通过信号传输系统相互连接、相互为热备份。

所有信号通过备份光纤输出卡系统一分为二，并分别进入主、备调音台；实现在紧急情况下主、备调音台的实时无痕切换，音频系统可方便、快捷、安全、可靠的进行正常运转。

他们将通过LAWO的NOVA光纤传输系统联结起来，构成一个采用环状与星型结合的网络整体系统，两张调音台的音频子系统既可以独立使用，同时可以实现相互的备份。

所有的信号在进入NOVA光纤传输系统以后，即可实现资源的共享，也就是音频子系统的数字调音台MC266可通过光纤传输系统调用音频子系统zirkon的音频信号进行调整、控制；反之也然。

数字转播车音频系统简图

B．内部“数－数”备份：

在本音频设计方案中所采用的LAWO主控调音台基站及光纤传输系统内部均采用冗余备份设计；处理中心的音频处理卡、电源供应器等实现在线热备份，当万一某张处理卡不工作时，备份马上投入系统工作；在光纤传输系统方面，我们采用了稳定性最高、应急能力最强的双环光纤回路设计，联接各基站、处理中心及调音台控制面板等，在出现紧急情况时，如某一光纤回路不工作或受损时，系统将不受任何影响；在主输出信号同样也作了充分备份，除了一个导播信号，还设计了两个备份导播信号供播控采用。

LAWO数字调音台内部音频系统

NOVA73数字音频处理中心

5．数字音频光纤基站（信号交换机）

本次所设计的转播车音频系统中，德国LAWO公司的数字调音台的处理中心NOVA73、光纤基站DALLIS将是一个非常重要的设备（详细参看后面设备说明），这是一个非常灵活的、模块化结构的综合性界面接口，在多种可选择的主体框架内，使用人员可根据需要，任意组合各种输入输出接口模块、DSP处理模块、控制信号模块、多种传输模块（包括光缆传输模块）等，从而形成一套最适合当地具体使用的界面接口，这个接口将涵盖所有A/D及D/A转换、各种数字音频信号接口、系统处理、系统控制、信号传输等等在内的多种功能。

所有信号的沟通传输均通过这些基站以光缆形式完成。

音频系统中，信号沟通与传输可分为两个部分：

子系统内部的传输以及子系统与子系统之间的传输。

在每个子系统内部信号传输将以主控机房的主交换基站NOVA73（17）为中心，与其他所有本子系统内的基站DALLIS通过MADI双环光纤进行星型联接，子系统内部以及与其他子系统的信号交换在NOVA73（17）数字音频处理中心的DSP核心内进行。

6．系统信号流程

（1）、此次设计中，为保证系统的一致性，转播车音频系统中，自传声器拾取信号后至送给录制设备和发射之前，主要音频信号的传输、处理等均为数字方式（模拟音频设备接口除外）。

DALLIS光纤传输基站

（2）、为便于现场的信号拾取，我们在室外的DALLIS流动基站内共设置了16+16路麦克风接口。

为方便音响师在演出中单路使用和分组使用，我们还将佧侬插座和多芯插座以并联方式设计，每个接线箱有12通道多芯插口2个共24通道，还有一个为16通道接口箱；用来作为舞台拾音器的信号接口。

（3）、车内数字音频光纤传输基站DALLIS设有模拟信号、AES/EBU数字信号接口及MADI双环光纤接口，除以上说明的16个通道话筒接口外，另允许多个音源或其周边设备通过32个AES/EBU数字输入和输出通道经跳线常闭接点接进系统，该系统的连接方法也是音响师常用的惯例，因话筒在常规节目中是使用量最大和使用频率次数最多的设备。

（4）、话筒信号经接线盒进入DALLIS光纤基站的模拟输入模块，并可根据实际需要提供幻相电源、倒相、增益等处理；信号接入后，经A/D转换成数字信号，再由光纤传输模块经光纤环路与音响系统控制机房NOVA73数字音频处理中心相连通；供其他各基站调用信号以及主控调音台MC266调整处理。

