公共廣播系統新趨勢--網(wǎng)絡(luò )化、無(wú)線(xiàn)化和高清化

　　文|廣州市迪士普音響科技有限公司 黃嘉賓 沈崇傳

　　公共廣播系統(Public Address，簡(jiǎn)稱(chēng)PA)是由使用單位自行管理的，在本建筑范圍內為公眾進(jìn)行業(yè)務(wù)和緊急廣播，并提供背景音樂(lè )的系統。目前，公共廣播呈現出良好的發(fā)展勢頭。主要表現在：市場(chǎng)需求越來(lái)越多，功能要求越來(lái)越復雜;廣播生產(chǎn)企業(yè)的創(chuàng )新能力持續提升，產(chǎn)品越來(lái)越人性化。

　　在技術(shù)日新月異的今天，同屬電聲范疇的公共廣播和專(zhuān)業(yè)擴聲系統都得到了長(cháng)足的發(fā)展，但它們的發(fā)展過(guò)程具有不同的特點(diǎn)：專(zhuān)業(yè)擴聲系統一般按電聲性能指標劃分等級，而公共廣播主要按應備功能和語(yǔ)言可懂度劃分等級。近年公共廣播系統，呈現出網(wǎng)絡(luò )化、無(wú)線(xiàn)化和高清化的發(fā)展新趨勢。

　　1、公共廣播的網(wǎng)絡(luò )發(fā)展趨勢

　　近來(lái)諸多跡象表明：公共廣播已經(jīng)全面進(jìn)入網(wǎng)絡(luò )化時(shí)代。

　　典型的網(wǎng)絡(luò )化廣播系統是基于IP數據網(wǎng)絡(luò )傳輸的音頻擴聲系統， 它可在同網(wǎng)段的局域網(wǎng)內、跨網(wǎng)關(guān)的局域網(wǎng)內或Internet網(wǎng)上使用，基于DSPPA協(xié)議融入TCP/IP的網(wǎng)絡(luò )化廣播系統是其一種應用，與 CobraNet專(zhuān)網(wǎng)專(zhuān)用的廣播系統對比更具靈活性。CobraNet網(wǎng)絡(luò )廣播系統是綜合硬件、軟件和通信協(xié)議為一體的網(wǎng)絡(luò )音頻實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)，它可以保證音頻傳輸質(zhì)量，但受限于昂貴的設備和繁瑣的專(zhuān)線(xiàn)，靈活性不夠。典型網(wǎng)絡(luò )化廣播系統是由網(wǎng)絡(luò )廣播控制中心、網(wǎng)絡(luò )終端、網(wǎng)絡(luò )尋呼話(huà)筒、網(wǎng)絡(luò )消防接口等組成。系統突破了傳統公共廣播只能下傳和只能由機房集中控制的缺點(diǎn)，互動(dòng)功能強，分區和分組可任意操控組合，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )可實(shí)現超遠距離傳輸。如果典型網(wǎng)絡(luò )化廣播系統結合平安城市和銀行對講等終端系統可以實(shí)現專(zhuān)項功能擴展應用。

　　網(wǎng)絡(luò )化廣播系統一般適用于大型商廈、學(xué)校(大學(xué)城)、樓群、機場(chǎng)、車(chē)站、城市片區等大區域場(chǎng)合。上海世博會(huì )就是利用網(wǎng)絡(luò )化廣播系統，按地塊、片區、國家場(chǎng)館進(jìn)行多級優(yōu)先設置，從而節省成本、輕松地管理。拓撲如圖1、圖2所示。目前公共廣播的標準主要還是由中國電子學(xué)會(huì )聲頻工程分會(huì )和廣州市迪士普音響科技有限公司主編的《公共廣播系統工程技術(shù)規范》GB50526-2010，國內外尚沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對網(wǎng)絡(luò )化公共廣播的標準和規范。

　　設計網(wǎng)絡(luò )化廣播需要注意幾點(diǎn)：

　　(1)應當切實(shí)了解使用方的需求，避免為了數字化而采用網(wǎng)絡(luò )化公共廣播，浪費投資;

　　(2)了解項目即將建設的網(wǎng)絡(luò )系統設計參數，判斷該采用高音質(zhì)保障的CobraNet網(wǎng)絡(luò )還是便利、低成本的TCP/IP組網(wǎng)，確定開(kāi)通的組播協(xié)議等;

　　(3)根據項目情況按需求分級設置優(yōu)先級，靈活組網(wǎng)。

　　圖1 上海世博總控機房與網(wǎng)絡(luò )連接拓撲圖

　　圖2 上海世博片區機房與網(wǎng)絡(luò )連接拓撲圖

　　2、無(wú)線(xiàn)廣播出現

　　《“十一五”期間國家突發(fā)公共事件應急體系建設規劃》中提出：“加強預警系統和預警信息發(fā)布平臺建設，構建各類(lèi)突發(fā)公共事件信息發(fā)布公用渠道，提高全社會(huì )特別是邊遠山區、農村等信息末端的預警能力，解決預警信息發(fā)布最后一千米的瓶頸問(wèn)題”。國家非常重視這一塊的廣播系統應用，為此，解除有線(xiàn)“羈絆”無(wú)線(xiàn)廣播應需誕生。

