媒体矩阵在大型室外扩声寻呼的应用.docx

媒体矩阵系统－大型室外扩声寻呼系统中的应用
摘要： 通过对当前大型室外扩声系统需求的分析，结合实际工程应用，总结出数字类媒体矩阵处理设备，是如何来满足大型室外扩声系统整体需求的。
关键词：NION 媒体矩阵 数字化音频 网络传输
参考文献：兆老师－媒体矩阵解析（MediaMatrix）长篇连载

随着数字音频时代的到来，各类扩声系统都在向着数字化音频方向转变，而大型室外寻呼扩声系统也步入了数字化音频的时代，相应的对扩声系统的要求也逐渐的提高到了一个新的高度。这里就根据前不久竣工的武汉体育场室外扩声寻呼系统来着重为大家介绍。

武汉体育中心简介
武汉体育中心位于武汉经济技术开发区内，中心占地88万平方米，是一座集体育竞技设施、体育康乐设施、体育训练设施、园林景点、休闲、娱乐于一体的综合性、多功能的“中心”。 其主要建设有：体育场、体育馆、水上运动中心、文化广场、网球中心及健身、休闲、娱乐设施等，总投资为15亿元人民币。是武汉及周边城市大型体育盛会及各类大型文艺演出、庆典活动活动的主要举办场地，其中的6万人座位体育场更是2007年女足世界杯的重要比赛场地之一。

体育场室外扩声寻呼系统介绍
武汉体育中心室外寻呼扩声系统由一套百威媒体矩阵（MediaMatrix）系统控制，整个体育中心根据体育场馆的所在位置共划分成8个大小不等的分区，在8个分区中共有5个分区控制室和一个总控制室。每个分区控制室都可进行独立分区广播寻呼，而且配合媒体矩阵（MediaMatrix）的网络功能,每个分控机房均可独立对自己区域内的广播寻呼内容进行控制，也可对其它各个分区寻呼内容进行控制。音源输入20路，其中备份4路，音频输出24路；整个扩声寻呼控制系统，共包括“智能分区扩声寻呼控制系统、音频网络传输系统、环境噪声检测系统、主备份系统”几个部分。

音频网络传输系统
体育中心大型室外寻呼扩声系统中共有一个总控机房和5个分控机房。我们的媒体矩阵（MediaMatrix）控制主机NION NX32、CAB接口机、功率放大设备以及音源输入设备均安装在总控机房。主机和CAB接口机之间靠一台16端口的100M交换机相连，所有音频信号首先进入CAB8i/16i两台输入接口机，将模拟音频信号转换成CobraNet（注1）网络音频信号，经过交换机传递到NION主机，信号经过处理之后再传输到两台CAB输出设备进入功率放大器。
所有的分区的音源播放均通过主控机房来控制，利用Nware软件的Kiosk（客户端）模式，各个分区通过控制电脑对正在播放的音源类型进行选择，并对自己所在区域进行扩声，无需再添加音源类设备。各个分控机房根据实际情况只需一个分区控制钟声寻呼话筒。考虑到体育中心占地面积非常大，分区控制室分布又非常分散，主控室到分区控制室之间往往是上千米或几千米分隔距离的特点。所以在音频信号的传输上我们采用的是光纤音频传输的方式，在光纤的选择上选用的是4芯单模光纤。这样五个分控室都有一路光纤音频信号和一路光纤网络控制信号进入主控室，主控室的光纤音频接收器再将接收到的音频信号输入给接口机设备。而网络方面，整个体育场室外寻呼扩声系统的控制网络是呈星形结构，这样即使某一分区的控制电脑出现问题，主控区或则其它控制分区均顶替其位置，可以对需要的区域进行寻呼、扩声控制。

图一.(媒体矩阵网络连接示意图)

