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校園數(shù)字IP廣播系統(tǒng)解決方案
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校園數(shù)字IP廣播系統(tǒng)解決方案
1.1 設(shè)計理念
隨著教育信息化建設(shè)進程越來越深入，數(shù)字網(wǎng)絡(luò)越來越多的進入校園教學、生活和管理的方方面面，傳統(tǒng)的模擬校園廣播系統(tǒng)在應(yīng)用模式，配套功能等方面都趨于落后和淘汰，遠遠不能達到現(xiàn)代校園數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)的需求。
此方案采用當今世界廣泛使用的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù), 將音頻信號以標準IP包形式在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)上進行傳送，是一套純數(shù)字傳輸?shù)碾p向音頻擴聲系統(tǒng)。徹底解決了傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)存在的音質(zhì)不佳，維護管理復(fù)雜，缺乏互動性等問題。該系統(tǒng)設(shè)備使用簡單，安裝擴展方便，只需將音頻終端接入計算機網(wǎng)絡(luò)即可構(gòu)成功能強大的數(shù)字化廣播系統(tǒng)，每個接入點無需單獨布線，真正實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字視頻監(jiān)控、公共廣播的多網(wǎng)合一。
IP網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)是完全不同于傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)、調(diào)頻尋址廣播系統(tǒng)和數(shù)控廣播系統(tǒng)的產(chǎn)品，多方面體現(xiàn)了顯著的優(yōu)越性：
功能方面：可獨立控制每個終端播放不同的內(nèi)容。不僅能夠完全實現(xiàn)傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)的功能(如：定時打鈴、分區(qū)播放、消防報警等)，而且還具備終端自由點播、終端間雙向?qū)χv等功能；
傳輸方面：音頻傳輸距離無限延伸，可運行在跨網(wǎng)關(guān)的局域網(wǎng)和Internet網(wǎng)上，支持大范圍的重要型應(yīng)用，從主校區(qū)到分校區(qū)集中控制廣播，從總部到各個分部的同聲廣播，實現(xiàn)快速、可靠的信息溝通；
音質(zhì)方面：終端輸出音質(zhì)接近CD級(44.1K, 16bit), 滿足對聲音質(zhì)量要求較高的場合，如高考、大學四六級考試聽力播放，及教室里的日常外語聽力訓(xùn)練，每個發(fā)音都可以清晰可辨，不再為含混不清的聲音所困擾；
可靠性方面：服務(wù)器(Windows操作系統(tǒng))與IP網(wǎng)絡(luò)主控機(嵌入式操作系統(tǒng))提供雙重保險，如一方故障，另一方可接管所有終端，確保系統(tǒng)基本功能正常運行。主控機與終端均采用工業(yè)級芯片，全天24小時工作，完全不受病毒侵擾。借助于成熟的以太網(wǎng)絡(luò)硬件，整套系統(tǒng)無需額外的線路維護。
1.2 設(shè)計思想
