公共廣播系統(tǒng)的ip化發(fā)展分析

ysisonIPDevelopmentofthePublicBroadcastingSystemTongQingbin公共廣播系統(tǒng)的IP（同方數(shù)字城市產(chǎn)業(yè)本部，摘要本文對IPIP公共廣播系統(tǒng)由建筑智能化網(wǎng)—BINet承載時(shí)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的傳輸方式和特征進(jìn)行探究，并尋求保證IP公共廣播系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性、高可靠性傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)機(jī)制，闡述網(wǎng)絡(luò)融合實(shí)驗(yàn)的意義，為公共廣播系統(tǒng)的IP化發(fā)展提出一些建議。IP公共廣播TCP/IPCobraNetThispaperyzesonthenetworkstructureofIPpublicbroadcastingsystemindetail,andresearchesthetransmissionmodeandcharacteristicsofthedatawhiletheIPpublicbroadcastingsystemiscarriedbyInligentBuildingNetwork—BINet,searchesthenetworkmechanismtoensuretherealtimeandthehighreliabilitytransmissionofthedata,elaboratesthemeaningofthenetworkfusionexperiments,andgivessomesuggestionsforIPdevelopmentofthepublicbroadcastingsystem.11公共廣播系統(tǒng)是智能建筑的一個(gè)基本系統(tǒng)，平時(shí)在建筑內(nèi)背景音樂;在發(fā)生火災(zāi)或緊急事故時(shí)，肩負(fù)著自動(dòng)強(qiáng)行切換音樂源，并以最大音量向設(shè)定好的分區(qū)進(jìn)行廣播疏散和警告信息的功能。公共廣播系統(tǒng)是保證人們生命財(cái)產(chǎn)安全的重要系統(tǒng)，系統(tǒng)的可靠性是最重要的。隨之而來的工作就是廠商們逐步將產(chǎn)品傳輸架構(gòu)向IP網(wǎng)絡(luò)移植，大部分廠商已陸續(xù)推出不同深度的，基于IP架個(gè)下，建筑智能化系統(tǒng)承載網(wǎng)絡(luò)融合，已經(jīng)本文從公共廣播系統(tǒng)和其他智能化子系統(tǒng)均由

統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)通信平臺承載這一角度進(jìn)行論述。22公共廣播系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：模擬系統(tǒng)階段、數(shù)字系統(tǒng)階段及IP系統(tǒng)階段。模擬系統(tǒng)由公共廣播主機(jī)將呼叫站、音源設(shè)備和消防信號通過模擬音頻線纜傳輸?shù)焦Ψ派?，由功放推?dòng)各回路喇叭進(jìn)行聲音。系統(tǒng)各分區(qū)只能播放相同的音源，不能實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的要求。公共廣播主機(jī)與喇叭間通過模擬線路直接連接，對于建筑或超大園區(qū)，采用定壓方式傳輸模擬音頻信號需選擇線需單獨(dú)布設(shè)橋架，布線施工復(fù)雜。因此，模擬系統(tǒng)適用于分區(qū)少、建筑結(jié)構(gòu)簡單、功能單一的小型公共廣播系統(tǒng)項(xiàng)目，模擬系統(tǒng)架構(gòu)如圖1表1ITC協(xié)議/端口可容忍可可容忍主控服務(wù)器背景音 網(wǎng)絡(luò)適配器/網(wǎng)絡(luò)UDP/15UDP/5MP3文件碼 敏敏感分控服務(wù)器背景音 網(wǎng)絡(luò)適配器/網(wǎng)絡(luò)UDP/1UDP/15UDP/15UDP/5MP3文件碼 敏敏感主控服務(wù)器通常播音與通告網(wǎng)絡(luò)適配器/網(wǎng)絡(luò)UDP/15UDP/5140.8Kbps敏感高分控服務(wù)器通常播音與通告網(wǎng)絡(luò)適配器/網(wǎng)絡(luò)UDP/1UDP/15UDP/15UDP/5140.8Kbps敏感高消防聯(lián) 消防聯(lián)動(dòng)廣廣播業(yè) 