主控制机房的基站配置有多个数字与模拟输入输出接口模块，用于各种节目源（硬盘录相机、硬盘多轨录放机、HD录放机等）、混响效果器等周边设备的系统接入与接出，供调音台调用处理；其拥有强大的数字信号处理系统，可实现多通道数字音频矩阵、增益、参量/图示均衡、压限、延时等处理功能，经过调音台调整后的信号由NOVA73数字音频处理中心的路由发送模块，将信号通过MADI光纤环路送到光纤基站，再由D/A模块转换成模拟信号或直接由AES/EBU接口输出，并接入相应的设备。

四、调音台的选型

调音台是系统的核心，性能的好坏对整个音频系统有着举足重轻的地位，直接影响到整个系统的效果和质量，而系统的稳定性、操作的灵活性则可直接影响到音响师的发挥，因此在音频系统中调音台的选型是关键。

因此根据音频系统的分类布局及转播车的功能要求，选配时综合各方面的因素，为了提高现场使用的灵活性，本方案设计中从调音台的电声性能指标、音色、功能、质量、稳定性及兼容性等方面进行全面优化配置，经过多重严格的筛选，确定选用大量应用于世界多个著名电视台的德国LAWO数字调音台。

LAWOMC266数字调音台

4.1数字调音台

数字调音台作为音频系统控制和处理的核心，其性能、参数指标、系统运行的可靠性、操作的灵活性都是对演出成功的有力保证。

从产品操作的便利性、直观性、运行的可靠性、对声音的处理质量以及人体工程学等角度出发，我们选配以生产专业数字调音台而闻名的德国LAWO公司世界顶级MC266及zirkon数字调音台。

MC266数字调音台吸收了早期调音台的精华，在技术和控制功能上都有了显著改进；拥有全新的处理和非常灵活的控制面板，其操作界面与模拟调音台已经基本完全一致，通道控制钮键的位置与传统模拟调音台基本一致，非常符合习惯了模拟调音台的操作人员的使用。

调音台控制面上的操作非常细致，更加强化中央控制区；采用性能稳定、功能强大的NOVA73（17）数字音频处理中心及成熟的操作系统软件。

其主要特点有：

（1）．音频信号的处理采用数字技术，具有保真度高、动态范围大、抗干扰性强、无信号损失等特点；MC266及zirkon调音台运用LAWO已十分成熟的NOVA音频网络处理技术，40Bits浮点电路和40比特内部字长，能够运行于44.1、48或96kHz。

与调音台相连通的NOVA数字音频处理中心提供基于国际FDDI标准的MADI光纤接口，并可通过光纤环路传输网络数字与其它光纤基站相连，实现二、三级调音或热备份工作；同时通过光纤基站将舞台话筒接口、音源等互连成一个双环星型光纤传输网络，提供广泛的模块式模拟界面I/O及多种格式数字I/O等。

（2）.控制面被配置成多个通道区，每个通道区有8个电动推子通道条，还有一个主控制区；本系统配置的MC266调音台有32个电动推子；zirkon调音台有12个电动推子；充分满足系统多种变化的需求；任意输出通道均可设置成辅助、编组或母线输出，极大提高系统输出通道的处理能力和输出的灵活性。

（3）.每一路输入通道均可实现动态的处理，因此不必在话筒的输入通道上加载特别的音频处理设备进行动态以及均衡的处理，可实现增益、均衡、高/低通、压缩/限幅、扩展/噪声门、相位、延时、插入等这些功能的处理。

（4）．调音台带有可自由定义的声像系统及声像定位遥杆，使效果声系统的声像定位操作变得更加简单和形象；调音台备有各种预先限定的配置，其中包括立体声、环绕声，兼容SDDS、Dolby及DTS等环绕声系统。

（5）．LAWO调音台的设计完全融合了人体工程学，其为调音师创造了一个舒适的操作条件，最适合调音师的操作界面，数字调音台非常接近模拟调音台操作方式的数字台，它甚至比模拟调音台更加直观。

一般调音师都能快速地掌握这个调音台的使用方法，这样可以极大地方便外来调音师操控。

直观的操作界面，数字调音台都是利用旋钮来改变所要目标功能的参数量，通过发光二极管或主控区显示屏来监测改变的参数值，这些参数值显示于旁边的发光显示栏或主控区显示屏。