智能分区扩声寻呼控制系统
武汉体育中心大型室外寻呼扩声系统是一个集背景音乐扩声、语音、紧急广播为一体的室外寻呼扩声系统，因此在主机的选择上采用了具有多处理能力的媒体矩阵主机NION nx32，结合主机的CobraNet音频传输技术和TCP/IP网络控制技术，采用网络传输音频的方式，并以网络方式进行远程系统控制，大大增加了控制的随意性。
在每个分区控制室都配备了钟声寻呼话筒，在需要进行寻呼扩声时，按下寻呼控制页面上的确认按钮，就可以对需要进行分区寻呼的区域进行扩声。而当主控制室在寻呼扩声时其它各个分区则处于等待状态。这一功能的实现主要依靠NION主机程序中的PageMatrix模块。我们在对Nware软件编程时，分别给总控机房和分控机房寻呼话筒设定了不同的权限，不管在任何时候主控室的寻呼话筒级别始终是要高于其它各个分区的寻呼话筒，这样当主控制分区需要对任一区域进行寻呼操作时，可以立刻打断当前区域内的寻呼，抢夺区域寻呼的控制权。这在进行紧急寻呼控制时非常有用。结合NION NX32主机的编程控制能力，当某一区域的寻呼话筒打开，并对相应的区域进行寻呼广播时，在主控制电脑的操作界面上，会显示出当前某一区域话筒为开启状态（呈红色显示），区域内响起寻呼提示音。主控制室的操作管理人员在任何时候都可对其寻呼内容及音量的大小进行监听，在管理上非常的方便。

图二.主控电脑智能分区扩声寻呼控制系统界面

环境噪声检测系统
作为一些重要比赛项目的主赛场，武汉体育中心6万人主赛场馆外围区域的寻呼扩声就显得尤为重要，特别是此次2007年女足世界杯的比赛期间，除了在告示牌上显示当前赛事的进程情况，语音扩声广播也是比赛信息发布重要手段之一，而周围区域的噪音问题将严重影响语音广播的清晰度，添加环境噪声自动检测系统，自动实时的调整寻呼广播的音量就显得尤为必要。
通常，我们如果需要实现这一功能的话，就必须加装噪声检测设备，势必增加了工程的整体造价，同时安装调试也会非常的不便。在武汉体育场室外扩声系统中的环境噪声检测功能，则是通过Nion主机强大的可编程能力，配合NWare软件来实现的，所需要的设备也仅仅只是2个安装在主赛场扩声区域内，用做探测话筒使用的界面拾音话筒。这样不仅在硬件投资上节省了开支，而且还具有以下特点。
1.全部功能均通过软件进行处理、无需增加硬件、软件调试简单。
2.采用软件Gap Ambient Level Sensor模块的检测机制，可以有效的分辨出有用的声音和环境噪声，并且不受安装环境的限制。

图三.(环境噪声自动检测功能)

武汉体育中心媒体矩阵主备系统
在一些大型体育赛事、活动时为了保证系统运行的稳定性，冗余备份是必须的。此次体育场室外扩声系统中共配置了2台媒体矩阵NION主机，其中一台用做主机，一台则作为备份使用。这也是本系统比较有特点的一个环节。
作为NION主机的Nware控制软件，在软件的早期版本中就支持了一种可编程的高级语言，这是一种与C语言、JAVA等高级语言同一类型的编程语言，它就是世界上广为流传的Python（注2）语言。在对Nware软件进行编程时，通过这一强大的编写能力，我们可以运用媒体矩阵主机来搭建以往人们根本无法想象的音频系统。此次体育场室外扩声系统的冗余备份也是通过Python编程的方式，自行编写出一个Control script BUNDLE主备机BUNDLE控制模块来实现的。在正常情况下，媒体矩阵主机与接口机之间能够正常通讯的前提是CobraNet、BUNDLE号相一致，而当体育场室外扩声系统在运行时，模块会始终输出一个错误的BUNDLE号给备机，使得备机无法正常同接口机之间进行通讯，那么音频信号自然就无法传递到备份机，备份机的就始终处于待机状态。而当主机一旦出现故障，模块则会立即自动更改原先错误的BUNDLE号，替换为与接口机之间正确的BUNDLE号，使得备机与接口机之间可以正常通讯，实现主机与备机之间无间断倒备。这样一来过去常常需要人为干预的冗余备份就可以自动运行了，减少了人为操作的时间。而这之前在主机上的所有操作都通过Nware软件的另一模块Project Link Client/Project Link Server，在备机上映射出来，在主机切换的同时，软件也被切换了过来，这一系列的操作也都是自动完成，大大节省了以往模拟设备在主备切换时的人为操作时间，使得系统的运作稳定性能更上一个层次。

图四.(主备机控制主页面)

图五（实景控制界面）

注1：CobtaNet是PeakAudio公司开发的集合硬件、软件和通信协议为一体的网络音频实时传输技术，有关它的介绍，读者可前往PeakAudio网站查阅。
注2：相关Python资料可以到www.python.org网站上查询。

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方林茗