数字音频矩阵产品在多会议室的应用

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随着音响扩声系统的数字化、网络化、智能化发展，越来越多的数字音频矩阵产品被应用到各个场所的音响扩声系统中。而其中，会议扩声系统由于其鲜明的系统特点，使得数字音频矩阵产品在这一领域得到广泛的应用。本文将从会议系统智能化管理方面跟大家交流一下，数字音频矩阵产品在多会议室的会议中心项目中的应用。

　　会议室扩声系统通常具有以下特点：

　　a.会议系统操作人员往往不是专业的音响人员，没有音响技术背景。

　　b.会议室中的各个子系统通常都集成在中央控制系统中，扩声系统也不例外。

　　c.房间环境多样、话筒数量多，系统需要强大的音频处理功能。

　　d.系统能够实现摄像联动、话筒自动混音管理等逻辑功能。

　　会议中心项目中的多会议扩声系统除上述特点外，还通常具有以下特点：

　　a.通常由多间甚至是大量的会议室以及一个主控机房组成。

　　b.建筑内通常具有非常丰富的局域网络资源。

　　c.每间会议室往往都是相对独立的音频系统，即每个会议都在召开独立的会议，当然偶尔也会有多个会议室联席的可能。

　　d.一定的系统操作人员往往要管理多间甚至是大量的会议室，工作量大。

　　e.需要管理的系统设备数量多。

　　正是由于这些系统特点，使得信号处理能力强大、集控方便、使用简单的数字音频矩阵产品在会议室系统中被大量的应用，完全替代了传统的模拟扩声系统设备。在众多品牌的数字音频矩阵产品（这里仅指网络化设备、本地型音频矩阵产品不在本文的讨论内）中，从系统架构来看基本上分为两大类系统。一种是集中式系统，另一种是分布式系统。

　　集中式音频矩阵系统和分布式音频矩阵系统
　　集中式系统的特征：系统多由系统主机、音频转换设备以及控制软件构成。系统主机控制整个系统中的设备状态，系统中的音频信号的处理和路由控制在系统主机上完成，系统主机一般具有很大的音频输入、输出处理能力；而音频转换设备则主要实现AD/DA转换以及网络音频信号编/解码功能。该类型系统的最大特点：音频信号路由控制功能十分强大，音频转换设备通过网络延展了系统输入和输出的物理距离。

图1集中式系统示意图


　　分布式系统的特征：系统多由一类小型化的音频矩阵产品和软件控制平台构成。这类小型主机通常具备音频信号处理和路由控制、AD/DA转换和网络音频传输功能，相当于集“系统控制主机”和“音频转换设备”于一体。这类矩阵产品通常具备较小的模拟音频输入输出，音频处理通道能力也一般。该类系统的特点：音频信号的处理在本地实现，通过总线或者其它网络协议可以实现音频接口的扩展，统一的软件平台来实现系统集中管理功能。

图2分布式系统示意图


　　其实，集中式系统和分布式系统都曾经在大型的会议中心多会议室扩声系统中应用过。但是从上面的系统结构和特点，我们不难发现其实集中式系统的特点是将所有子系统（每个会议室的音频系统）的输入信号全部收集到系统主机来进行音频处理和路由的，再通过网络返回各个子系统。笔者认为集中处理所有的音频信号，对于多个音频信号相对独立、没有关联的会议室音频系统意义不大，相反由于所有信号全部集中处理，对于网络和主机稳定性要求很高，因为一旦系统主机和网络出现问题就会出现整个系统瘫痪的问题。当然目前很多集中式系统都提出了系统主机热备份和网络热备份的概念，但从系统功能需求和系统性价比来看，采用集中式系统并引入备份系统，是不必要的。集中式系统强大的路由灵活性使得该系统更加适合例如机场寻呼广播系统、主题公园寻呼系统等覆盖区域大、分区多、路由功能要求复杂、灵活的大型寻呼系统。而将音频系统分成多个子系统本地进行处理，在通过软件平台进行统一管理的分布式系统更加适合会议中心多会议室扩声系统。

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　　QSControl.Net系统介绍
　　QSControl.Net系统是美国QSC公司整合了该公司的数字音频处理器系统、功率放大器系统、扬声器系统三大部分产品，推出的一套完整的后级扩声系统。该系统有三大功能特色：a.功率放大器和扬声器的控制、监测和保护、b.可编程数字信号处理、c.CobraNet网络音频传输。

　　QSControl.Net系统是基于以太网构建而成的，可以轻易满足大型音频系统需求，例如：大型会议中心多会议室音响扩声系统、中小型广播系统以及大型广播系统的后级解决方案等等。


