產品應用場景圖 / APPLICATION SCENARIOS

　　音響設備 系統的架構定位，如同一棟房屋的結構選擇。磚木混合結構建的房屋最多不過十層，而要想建立三十層以上的大廈，再好的磚塊也無濟于事，必須選擇更堅固的金屬水泥混合框架結構。音響設備系統也是同樣的道理，大型系統的功能品質不是盡量選擇高品質的單品所能保障的，必須從基礎架構的設計定位開端就找準目標。

　　音響設備系統自從誕生之日起，就有著千差萬別的需求。從最初的小型擴聲、樂隊表演，到目前越來越多的會議、多功能廳的需求，乃至發展到大型集成化的遠程管理需求。因而音響設備系統本身也逐步發展了一些不同的解決方案，它們在不同角度適應著不同的項目的需求。要想做好音頻架構的設計定位，需要從多個角度去考慮。包括技術、建設成本、管理成本等多個方面。

　　第一代音響架構——純模擬架構

　　自從最早的電子放大技術出現起，通過不斷的迭代升級，市場上出現了高保真的放大器，它將人類自身以及自然界的聲音擴大，以使得更多的人同時聽到了高品質的聲音。大約二十年前，從調音臺、均衡器、分頻器、壓縮器等聲音處理設備以非常豐富的調控手段對聲音進行處理。它們有個共同的特點：模擬鏈接、模擬處理、模擬傳輸。它們是第一代音響架構——純模擬架構(AAA)。純模擬架構的各個功能按鍵旋鈕都直接顯示在儀器表面，優點是操作非常直觀，然而其缺點也是直觀。非專業操作人員往往會出現誤操作。其結果可能是“牽一發而動全身”，緊跟著越調越亂，最終導致整個系統調整后的結果與最初目標南轅北轍。

　　第二代音頻架構——數模結合架構

　　哪怕是專業的操作人員，往往也希望能過不要一次一次的反復調試，有些場景數據如某些音箱對應的參數或者那位歌手或者樂器調試好了的數據能夠保留，而不必擔心臨時調整打亂了回不來。因此，市場上針對此類需求，提出了改進，出現了數字調音臺和數字周邊。分別針對前端輸入信號和后級輸出信號進行調整和存儲。它們的特點是：數字處理、模擬連接、模擬傳輸。屬于第二代音頻架構——數模結合架構(AAD)。這樣的架構在保證高保真擴聲的同時，極大地縮小了設備的尺寸規模，往往一臺1U的數字周邊，可以相當于純模擬的數臺乃至十多臺設備才能完成的工作。并且可以存儲大量的場景。

　　這樣的數模結合架構在各類演出活動中非常受歡迎。可以讓工程師非常簡便地調用音箱數據而不需要反復調試，調音師可以便利地將調試好的場景進行存儲，不必每天上班都要沖頭來過。

　　當有了數字化的調音臺和周邊之后，同時專業擴聲系統 要求的規模也越來越大。擴大規模的一個必須的環節就是信號的復制。而模擬連接的設備在復制信號的過程中，會產生大量的AD/DA轉換，將原本高保真的信號衰減得很厲害。同時，大量復雜的跳線也使得工程人員苦不堪言。雖然理論上系統架構通過分配器等設備可以盡量追求高保真的大型擴聲，但實際上由于線路損耗、轉換損耗以及電磁干擾等等各種因素，人們更希望有一種能夠完全在系統內部完成各種分配和處理的方案。

　　第三代音頻架構——純數字化音頻架構

　　與此同時，調音臺進入數字化的時候，其操控功能比起模擬調音臺的直觀，還是增加了很多的復雜性，使得一般非專業的企業用戶對此非常恐懼，希望能有更簡單，更智能的操作管理方案。相對這個操作的需求，寧可犧牲一些比如操控性或品質上的要求。

　　隨著DSP技術的發展，讓整個音頻系統集中到一個架構里面已經可以實現了。它可以包含混音、品質處理、大型矩陣式分配、時間同步等一系列大型高級處理。并且只有一次AD/DA轉化，甚至有的產品可以將功放電路也集成到數字架構中來。整個架構為：數字處理、數字連接、數字傳輸。稱為第三代音頻架構——純數字化音頻架構(DDD)。這個架構中，將全部的音頻系統都集中到了系統內部，充分利用DSP的運算能力，完成過去無法實現一些智能化的算法，比如AEC、AGC、ANC等，充分將操作者從復雜的界面中解放出來。同時可以與第三方數字控制技術集成，完成智能化的擴聲系統。