嚴格按照GJ/T16-92《民用建筑電器設(shè)計范》（摘錄）作為設(shè)計依據(jù)，結(jié)合貴方的需求，用最佳設(shè)計方案體現(xiàn)最高的性能價格比，使系統(tǒng)的功能和指標達到國內(nèi)同類型系統(tǒng)的先進行列，是我們的總體設(shè)計思想。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：
(a) 先進性和可擴展性
(b) 科學性和規(guī)范性
執(zhí)行的主要規(guī)范內(nèi)容包括：
1． GBJ-89 《民用建筑電纜電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》
2． GJ/T16-92《民用建筑電器設(shè)計規(guī)范》
3． GB 50168-92《電氣裝置安裝工程電纜線路施工驗收規(guī)范》
4． GB 50254-96《電氣裝置安裝工程底低壓電器施工驗收規(guī)范》
5． JGJ/T16-92《民用建設(shè)電氣設(shè)計規(guī)范》
(c) 安全性和可靠性
(d)音質(zhì)優(yōu)化
在設(shè)計IP數(shù)字廣播系統(tǒng)工程項目的時候，嚴格遵循對IP數(shù)字廣播系統(tǒng)工程項目各個場地的具體技術(shù)要求，同時參照國家有關(guān)聲學標準，按照場地的實際情況和使用功能要求，進行IP數(shù)字廣播系統(tǒng)的設(shè)計和設(shè)備配置，使系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)標準規(guī)范、設(shè)備標準規(guī)范、工程標準規(guī)范完全符合國家有關(guān)條例及規(guī)范。
1.3 功能介紹
根據(jù)客戶需求設(shè)計的本校園廣播系統(tǒng)，是集公共廣播，語音教學，緊急通訊，背景音樂于一體的一套基于以太網(wǎng)系統(tǒng)為平臺運行的實現(xiàn)全數(shù)字音頻無損傳輸?shù)臄?shù)字廣播系統(tǒng)，在有網(wǎng)絡(luò)條件的環(huán)境下，無需布設(shè)專用的音頻和控制總線，輕松快速的組建一套先進的數(shù)字化廣播系統(tǒng)。本系統(tǒng)擴展性強，節(jié)省系統(tǒng)安裝的施工量，保護了現(xiàn)有建筑物的美觀，為以后維護及管理提供了方便。
本系統(tǒng)應(yīng)用于校園廣播時，廣播中心對全校進行語音教學、發(fā)生緊急情況時能進行應(yīng)急廣播通知，空閑時能播放背景音樂等。真正做到一線多用，簡單高效，為方便教學生活，提高學習和工作效率，提供了高科技的數(shù)字設(shè)備解決方案。
1.4 設(shè)計原則
1．先進性
本系統(tǒng)除了達到大型企業(yè)對廣播系統(tǒng)的要求外，在設(shè)計方案時充分考慮了系統(tǒng)的先進性。本系統(tǒng)的音頻傳送全采用無損的數(shù)字編解碼，高保真CD音質(zhì)的信號遠距離以太網(wǎng)傳輸，解決模擬信號傳輸時易受外部信號源的干擾，產(chǎn)生信號失真及噪聲。網(wǎng)絡(luò)音頻終端的硬件采用64位ARM內(nèi)核高速嵌入式微處理器，自舉知識產(chǎn)權(quán)的IP AUDIO音頻處理技術(shù)確保音頻傳輸?shù)膶崟r性，高保真。同時加上同樣自主知識產(chǎn)權(quán)的網(wǎng)絡(luò)音頻回音智能消除技術(shù)，從而使進行雙工對講時無任何回音。
主控設(shè)備采用雙主控系統(tǒng)，系統(tǒng)軟件＋系統(tǒng)主控機組成。當任何一系統(tǒng)發(fā)生故障時，備用的主控系統(tǒng)可以最短的時間內(nèi)進行系統(tǒng)自動切換。確保不影響廣播系統(tǒng)的正常工作。
2．易維護性