　　之前若干省份在“村村通”和“村村響”工程中，進(jìn)行了一些有益的探索，具有很多寶貴經(jīng)驗和成功案例?，F有的各個(gè)廣播平臺，包括有線(xiàn)電視、調頻電臺技術(shù)成熟，完全能夠滿(mǎn)足農村應急廣播的應用需求。農村廣播系統大部分時(shí)間由鄉鎮、村莊等基層使用。采用主干網(wǎng)絡(luò )調頻共纜傳輸和終端無(wú)線(xiàn)覆蓋結合的辦法，既能很好的解決全面覆蓋的問(wèn)題，又能實(shí)現多級聯(lián)動(dòng)可管可控。萬(wàn)一發(fā)生類(lèi)似汶川地震之類(lèi)較大的自然災害，最終有效的還是調頻廣播技術(shù)。主干網(wǎng)絡(luò )盡量利用原有廣電網(wǎng)絡(luò )能節約投資，無(wú)需額外的線(xiàn)路維護，節約資源和后期費用。

　　無(wú)線(xiàn)廣播在抗擊自然災害時(shí)所起的作用是不可代替的，可以迅速疏散、指揮救災工作。由于技術(shù)成熟、難度中等，無(wú)線(xiàn)廣播系統擴展或變通應用也不在少數。

　　四川省某縣“村村通”系統是無(wú)線(xiàn)廣播系統的典型案例。其設計以簡(jiǎn)潔、先進(jìn)和穩定可靠為原則，在沒(méi)有使用大量設備情況下完成了多級可尋址聯(lián)動(dòng)功能，具備兼容縣、鄉、村三級聯(lián)動(dòng)的能力。利用縣級廣播電臺平臺，以多功能控制主機為中心，將廣播電臺信號、緊急廣播話(huà)筒信號、GSM無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、電信線(xiàn)路等各類(lèi)信號進(jìn)入應急控制主機，通過(guò)設置各類(lèi)信號的優(yōu)先級別實(shí)現了分級優(yōu)先控制。它預先將政府各部門(mén)電話(huà)號碼設置到應急控制主機內，并設置其獨立的密碼。需發(fā)布應急廣播時(shí)，只需要撥打應急控制主機內的手機號碼或者有線(xiàn)電話(huà)號碼，根據中文語(yǔ)音提示內容即可實(shí)現相關(guān)的操作。通過(guò)電話(huà)廣播可實(shí)現分區的選擇，直接廣播語(yǔ)音或發(fā)布警報信號，執行某個(gè)預設的事件。在廣播機房?jì)韧ㄟ^(guò)控制電腦可直接控制應急控制主機的分區選擇和部分主要功能。拓撲結構如圖3所示。

　　圖3 四川省某縣“村村通”縣級廣播傳輸控制系統

　　各鄉鎮采用無(wú)線(xiàn)調頻發(fā)射的方式傳輸信號到各行政村。以一臺廣播多功能控制器為主，來(lái)自縣級的應急廣播信號從閉路電視系統取出、來(lái)自緊急話(huà)筒的信號、外部CD/DVD音頻信號、電腦音頻信號和控制數據信號、GSM手機接收等信號全部送入多功能控制器。經(jīng)過(guò)控制器內部硬件的混合和程序的優(yōu)先級排序處理。音頻信號和控制信號通過(guò)專(zhuān)用的音頻光端機送入高山上的發(fā)射機，最后通過(guò)發(fā)射天線(xiàn)到達各行政村。參見(jiàn)圖4。

　　圖4 四川省某縣“村村通”鄉鎮無(wú)線(xiàn)廣播系統

　　圖5 四川省某縣“村村通”行政村廣播系統

　　行政村具有本地廣播功能，也能接收鄉鎮和縣的緊急廣播信號。如圖5所示，其系統的構成比較簡(jiǎn)單，以一臺可尋址播控終端為中心，自帶120W定壓功放，可同時(shí)連接4只25W高清晰度號筒喇叭。平時(shí)本地發(fā)布日常廣播，當上級有應急廣播發(fā)布時(shí)，自動(dòng)轉為接收上級廣播信號廣播。同時(shí)系統配置有一套UPS電源供電器，即使市電停止也能進(jìn)行長(cháng)時(shí)間的應急廣播。