　　由于DSP技術的優點以及大量使用該技術的諸如會議室、演講室等環境對現場操作精度要求的降低。用戶更希望能夠在一個機房集中管理大量的擴聲系統。而第三代的系統特點只是在一個小型的系統下完成工作，要想將聲音傳輸到遠方，還是需要借助第三方的通訊方式。這給大型擴聲工作帶來了一些局限性。

　　第四代音頻架構——數字化網絡架構

　　隨著網絡技術的發展，音頻擴聲系統也掀起了一次新的技術革命。網絡化高保真傳送技術很好地融合到了音頻系統中。各個廠家百花齊放，研發了很多不同的網絡傳送技術。有了大型網絡架構，音響工程師可以在一個中央機房管理網絡連接沒有地域限制的音頻系統。同時，因為是網絡化架構，遠程管理的目的往往包括了同一個系統需要服務于多個擴聲項目。

　　此類技術特點為：數字處理、數字連接、網絡傳輸。定義為第四代音頻架構——數字化網絡架構(DDN)。

　　第四代技術可以遠距離傳輸和管理大型網絡，它的底層應用是網絡技術。只要充分保障網絡和核心處理服務器的安全運行，就可以確保音頻系統的穩定工作。但問題也出在這里。通常核心服務器在修改某一個擴聲目標的功能架構時，需要通過上傳和下載數據的方法來完成，需要停止工作。那么其他在工作的區域的正常工作會受到影響。更重要的是，萬一服務器死機導致數據丟失，那么損失的就不是一臺機器的問題，意味著整個系統需要重新安裝調試。這一點是大型項目不能接受的。能夠對核心數據進行備份的技術才是網絡化音頻架構的根本保障。因此，在第四代音頻架構的基礎上，音頻行業又出現了第五代音頻架構——云架構。其特點是整體架構建立核心云存儲，采用云傳輸和云計算的工作模式工作。網絡連接、云存儲、云傳輸、云計算。(NCCC)。

　　第五代音頻架構——云架構

　　云架構有個基礎要求就是備份穩定性和傳輸時間。第四代音頻架構中網絡傳輸的代表技術ConbraNet缺點就在于傳輸時間過長，為ms級，不能滿足中央管理的需求。而新一代的傳輸技術如DANTE、AVB等均為ns級，可以滿足技術需求。同時，云主機的備份不僅僅是一臺服務器燒毀了另一臺接續工作，而是需要備份機能夠很準確地識別主機當前是數據出錯、控制出錯還是外部網絡路由出錯等任一工作狀態，并且在極短時間(目前技術為秒級)內將外部設備的網絡路由和工作接口關系轉換到備份機。并且能夠在工作時實時備份并恢復主機當前的調整參數如某個通道的音量等，使得備份還原之后的場景和原始狀態一致。

　　當然，也有人提出能否用冷備份代替熱備份。從架構工作上是可以的。但缺點是實時數據是無法同步的。因此，對于有一定擴聲品質需求的項目來說是不可行的。它僅可以適用于每次啟動都是固定品質的擴聲需求，如主題公園等。

　　除了數據備份的特點，由于采用中央云計算，一個系統中可以同時容納多個不同的功能。比如，一個會議大樓內，同時存在的音頻需求有：背景音樂，消防廣播，緊急循環，會議系統，導覽系統和信息發布(語音)等。常規做法需要多個系統獨立工作。而在云架構下，可將全部需求統一成一個大系統，在云備份確保安全的同時，在一個管理平臺下完成全部的工作。

　　當然，云架構除了核心云，還可以建設分散云。不要集中一個服務器，而是將云計算的功能分散到各個小區域。在后臺統一管理。這個概念的架構可以稱之為5.5代吧。

　　不同架構技術的適應場景

　　綜合以上分享的內容。音頻系統經歷了五個發展階段。分別是全模擬、數模結合、全數字、網絡化和云架構。這些系統沒有絕對的好壞之分，每個都有不同的優點和缺點，根據以上特點，那么我們現在可以很容易推導出不同架構的技術適合應用在什么樣的場景了。