系統(tǒng)設(shè)備全選用國標產(chǎn)品，硬件設(shè)備盡量采用標準的模塊化產(chǎn)品，用標準化的網(wǎng)絡(luò)接口，軟件要求使用簡單，易用，人機界面友好。
3．易升級和擴展
當系統(tǒng)需增加廣播分區(qū)的數(shù)量，只需對軟件進行設(shè)置，增加對應(yīng)的終端設(shè)備并接入網(wǎng)絡(luò)即可，不需要重新工程施工及增加系統(tǒng)設(shè)備。
4．低施工強度
由于室內(nèi)大范圍的施工會給現(xiàn)有的建筑物進行不必要的破壞，影響整體建筑的美觀。本系統(tǒng)只要在有網(wǎng)絡(luò)的地方，可以將系統(tǒng)設(shè)備輕松接入，不需重新布一根線，動一處建筑施工。
5．系統(tǒng)穩(wěn)定性
1.5 系統(tǒng)功能
1.涵蓋傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)所有功能
包括自動打鈴、課間音樂播放、校領(lǐng)導(dǎo)講話、播送通知和轉(zhuǎn)播電臺節(jié)目等
2.系統(tǒng)基于IP網(wǎng)絡(luò)，遵循TCP/IP協(xié)議
一線多用，充分利用校園網(wǎng)絡(luò)資源，避免重復(fù)架設(shè)線路，有以太網(wǎng)接口的地方就可以接數(shù)字廣播終端，真正實現(xiàn)廣播、計算機網(wǎng)絡(luò)的多網(wǎng)合一。
3.任意選擇尋呼
通過IP網(wǎng)絡(luò)尋呼話筒或網(wǎng)上的任意一臺計算機，能指定全部、局部或單個終端，實現(xiàn)廣播尋呼。工作站軟件還支持跨越Internet的遠程尋呼。
4.自由點播
教師通過遙控器控制分布在每個教室的數(shù)字廣播終端完成音頻服務(wù)器中數(shù)據(jù)庫的任意點播。操作簡單方便?？蓮氐住稗饤壣贤庹Z課帶錄音機到教室的教學方法”，教師只需要用遙控器選擇相應(yīng)的課程內(nèi)容，按一下播放即可！無需倒帶、換面等繁瑣的操作。
5.實時采播
將外接音頻（卡座、CD、收音機、話筒等）接入音頻服務(wù)器實時壓縮成高音質(zhì)數(shù)據(jù)流，并通過校園網(wǎng)絡(luò)發(fā)送廣播數(shù)據(jù)，安裝在不同教室的數(shù)字廣播終端可實時接收并通過自帶音箱進行播放。
6.雙向?qū)χv
尋呼話筒與終端之間，終端與終端之間可以實現(xiàn)雙向?qū)χv功能。用于日常聯(lián)絡(luò)和應(yīng)急通訊。(注:部分型號終端支持對講,客戶可根據(jù)需要自由選擇)
7.定時播音
數(shù)字廣播終端具有獨立IP地址，可以單獨接收服務(wù)器的個性化定時播放節(jié)目。教師將需要使用的教材或課件存儲在服務(wù)器硬盤上，并使用專門軟件編制播放計劃，系統(tǒng)將按任務(wù)計劃實現(xiàn)全自動播出。
8.多路分區(qū)播音
系統(tǒng)可設(shè)定任意多個組播放制定的音頻節(jié)目，或?qū)θ我庵付ǖ膮^(qū)域進行廣播講話；服務(wù)軟件可遠程控制每臺終端的播放內(nèi)容（劃定區(qū)域播放）和音量等。
9.教室音頻擴音
數(shù)字廣播終端提供音頻輸入功能。在沒有廣播信號的時候，教學計算機的音頻輸出可接入語音終端，經(jīng)擴音播出。終端可以根據(jù)語音信號的有無，自動切換功放音箱的電源。
10.緊急消防廣播
系統(tǒng)可接入消防報警信號，實現(xiàn)消防聯(lián)動，并支持鄰層報警。終端帶強切功能，可控制三線制音控器。
11.音頻素材制作
實現(xiàn)數(shù)字素材的錄制、轉(zhuǎn)換和剪輯。系統(tǒng)服務(wù)器可存儲數(shù)千小時以上的音樂節(jié)目。
12.其他輔助功能
節(jié)目監(jiān)聽，可設(shè)任意終端作為監(jiān)聽器，監(jiān)聽其他終端的節(jié)目廣播內(nèi)容；