（6）.安全可靠性，调音台是保证音频系统正常运行的核心。

从转播车的安全性出发，应选用带多重可靠性预防措施的数字调音台。

影响调音台正常运行主要有两方面因素：

电脑控制的调音台操作界面和DSP数字信号处理中心。

从技术角度来讲，MC266及zirkon调音台都只是一个系统控制器，工作人员通过通道钮键、键盘或鼠标等进行操作从而向NOVA73（17）数字信号处理中心及各基站发布控制指令，

LAWOzirkon数字调音台

在处理中心与基站内实现信号处理。

因此万一数字调音台在操作界面发生“死机”时，仍会保证音频系统按照“死机”前的工作状态继续工作，操作界面重新启动后又可恢复界面上正常的控制操作，且重启的时间很短，因此这已不是数字调音台的主要问题，只有DSP数字处理中心是影响数字调音台正常运行的关键性因素。

LAWO的DSP数字处理中心NOVA采用的一系列可靠性设计，调音台除了电源备份之外，还可实现DSP资源的备份；DSP卡起控制处理信号作用，万一其中一块DSP卡出现问题，备用DSP卡会实时的自动承担起坏DSP卡的处理和控制能力；所有卡都是热插拔的，因此不会导致现场演出中音频信号的中断，其还拥有如“自动修复系统”、“TDMBUS”总线技术、“独立的信号处理方式”等设计，全方位有效地保证了数字调音台在用于现场控制的安全可靠性。

这种安全可靠性已在众多的重要场合中得到了充分验证。

如在贵州电视台、天津电视台、2004年雅典奥运会、德国HBS电视台、德国美因兹电视中心、德国汉堡电视台、德国慕尼黑电视台、日本朝日电视台、芬兰电视台；伦敦BBC广播电台、苏黎士电台、日本广播电台以及转播车等传媒场所；美国20世纪福克斯公司、美国ABCTV工厂、柏林新龙电影制片厂等电影厂成功运用；用户反映非常好。

（7）.LAWO数字调音台提供从单声道－SDDS7.1和DolbyEX（根据监听器机架自由扩展）的声音进行全面监听，包括编码器插入、每个通道上的单独的SOLO独奏/静音MUTE、可替换的5.1监听器选择和预置的监听电平锁定；自动功能采用Automation系统，对每个操作控制、运动推子和综合编辑与控制功能提供快照和全动态自动控制；主控面板能够显示所有处理功能的当前和存储的自动数值，从而能更直接地调到更精确的混合点。

（8）符合人机工程学的功能设计，人性化的操作界面，多功能的显示系统，完全能够满足各种演出节目的多功能现场调音、直播、录音的综合使用需要；对于应用的zirkon调音台，本系统还配置了1台DELL电脑，用于显示大量设置/运行状态的监视，独立的控制计算机也能对系统进行相同的控制。

在显示器可显示指定信息、均衡器设置、PAN设置、动态设置、总线/矩阵电平等内容；调音台还允许通过个人电脑进行编辑、维护及升级等工作。

（9）.基于LAWO已成熟的NOVA核心音频网络技术，结合最新的FDDI的数字传输网络及数字音频信号MADI光纤接口，采用双环星型拓扑网络结构，即星型拓扑双环连接，NOVA73核心数字信号处理中心除具备主辅环连接和双电源冗余外，其路由器、处理模块、光纤接口均采用100％冗余备份；组成一套性能可靠、功能强大的，集数字信号传输、数字信号处理和数字信号控制为一体的高质量光纤网络传输系统；系统中的控制、传输和处理浑成一体；在操控过程中只需掌握一套处理软件，大大减轻工作难度；而且系统不存在兼容和接口问题，同时还可以增加系统冗余资源，有利于提高稳定性。

（详细请见＂音频系统图＂）

（10）.数字转播车音频系统配置的2张LAWO数字调音台（MC266及zirkon）；并结合光纤信号环路网络可实现互为热备份、资源共享；同时通过数字音频时钟发生器将整个音频系统的数字设备组成音频同步系统，可与视频系统实现同步。