　　江西省地處東亞季風(fēng)區，地形地質(zhì)條件復雜，特殊氣候條件和降水時(shí)空分布不均，極易形成局部強降雨，導致山洪災害頻發(fā)，省內眾多縣列入全國山洪災害防治縣級非工程措施建設。山洪災害防治縣級非工程措施建設是通過(guò)建立覆蓋山洪易發(fā)區的暴雨洪水監測系統、信息傳輸與接收系統、預警信息服務(wù)系統、鄉村末端預警系統和群測群防體系，完善現有山洪災害防御體系，有效減輕山洪災害造成的損失。根據設計，在山洪災害多發(fā)區域的村委會(huì )建設無(wú)線(xiàn)廣播主站，其管轄的自然村及小組建設無(wú)線(xiàn)廣播分站。主站可通過(guò)接收預警中心傳送的預警信息，通過(guò)無(wú)線(xiàn)廣播主站發(fā)送到預警區域分站，用高音喇叭廣播到各戶(hù)。如圖6所示。

　　圖6 江西省無(wú)線(xiàn)廣播預警系統拓撲圖

　　3、廣播系統高清化的發(fā)展趨勢

　　長(cháng)期以來(lái)，火車(chē)站的廣播系統的擴聲清晰度差，人多嘈雜的時(shí)候聽(tīng)不清。隨著(zhù)鐵路技術(shù)的高速發(fā)展，鐵路交通對鐵路配套的設備要求也越來(lái)越高。原有的廣播系統不能滿(mǎn)足新的要求，以漢口火車(chē)站廣播系統為例，主要表現有：

　　頂棚/墻壁/地板/立柱未作吸聲處理;

　　站內空間體積:138m(L)×64 m (W) ×18 m (H);

　　混響時(shí)長(cháng)達7.6S，200Hz駐波嚴重;

　　在有乘客的時(shí)候環(huán)境噪聲高達75dB 。

　　如此復雜的建聲環(huán)境，廣播擴聲一直都不如人意，鐵道部相關(guān)領(lǐng)導認為有必要改善廣播系統在車(chē)站的擴聲應用，實(shí)現高清化要求。

　　界定擴聲系統清晰程度是擴聲系統語(yǔ)言傳輸指數(STIPA),在《公共廣播系統工程技術(shù)規范》2.0.29條對此作出了明確的解釋?zhuān)篠TIPA是語(yǔ)言傳輸指數的一種簡(jiǎn)化形式，用于客觀(guān)評價(jià)擴聲系統(包括公共廣播系統)的語(yǔ)言傳輸質(zhì)量。并在3.3.1條列出了各級公共廣播電聲性能指標。STIPA可以通過(guò)相關(guān)儀器測量出來(lái)。圖7表示界定擴聲高清的STIPA值必須要大于等于0.80。

　　圖7 界定擴聲清晰程度的STIPA值

　　針對現實(shí)的高清需求，知名廠(chǎng)家在單體喇叭、音箱方面研發(fā)了強指向性、大功率、全頻帶靈敏度高、帶外衰減速度慢、語(yǔ)言清晰度高(STIPA高達0.88)的遠程天花喇叭或高清遠程號角音箱，加上箱體窄邊框、流線(xiàn)型等外觀(guān)修飾，能滿(mǎn)足高要求的場(chǎng)合，帶來(lái)高清的聲音感受。在一些大廳堂、會(huì )展應用的公共廣播上，出現了如圖8所示的小型(微型)線(xiàn)陣列音箱和平板線(xiàn)陣列音箱，這類(lèi)的產(chǎn)品靈敏度高、直達聲強效果好，同時(shí)極易施工安裝。

　　圖8 近年出現的小型線(xiàn)陣列音箱和平板線(xiàn)陣列音箱

　　另外一個(gè)實(shí)現高清擴聲的方法是相控陣技術(shù)，中國廣播技術(shù)在此獨樹(shù)一幟的。如圖9所示，相控陣聲柱利用數字處理技術(shù)(DSP)可虛擬不同形狀聲柱的指向特性，且聲柱本身的其它性能不受影響，適合于建筑聲學(xué)條件不良〔體積空間大、建聲條件差、混響時(shí)間長(cháng)和聲音混濁〕的廳堂、體育場(chǎng)館擴音，配合遙控器或電腦遠程操控達到聲音準確覆蓋有用的區域〔觀(guān)眾席等〕，并抑制其擴散到無(wú)用的區域，減少場(chǎng)館聲學(xué)裝修投資和擴聲系統能耗。

　　圖9 相控陣聲柱現實(shí)聲場(chǎng)表現

　　相控陣音箱已經(jīng)有廣泛的應用，如新疆克拉瑪依會(huì )展中心展廳裝備平板線(xiàn)陣列音箱;廣東省科學(xué)中心利用相控陣聲柱完美適應了建聲復雜的環(huán)境等等。

　　4、結論

　　公共廣播呈現網(wǎng)絡(luò )化、無(wú)線(xiàn)化、高清化的趨勢是市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展共同催生的結果，這也同時(shí)促進(jìn)了我們國家的公共廣播技術(shù)的發(fā)展。