業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)適配器/網(wǎng)絡(luò)UDP/15UDP/5140.8Kbps敏感主控服務(wù)器與網(wǎng) 功網(wǎng)絡(luò)適配器/網(wǎng)絡(luò)UDP/15UDP/5小敏感高之間的交互信分控服務(wù)器與主控服務(wù)器之間的交互信令TCP/1TCP/8小敏感高表2系統(tǒng)混網(wǎng)融合后傳輸指標(biāo)實(shí)測值COS值時(shí)延(μs)業(yè)務(wù)容忍抖動(dòng)實(shí)測最大抖業(yè)務(wù)可丟包率(%)包率(%)是否符合6主控服務(wù)器背景音樂—<40000是6分控服務(wù)器背景音樂—<40000是6主控服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)適配器/網(wǎng)絡(luò)功放之—<40000是6分控服務(wù)器與網(wǎng)絡(luò)適配器/網(wǎng)絡(luò)功放之—<40000是注：TC的公共廣播系統(tǒng)背景音樂業(yè)務(wù)流、播音與通告業(yè)務(wù)流和消防聯(lián)動(dòng)廣播業(yè)務(wù)流的協(xié)議和端相同（UDP/15112UDP/5000），傳輸指標(biāo)也相同；COS值從0~6數(shù)值越大優(yōu)先級越高。分析系統(tǒng)有哪些業(yè)務(wù)；分析每個(gè)業(yè)務(wù)產(chǎn)生什么樣的數(shù)據(jù)流；統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)流采用的協(xié)議和端，用于BINetCP

業(yè)務(wù)流協(xié)議和端相同（UDP/15112UDP/5000），無統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)流所占帶寬的理論值，BINet通過網(wǎng)ITCIP系統(tǒng)采用MP3文件編碼方式，對帶寬要求不高；分析數(shù)據(jù)流的傳輸特性是BINet網(wǎng)絡(luò)保障策略中最重要的內(nèi)容；公共廣播系統(tǒng)對時(shí)延、抖動(dòng)和丟包都很敏感，傳輸必須得到可靠保證；分析各業(yè)務(wù)的優(yōu)先級，用于BINet綜合各系統(tǒng)優(yōu)先級后制定優(yōu)先級隊(duì)列，并對數(shù)據(jù)流進(jìn)行優(yōu)先級標(biāo)記。公共廣播系統(tǒng)中的消防聯(lián)動(dòng)廣播業(yè)務(wù)肩負(fù)著保證人們生命財(cái)產(chǎn)安全的重要任務(wù)，其優(yōu)先級在BINet是最高的。44對系統(tǒng)業(yè)務(wù)進(jìn)行流量分析后，在 搭建系統(tǒng)實(shí)物模型，對上述流量進(jìn)行實(shí)測， 到量化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。BINet根據(jù)各個(gè)子系統(tǒng)實(shí)測的數(shù)據(jù)制定QoS策略，給公共廣播系統(tǒng)最優(yōu)的傳輸保證，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行混網(wǎng)融合實(shí)測，驗(yàn)證該QoS策略是否有效。ITC的IP公共廣播系統(tǒng)混網(wǎng)融合后主要業(yè)務(wù)流的傳輸指標(biāo)實(shí)測值如表2所示。由以上可以看出，ICIP公共廣播系統(tǒng)的主要業(yè)務(wù)在混網(wǎng)融合實(shí)測環(huán)境下的傳輸指標(biāo)完全滿足系統(tǒng)正常運(yùn)行的要求，系統(tǒng)運(yùn)行情況良好，證明通過完善的QoS保障策略，該廣播系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)融合環(huán)境中能夠可靠運(yùn)行。55通過實(shí)驗(yàn)總結(jié)出公共廣播系統(tǒng)IP傳輸特性的分析方法，任何一種協(xié)議的IP公共廣播系統(tǒng)都可通過《系統(tǒng)業(yè)務(wù)流量特性分析表》進(jìn)行分析，為混網(wǎng)融合提供依據(jù)。本次實(shí)驗(yàn)只選取了1個(gè)品牌的IP公共廣播廠商的反饋，為驗(yàn)證IP公共廣播系統(tǒng)在BINet中的可承載結(jié)論收集了大量資料。