智能弱电工程设计与应用
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6.3 数字音频多通道复用传输技术

系统中各模拟设备(图6-11中发言单元)采用A-D转换技术,把模拟音频信号变换为数字音频信号,然后采用时分复用编码技术组成数字音频数据包,一个一个依次传送。在2对通信线路上可以同时双向互传多路数字音频信号和资料数据。图6-11是数字音频系统拓扑图。

6.3.1 数字音频传输的数据格式

当前,国际上多通道数字音频数据传输协议有以下4种:

1.CobraNet多通道数字音频传输技术

使用比较广泛的多通道数字音频传输技术是PeakAudio公司开发的CobraNet协议。CobraNet利用成熟的快速以太网技术传输和实时分配非压缩的数字音频信号,其特点是信号不会产生压缩失真和感觉不到有声音延时(延时量小于5ms)。因此音质极好。CobraNet协议在100Mbit/s的快速以太网上,可支持64路数字音频信号。但不能在不同品牌产品之间传递控制信号。

CobraNet协议把数字音频信号打包成数据包(Bundle),以便在以太网上实施多路传输。CobraNet支持多点传输(Multicast)和单点传输(Unicast),音频信号的路由分配非常灵活。

2.MADI多通道数字音频传输技术

MADI(Multi-Channel Audio Digital Inter-face)多通道音频数字串行接口标准。它规定用一根同轴电缆或光缆可以串行传输多路线性量化(PCM)音频数据,当取样频率为48kHz或44.1kHz时,最多可传输56路PCM音频数据。MADI标准只支持从一个发射机到一个接收机的点对点连接。

3.台电“MCA-STREAM”多通道数字音频传输技术

MCA-STREAM(Multi-Channel Audio Stream)多通道数字音频流传输技术是深圳台电公司独创的数字音频传输技术。它把传声器输出的模拟音频信号用模-数(A-D)转换器转换为数字音频信号,然后采用TDM时分复用技术把不同通道的数字音频信号按时间顺序进行编组排队,再送到数字会议系统内部的专网上传输,如图6-12所示。

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图6-11 数字音频系统拓扑图

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图6-12 MCA-STREAM数字数据流格式

MCA-STREAM传输网络由一根6芯线缆组成。其中2根双绞线传送上行数据信号,另外2根双绞线传送下行数据信号,还有2根线缆作为直流供电和接地线路。这种6芯线缆的传输带宽可达100Mbit/s,可同时传输64路音频数据和控制数据。

4.HiQnet多通道数字音频传输技术

HiQnet数字音频和数据控制网络传输协议由美国哈曼国际公司开发。这个传输协议综合了专业音响系统各种类型、规模和不同信号链的全部产品。HiQnet既可传输数字音频信号,又可传送系统监控信号,不再要求用户管理多种类型的操作系统和各种数字音频设备的系统管理。与CobraNet一样,它也是一种非压缩的实时传输协议,可利用100Mbit/s快速以太网或专网传输,可实行远程监控系统运行。

6.3.2 数字音频会议系统的优点

1.CD般的高质量音质

从根本上解决了音响工程中接地系统(电源地和信号地)引入的交流哼声和其他各种干扰。信噪比可达到96dB,通道间的串音低于-85dB,频响达90Hz~16kHz,音质接近CD播放机。

2.一条6芯电缆最多可传输64路语音信号或其他各种数据信息

一条6芯带屏蔽的超5类双绞线缆,最多可传输64路音频信号。它避免采用昂贵的其他特种电缆,既节省费用,又方便施工布线,还可提高系统的可靠性。传输线缆还可增加遥控和系统监控信息,使系统调试和维护更为简便,如图6-13所示。

3.长距离传输不会影响音质

数字音频系统的信息量包含在PCM编码中,数字脉冲振幅不包含任何信息量。经过长距离传输,虽然脉冲振幅也会受到衰耗,甚至其形状也会发生畸变,但在接收端经过脉冲“整形”和放大后,包含在PCM编码中的信息量(“0”和“1”的数量和位置)不会发生任何改变。因此即使经过长距离传输或反复复制,音频信息量都不会受到损失,音质仍可还原如初。

4.高可靠自动数据备份

系统软件采用主服务器和备份服务器双机热备份架构。主服务器在处理数据的同时,自动向备份服务器进行数据备份,避免突发性事故对会议进程产生影响(尤其是投票表决结果的数据保存和统计)。在中心机房或其他任何需要的地方还可以设置专门的监控计算机,对传输网络上的所有设备进行实时监控。

5.灵活的输入/输出路由选择

在MCA-STREAM网络系统中,通过计算机对会议主控机内置的功能模块在屏幕上进行虚拟连接,可以轻松地把任何输入信号切换到任何输出通道,完全不用在外部重新连线。这种灵活调整信号路由的特性,可以使系统适应不同使用要求,对于未来的系统扩展和系统调整留有充分余地。在釆用MCA-STREAM技术的台电全数字会议系统中,无需另配置设备,即可实现内部通信功能,方便与会代表之间的沟通。

6.数字会议系统与视频会议系统的摄像机可以资源共享

两种会议系统的摄像机可以资源共享,实现声像同步跟踪控制。

7.远程网络会议

通过网络交换机(Switch),会议信息可以直接与局域网或互联网连接,实现网络收听会议实况,甚至还可参与会议讨论。

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图6-136 芯电缆