　　第一代：全模擬。適合功能簡單，投入成本低，不要求更多擴展的系統。或者說，不希望AD/DA轉換過程中帶來品質影響。比如，要求不高的小型擴聲、小型表演等。

　　第二代：數模結合。適合有專業音響師操控的工作環境。如專業表演、大型擴聲等環境。

　　第三代：全數字。適合固定功能和品質要求單一的場所。如討論型會議室、展覽展示、各類廣播等。

　　第四代：全數字網絡化。適合對通訊安全要求不高的分散式擴聲。如大型廣播、主題公園、各類會議大樓、酒店等等。

　　第五代：云架構。適合對安全性和保密性等要求較高的場所。如會議大樓、指揮中心等。

　　另外一個讓人關心的話題是投入成本。因為規模的原因，第一代的架構很小，總成本應該低很多。而云架構這個高大上的名稱讓人感覺應該是投入巨大才能完成的。實際上以上系統投入硬件的費用并非是梯形上升的關系。在一定品質要求的前提下，可能第二代的采購成本比第三代還高。在功能和數量達到一定規模的會議大樓擴聲系統中，第五代云架構比第四代網絡架構的總成本可能要低很多(有項目案例第五代架構比第四代架構總體低30%以上)。我們在設計定位的時候，可以充分考慮各種不同架構的系統特點，合理選擇，以達到最佳的技術配置的目的。特別是一棟大樓、一個企業的整體系統規劃的時候，更是需要高瞻遠矚，從架構上選擇準確，方能事半功倍。

　　典型場景下的音響設備系統架構設計方法

　　某大型企業，在各園區分布了多個各種類型的會議室，但管理人員僅有一人。希望能夠做到統一監管的效果。

　　為了做好管理的工作，首先的工作是將會議室工作類型整理。一般認為，可能有：

　　1.單視頻顯示會議室：僅有一臺或兩臺投影或電視機作為顯示終端;

　　2.小型討論型會議室：有不多于16只話筒，一個或兩個顯示終端;

　　3.大型討論會議室：多于17只話筒，一個或兩個以上的顯示終端;

　　4.演講型多功能廳：演講型會議兼多功能文藝匯演;

　　5.目前已經有了很多個會議室，以后還需要再建設更多的會議室;

　　以上每個會議室均有可能需要視頻會議或電話會議功能。

　　因為會議室多，而且分布很廣，因此有必要采用大型網絡架構聯網進行管理工作。但是由于大型網絡的建設周期長，前期投入大。再加上調試過程中需要大量的時間，可能會影響現有會議室的工作。因此，直接上第五代云架構是不恰當的。

　　整改規劃：

　　1、首先明確未來的系統架構，必須是在第四代以上的網絡型架構，方可以做好管理。

　　2、可以考慮非核心云，而采用分散云的架構。核心的數據運算放置在各自的會議分區大樓。核心交換數據集中在中央服務器，由中央服務器進行后臺監控和遠程幫助。

　　3、需要大量使用電話會議和視頻會議的房間，設立獨立的視頻會議設備，少量偶爾需要使用視頻會議或電話會議、VOIP通話的會議室，可以由后臺服務器提供此功能，并路由到該會議室。

　　4、系統的后臺服務器長時間待機，并保持備用服務器值班;

　　5、系統的啟動分三種方法：

　　A.OA預約：當該會議室被預約了時，距離該會議室使用前15分鐘，OA發送觸發信號給核心控制器，核心控制器發送啟動信號到該會議室，會議室音視頻系統啟動;

　　B.現場開機：當沒有預約而需要使用該會議室時，可以現場人工啟動。啟動方式為一鍵式自動完成音視頻系統的啟動和初始化;

　　C.遠程啟動：由后臺人工發送啟動命令，遠程開機。

　　6、對于大型系統的關機管理，也需要額外設計。除了能夠做到自動關機，還需要能夠自動判斷，從而做出自動關閉的工作。例如，當話筒或其他信號輸入通道長時間(可設定，比如30分鐘)未接受到信號輸入，可以認為該會議已經結束。音頻系統主機發送出一個關機命令到該會議室中控系統，中控系統啟動關機命令，從而完成自動關機的工作。

　　7、針對僅有視頻顯示終端的小型會議室，目前的顯示設備都能夠做到無信號自動關機。要求設定每個設備都做到自動關機。

　　8、至于已經建設好了的會議室，則需要逐步改進。重點是核心音頻處理，需要進行網絡化管理和數據監管。最終統一成一種云架構的管理方式。

　　以上建設有個基本前提，即系統本身的擴聲或視頻處理是完整的，沒有重大缺陷的。隨著網絡化架構的建設，系統原先需要的網絡化管理的功能是可以實現的。隨之而來的是一個新的問題：信息保密——如何確保會議音頻信號在正常管理的過程中不被網絡上非法獲得?這個問題非常重要，可以知道的是目前的技術已經可以做到了自由管理和控制。具體辦法請見后續文章《大型音頻架構中信息安全的分級管理》。