图3　QSControl.Net系统结构图

　　从图3中我们不难看出：QSControl.Net系统的核心就是“BASIS音频处理矩阵”，BASIS这个仅有1U的设备即可完成可编程的音频信号处理和路由功能；通过专用线缆连接QSC开关电源功率放大器即可实现对后级设备的管理，包括监控功放工作状态（如：温度、信号状态等）、控制开关机、后级回路阻抗状态等；每台BASIS都支持标准的CobraNet音频传输协议、可以在网络上传输32×32通道的网络音频信号，同时利用系统管理软件VenueManager可实现利用同一个软件界面管理和控制整个系统运行，监测网络中每一个设备工作状态。

　　从系统图中我们还能看出：QSControl.Net系统采用的是分布处理模式，即每个BASIS设备都具有AD/DA转换、DSP音频信号处理，因此本地音频信号在本地进行处理并且完成整个扩声功能。而在系统控制部分则采用了集中控制的方式，即在一个软件平台就可以控制每一台BASIS、功率放大器、墙面控制器等，监控整个系统的状态。音频处理的独立性和系统管理的统一性标志着QSControl.Net系统从整体来讲其实是一个集中控制、分布处理的网络音频系统。

　　在整个网络中不止有系统的控制数据在传输，还有“CobraNet音频信号数据”在传输，实现音频信号的实时无损长距离传输，可以满足系统对音频信号实现远距离共享的系统功能要求。

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　QSControl.Net系统在会议中心项目中的应用
　　那QSControl.Net系统到底是怎样应用于会议中心项目中以及这样的应用有什么特色呢？下面我们通过一个会议中心的项目来具体看一下QSControl.Net系统是怎样实现其功能的。

　　该会议中心有12个会议室、并具有1个中央控制室。每个会议室具有独立的音频扩声系统(一般情况下会议室都是单独使用的)，能够实现相对独立的会议讨论、媒体播放、会议录音等功能。在中央控制室，可以监听、监控这12个会议室扩声系统状态，并且可以进行对每个系统进行远程控制。这是一套的典型的集中控制，分布处理的多会议室系统。

　　系统配置方面，在每个会议室和主控室配置各一台BASIS922uz，再在主控室配置一台控制电脑并构建一个标准的以太网将每个会议室和主控室连接起来，这样系统的主要架构就构建完成了。再配置上相应的拾音系统设备、播放系统设备、QSC放大系统设备、扬声器系统设备、录音系统设备和监听系统设备就完成了整套系统配置。如果系统对于远程视频会议、同声传译功能有特殊要求再配置相应的设备即可。系统结构图如下：

图4系统架构图（只示意了三个会议室，更多的会议室没有画出）


　　在每个会议室中都有一台BASIS922uz设备，支持8×8的本地模拟输输出、支持48伏幻相供电，通过编程实现对音频输入的混音、路由分配和音频处理，如图5所示。每个会议室都可进行独立的会议，不受网络运行状态、其它会议室中数字音频处理矩阵运行状态的影响。通过网络可以实现利用本地电脑对本地音频扩声系统的控制，也可以通过网络在主控室进行遥控。

图5音频处理流程示意图


　　在主控室的控制电脑上，我们可以通过一个客户端操作软件平台－“QSCreator”，来控制所有的会议室系统的开关、调整预设、调整音量大小、监控系统输入输出状态、监控功率放大器的温度/削波状态/保护状态等、监控后级回路阻抗，该软件可以根据客户需要定制用户操作界面，甚至可以做成中文的，如图6所示。由于BASIS设备支持CobraNet协议、利用网络将每个会议室的音频信号传输到主控室，这样我们在主控室可以监听任意一个会议室，也可根据需要进行录音。

图6功放/回路监控界面和用户控制界面


　　总结来说，利用QSControl.Net系统配置的会议中心的多会议室扩声系统，具有以下主要特点：

　　a)数字音频处理矩阵－BASIS设备丰富的DSP处理模块实现每个会议室本地扩声的音频信号处理和路由控制以及摄像联动等逻辑控制功能；

　　b)系统整体能够在主控室进行集中管理和设备监控，这样极少的工作人员就能操作和维护一个庞大复杂的系统，可以监控到每台网络设备、功率放大器甚至是单只扬声器状态（如果采取定阻驱动模式）；

　　c)系统可以制作友好的中文操作界面，也降低了对系统操作人员音响技术背景的要求；

　　d)系统支持用户权限机制，可以给不同的用户设定不同的权限和相对应的控制范围，保证系统安全性；

　　e)开放第三方控制协议，可以被象Crestron、AMX等第三方系统集控；

　　f)BASIS设备具有外部I/O接口，可以接入火警报警系统的干触点警报系统，使得会议室扩声系统配合火警警报系统进行紧急广播；

　　当出现极特殊的要求实现多个会议室开联席会议的时候，QSControl. Net系统也可以很好地完成此项任务，跟监听的实现方式类似，网络上的BASIS可通过“CobraNet网络”来实现音频信号的共享。