五、信号传输系统

信号传输在整个音频系统中，是联结各种电声设备的纽带，因而必须具有优秀的电声性能指标，高度的兼容性、可靠性、灵活性及强大的功能；完成着沟通各种话筒、音源设备、调音台、周边设备等设备之间的连通任务，担负着各种音响设备之间的音频信号的相互传输。

就像公路、铁路沟通城市之间的交通，人体血管沟通人身器官的精络，互连网沟通世界的Internet一样，不仅是必不可少的，而且是极重要的一环。

它的工作与质量的优劣，将影响信号传输质量和音质、音色与工作状态。

对此我们将系统的信号传输、分配及交换进行专项优化设计。

采用了数字光纤网络传输相结合，以满足系统设备之间以及系统与外界信号交换的需要，使系统达到最大的灵活性及最高的可靠性。

5.1数字光纤传输网络

为了提高系统信号的传输质量，在转播车音频系统中我们配置了光纤数字信号传输系统，实现低电平音频信号的系统传输。

选用著名专业广播设备厂家LAWO制造、基于数字NOVA73（17）数字音频处理中心与光纤基站NOVA17通过星形拓扑结构构建而成双环光纤传输系统。

NOVA73（17）和NOVA17基站是非常重要的设备，采用非常灵活的、模块化结构的综合性界面接口，在多种可选择的主体框架内，设计或使用人员可根据需要，任意组合各种输入输出接口模块、DSP处理模块、控制信号模块、多种传输模块（包括光缆传输模块）等，从而形成一套最适合本转播车具体使用的界面接口，这个接口将涵盖包括24bit的A/D及D/A转换、音频信号处理、系统控制、信号传输及信号路由矩阵分配等多种功能。

所有信号的传输均通过基站以双环光纤形式完成。

LAWONOVA光纤传输系统具有极强的冗余备份和自我修复功能：

Ø采用双环光纤、星型拓朴结构连接，中心节点和星节点间的任一路光纤出现故障而不影响系统的正常运行；

Ø采用双电源热备份工作，可容许任何一个电源出现故障而不影响系统的正常工作；

Ø系统的所有模块都采用独立的控制管理系统

Ø模块支持热插拔，故障模块可随时更换，系统无需关机和重启动；

Ø系统具有远程监控功能，通过远程计算机可对处理中心、基站及各功能模块的工作状态进行实时监控与调整。

1．NOVA数字光纤传输系统的主要优点：

在车外（流动）及车内（固定）各设置星节点；星节点间敷设4芯单模光纤，使用其中的2芯，余下光纤则作为备用或扩展。

在2个星节点光纤传输基站，基站内配置有模拟信号接口模块，用于将舞台上由话筒拾取或音源播放的各种音频信号转换成为数字信号，再通过双环光纤分别传输到车内控制室的NOVA73音频处理中心；所有的信号由NOVA73数字音频处理中心调整、处理后，由光纤路由分配模块输出、经双环光纤传输到导播机房等。

（见系统图）

A．含有革命性技术的NOVA传输系统是一种处理综合音频应用的解决方案，是目前少数采用标准模块化的音频处理系统，具有基本DSP功能模块化设计和BUS总线结构。

根据设计师的需求，选配各种功能不同的音频模块，灵活地组成一个功能强大、性能稳定的处理系统，再通过双环光纤连接成一个完美的音频网络。

B．具备强大路由指派功能，可以进行每一通道之间的路由设定；这种高度智能化、高技术含量的产品，建立系统开放式的架构，以标准化和模块化为设计要求，既便于系统的管理和维护使用，又可保持系统较长时间的先进性技术上显然比那种“一体化”、“点对点”网络传输设备又提高了一个新的层次，更显得系统的灵活性、先进性！

C．光纤在传输过程中信号损耗小（损耗几乎为零）；抗干扰能力强，尤其适合话筒信号等弱信号的传输；传输的距离远，特别是大型演播室、体育场馆及电视台等；传输容量大，可容纳通信信道更多；将有效地提高声源拾声后低电平弱信号的抗干扰能力，有效地抑制电磁波、电力线磁场等对前级信号的干扰，提高信噪比。