從廠商的反饋信息來看，目前IP公共廣播系統(tǒng)主流的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議主要有CobraNet協(xié)議和TCP/IP協(xié)議等。有一小部分采用CobraNet協(xié)議的廠商，因在實(shí)際的融合承載項(xiàng)目中偶爾出現(xiàn)聲音質(zhì)量差和丟包的情況，出于對BINet的可靠性的考慮，往往會建議集設(shè)備的帶寬不足、VLAN劃分確等等，并非是CobraNet協(xié)議的公共廣播系統(tǒng)在BINet上承載不可靠，而主要是由對CobraNet協(xié)議的公共廣播系統(tǒng)分析有、制定的網(wǎng)絡(luò)保障策略不完善造成的。本次實(shí)驗(yàn)后，對CobraNet協(xié)議的公共廣播系統(tǒng)做了細(xì)致分析，雖然CobraNet協(xié)議與其他智能化系統(tǒng)采用的TCP/IP協(xié)議在傳輸機(jī)制上有，并且CobraNet協(xié)議通常會采用廣播機(jī)制，這對于不做VLAV劃分的融合承載網(wǎng)是很可怕的。但采用VLAN隔離技術(shù)將CobraNet協(xié)議設(shè)備和TCP/IP設(shè)備各自劃分在不同的VLAN下，通過完善的QoS保障機(jī)制完全可

以保證CobraNet協(xié)議的公共廣播系統(tǒng)在BINet中的成商的角度看，認(rèn)為TCP/IP協(xié)議的公共廣播系統(tǒng)，使用MP3格式的編碼方式，占用的網(wǎng)絡(luò)帶寬很小，犧牲了音質(zhì)但減少了BINet的壓力，在信號傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性方面更適用于對聲音質(zhì)量要求不高的公共廣播系統(tǒng)；CoaNet協(xié)議的公共廣播系統(tǒng)，采用無壓縮的PCM數(shù)據(jù)，能更好的保證音質(zhì)，但因其數(shù)據(jù)包很大，并且必須通過嚴(yán)格的VLAN管理將其數(shù)據(jù)包與其他TCP/IP數(shù)據(jù)包分開，給BINet帶來較大的告廳及電臺等對聲音質(zhì)量要求高的專業(yè)擴(kuò)聲系統(tǒng)項(xiàng)目。集成商一直在努力建立“一網(wǎng)到底”的BINet作為智能化系統(tǒng)的通信平臺，希望公共廣播系統(tǒng)廠商通過研究這次網(wǎng)絡(luò)融合實(shí)驗(yàn)所給出的一些數(shù)據(jù)和問題，開發(fā)出更加適用于融合承載的IP化公共廣播系統(tǒng)。在IP公共廣播系統(tǒng)中，采用CobraNet協(xié)議的廠商比較多，這是因?yàn)镃obraNet協(xié)議是一種在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺上實(shí)時(shí)的、穩(wěn)定的傳輸專業(yè)音頻數(shù)據(jù)的協(xié)議，專利屬于PeakAudio公司。大部分專業(yè)擴(kuò)聲領(lǐng)域廠商了PeakAudio公司的專利使用權(quán)并應(yīng)用其品牌專業(yè)擴(kuò)聲產(chǎn)品。公共廣播系統(tǒng)只是專業(yè)擴(kuò)聲領(lǐng)域中的一個(gè)應(yīng)用，因此這些專業(yè)擴(kuò)聲廠商推出的公共廣播系統(tǒng)直接移植了CobraNet協(xié)議，這也是為什么CobraNet協(xié)議的公標(biāo)準(zhǔn)的CobraNet協(xié)議采用與CD唱片同樣的無壓縮PCM數(shù)據(jù)，采樣率和量化分辨率卻使用了廣播級的48kHz和20Bit，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CD唱片的數(shù)據(jù)指標(biāo)，高效便捷地滿足廣播電臺間的信 CobraNet協(xié)議傳輸?shù)幕締卧Q之為BundleBundle包含8個(gè)音頻通道。每個(gè)音頻通道數(shù)據(jù)流大小為48kHz20Bit=096MBit/s，再加上控制數(shù)據(jù)和其他數(shù)據(jù)，每個(gè)Bundle的實(shí)際數(shù)據(jù)流大小為9Mbit/sCobraNet協(xié)議中每個(gè)以太網(wǎng)交換機(jī)的端口最大吞吐量為單向8個(gè)Bundle，也就是72MbisBINet來說壓力是非常巨大的。Cobraet設(shè)備必須采用VAN隔離技術(shù)與其他TCP/IP設(shè)備劃分在不同的AN下。這是因?yàn)镃obraet技術(shù)采用了O-Persistent傳輸機(jī)制，即音頻傳輸需要的是同步傳輸，需先在網(wǎng)絡(luò)中