1.6 傳統(tǒng)廣播系統(tǒng)存在的問題
l技術(shù)落后，兼容性、擴展性不佳
現(xiàn)有校園廣播基本都是采用模擬傳輸，人工管理的工作方式，系統(tǒng)易受環(huán)境干擾，多路廣播時容易產(chǎn)生串音。無法實現(xiàn)數(shù)字格式（MP3）音頻文件在終端直接播放，無法與校園網(wǎng)連接，以真正實現(xiàn)音源數(shù)字化、播放管理自動化。
l音質(zhì)差、功能單一
目前校園廣播設(shè)備只能用于廣播體操、眼保健操、廣播通知等少數(shù)教學與管理活動，無法滿足現(xiàn)代教育的外語聽力訓(xùn)練、考試、課間音樂音質(zhì)要求。
l安裝復(fù)雜、維護不便、故障率高
由于定壓有線廣播是嚴格按照阻抗與功率匹配的原則進行配置，往往因一臺變壓器或音箱故障而燒壞功放，影響整個廣播。
l可管理性差、無法進行遠程控制
由于只能以專用播放設(shè)備（磁帶、唱片、CD機等）和儲存了MP3文件的計算機作為音源，需要專人在專門地點管理廣播內(nèi)容，因此無法使用現(xiàn)代技術(shù)對廣播音源進行有效管理，更無法進行遠程播放控制，不利于校園廣播系統(tǒng)的靈活應(yīng)用，造成資源浪費。
l語音教學設(shè)備昂貴、使用不便，難以普及
語音教室和多媒體教室，雖然具備很好的教學效果，但是由于其設(shè)備昂貴，學校往往只能裝備極少的幾個教室。教師如果需要使用專用教室還需提前預(yù)約，在使用過程中還經(jīng)常會由于學生或設(shè)備原因出現(xiàn)諸多故障影響教學進度，因此多數(shù)老師還是選擇了使用錄音機來完成語音教學。
l操作麻煩、普通教師無法應(yīng)用于課堂教學
在我國的許多院校里都已經(jīng)有了各自獨立的音頻廣播系統(tǒng)，但是多數(shù)院校僅將此系統(tǒng)運用于英語聽力考試。由于其音源為錄音帶，因此需要有專人按照各年級老師的要求轉(zhuǎn)錄編輯，工作效率很低，往往是制作一次節(jié)目至少要播上一個禮拜。
1.7 數(shù)字IP網(wǎng)絡(luò)廣播系統(tǒng)的優(yōu)勢
l更強的功能
純數(shù)字廣播系統(tǒng)，涵蓋了傳統(tǒng)校園廣播系統(tǒng)的所有功能。并實現(xiàn)了音頻點播的功能（AOD）。并充分利用了校園網(wǎng)絡(luò)的資源，可隨時隨地獲取網(wǎng)絡(luò)上的音頻資源。由于每個終端有獨立的IP地址，因而可以控制任意一個終端播放不同的節(jié)目
l更好的音質(zhì)
由于采用了網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)，使音頻信號無傳輸干擾及失真。采用了MP3壓縮算法占用網(wǎng)絡(luò)帶寬低(8k-128k)又能保證音質(zhì)保真度，經(jīng)測試采用44.1khz 16bit采樣128kbps速率壓縮 通頻帶(線路輸出) 20-16khz ，失真度 ≤ 3%
l更高的可靠性
校園廣播系統(tǒng)的不穩(wěn)定因素主要取決傳輸線路的質(zhì)量，不合理的傳輸線路或造成不穩(wěn)定甚至燒毀大功率的定壓功率放大器。純數(shù)字廣播系統(tǒng)由于借助于成熟的以太網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，每一個終端設(shè)備相當于一臺聯(lián)入校園網(wǎng)絡(luò)的簡易計算機。用戶只需要保證網(wǎng)絡(luò)的暢通，無需增加其它的維護。
l更簡單的安裝
安裝簡單。只要教室具備以下三個條件：交流220V插座，標準以太網(wǎng)絡(luò)接入插座（RJ45）和擺下數(shù)字廣播終端的位置。
1.8 連接拓撲圖