D．由于现在数字设备使用量增加，使用数字光纤传输可将数字信号直接送入数字设备（如数字调音台、处理器、分配器）以减少模/数、数/模之间的频繁转换带来过多累积的采样失真，影响音质和听感。

E．数字光纤传输系统信号为实时传输；至于模/数与光/数转换中的延时，经过多次测量都在μS级内，对于音频信号的传输没有什么可以察觉的影响。

其量化精度/采样频率最高为24bitbit/96KHz，完全能够满足当前高质量的电视、录音及扩声转播要求。

F．数字光纤系统减少传输线路的敷设和占用空间；光纤传输网络操作工艺简单，维护方便，传输容量大；便于今后扩展和升级。

G．NOVA数字光纤传输系统采用星形拓朴、双环路光纤以热备份的方式同步传送，以备任何一路光纤或任一基站（星节点）出现故障时信号的传输工作不受影响；中心与基站采用二路热备份电源，当任何一路电源出现故障时系统工作同样不受影响。

H．MC266及音频控制系统和zirkon音频控制系统既相互独立，又可通过通过数字光纤传输系统相连，进行信号的备份、传输与交换。

2.NOVA数字光纤传输系统的结构：

NOVA系统是由数字光纤处理中心、光纤、数字/模拟输入输出基站、光纤传输基站、网络管理软件和相应的接口设备构成。

（1）.NOVA73数字光纤处理中心：

信号传输的容量由数字光纤处理中心NOVA73的配置决定。

为此，NOVA73数字光纤处理中心具有以下特点：

A）可靠性高：

NOVA73由3块DSP卡组成，其中1块DSP卡作为处理的冗余，1张DSP卡可同时处理48个母线。

一旦某块DSP卡发生故障，冗余的DSP卡能自动、无缝隙的进行替换，确保了数字光纤处理中心正常运行；DSP核心采用分散式数字信号处理（DDSP），即使某一块DSP卡出现问题，不会影响整个NOVA73正常工作；NOVA73的电源采用双备份，另有系统UPS电源保障；而且具有主、辅接口，为光纤主网、辅网的建立提供了硬件上的保障。

B）功能强大：

NOVA73为通道配置了强大的数字信号处理能力，组建一个强大的信号处理系统，实现多通道数字音频矩阵、增益、参量/图示均衡、压限、延时等处理功能。

C）操作方便：

数字光纤处理中心的操作控制直接在数字调音台的电脑上实现，便于设备和系统的统一管理和操作；DSP在构成上采用BUS总线并行处理结构，保证了DSP资源卡热插拔的实现；

DALLIS光纤传输基站

（2）.DALLIS光纤传输基站：

系统共配置了4台光纤传输基站，其中两台放置于车内，用于信号的接入／接出；另外两台以流动的形式放置于车外，用于舞台现场与车内控制室信号的双向传输，并可用外接计算机先对各输出通道的电平、增益、幻相电源、矩阵等进行设定，然后各基站通过内置2组光纤接口与车内控制室的NOVA73数字音频处理中心相连通。

DALLIS光纤传输基站具有以下特点：

✧基站在构成上采用BUS总线处理方式，将所有的输入模块的信号转换为双环路光纤信号进行输出；

✧基站的操作控制可以直接在数字调音台的电脑上实现，还可以通过电脑直接连接到基站上进行操作，控制方式灵活；

✧基站的电源采用双备份形式；

✧基站具有主、辅接口，可以互为备份，并进行双向传输，为光纤主网、辅网的建立提供了硬件上的保障。

（5）.网络管理软件

通过LAWO提供的的网络管理软件，能轻松地对光纤网络系统进行操作和控制。

如各输入/出通道的工作电平、各模块的工作状态等；系统有多种工作状态指示：

绿灯表示光纤传输工作状态完全正常；绿灯加黄灯表示光纤有故障现象，但不影响正常传输；黄灯表示光纤系统正在检索状态；红灯表示光纤系统无法工作。

5.2信号交换及分配

CANRAE跳线盘

转播车的信号分配采用数字光纤网络矩阵和跳线盘跳线阵分配。