基于互联网的音频传输技术在广播电台远距离直播的应用

基于互联网的远距离音频传输应用佛山电台赵军摘要：广播电台的远距离异地直播，传统上都是通过微波、光纤、数字传输器等将现场信号回传到直播室。目前，应用基于互联网的音频传输技术，通过成熟而普遍的互联网宽带，将各个现场的音频信号高质实时回传到直播室，成为一种高质低廉音频传输手段。关键词：音频传输TCP协议UDP协议延时PYKO一、传统广播远距离直播传输方式存在的不足。广播，作为“耳朵”的艺术，一直以来都依靠声音来打动听众。对于远距离广播音频传输，由于传输技术、设备或现场条件的限制，声音质量往往难以保证。如何快速而低廉地构建高质量远距离的音频传输平台，满足广播的需要，是我们亟待解决的问题。传统的广播信号传输方式主要为微波、光纤、调频无线、ISDN（即窄带综合业务数字网）、数字传输器、普通或GSM移动等，但这些传输方式都存在不同程度的缺点。微波、光纤及无线调频传输方式能提供高质量的音频传输，但对于远距离、直播地点不确定时，往往难以达到快速布点及有效保障。ISDN在我国除北京、上海、广州等少数大城市有一些应用外，目前已经逐渐淡出市场。而且对于跨省市的电信局之间，ISDN还存在调试困难、线路不稳定的情况。用普通或GSM移动，声音质量太差，做短时间的信息播报尚可，作为大时段长时间的直播就不太合适。用数字传输器传输音频信号是一种相对较好的方式，但也存在设备价格昂贵，实际应用中两台机器连接数率在24kbps以上时容易出现掉线。所以为保障安全连接，一般都选用9.6kbps至21.6kbps之间的连接速率，故此声音频响只能达到5～12kHz，从而影响到了节目的传输质量。二、基于互联网音频实时传输的原理。在互联网上要实现高质量实时数据连接，主要应用到传输层协议。根据OSI网络标准定义，网络由物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层7层组成。而在实际应用中，网络结构可简化为链路层、网络层、传输层和应用层用户接口，其结构如下图。在TCP/IP层结构模型中，传输层的功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。在传输层定义了两种服务质量不同的协议。即：TCP（transmissioncontrolprotocol）传输控制协议和UDP（userdatagramprotocol）用户数据报协议。TCP协议是一种面向连接的协议。能够提供可靠的、全双工的网络通信服务，具有确认、数据流控制、多路复用和数据同步等功能，适合无差错高质量数据的传输。由于TCP协议对数据完整性和正确性的苛刻要求，不得不在协议自身中加入大量控制内容。这些控制内容可以用于检验数据包的时序，完整性，正确性等。由于这些数据的加入，导致发送端和接收端的计算量加大，并且，由于这些控制数据的加入，使得传输数据的体积也加大了很多，加重了对网络的负载。这些问题最后都指向一个致命的问题：数据的延迟性被增大了。因此TCP协议不适合传输实时音频数据和突发性的大量数据。UDP协议是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。UDP并不提供对IP协议的可靠机制、流控制以及错误恢复功能等。虽然UDP提供的是无连接的、不可靠的数据传送方式，但是相对于TCP协议，UDP协议减少了确认、同步等操作，节省了很大的网络开销，它能够提供高传输效率的数据报服务，能够实现数据的实时性传输，在数据的实时传输中应用广泛。尽管UDP协议延时较小，但在不可靠网络条件下，这仍然是影响传输的重要因素。在这种情况下，通常在客户端设定一个缓冲区来减少网络的延时。接收到的数据包先压入缓冲区，当缓冲区中达到预定数量的包后，开始解码播放。这样可以减少延时变化的影响，这种缓冲区的大小应该是随着网络的变化而变化。选定缓冲区的大小至关重要，因为如果缓冲区过小，一些最终能到达甚至马上就到到达的数据包可能会被认为丢包而遗弃，增大的丢包的可能性。相反，如果缓冲区设定过大，将有更大延时，而延时的过大将有可能超过人耳能够觉察的门限值。总结起来，UDP协议被广泛地使用在对网络数据传输实时性很高而对数据准确性要求不是非常高的场合。而当今网络传输物理介质的高速提升(光纤)也降低了数据包丢失的几率。当网络状态很好的时候，UDP协议的这两个缺点又可以很大程度上被克服。因此，UDP协议比较适合作为实时高质量音频数据的传输。所以，只要找到数据传输速度、延时及丢包三者的平衡点，就可实现高质量音频数据的实时可靠传输。炎三、可佛山团电台站基于达互联厅网的杯音频非传输脸应用细情况惭佛山启电台码从2傲00负4年书开始夕，厚就尝奸试进齿行基宣于互消联网狂的罚音频末实时猜传输箱试验程。桂由于其当时况市场呈上绕基于追网络帖进行羽音频妻传输若的广叠播设支备很仿少，旁而且佩价格返昂贵暗，屯因而资主要喇采用克以软亿件页编解刘码的熔方式通进行晴尝试救，药即趟利用劳电脑哈进行洒音频晴的编海解码库，然全后通徐过网拦络进戴行传积输。诱佛山扁电台析在实君际应直用怖探索塑过程扰中，凝第一痛种跪是己采专取览流媒封体技醒术传凯输方仅式，涉分别写测试漂了和微软丘的W击in忧do蚕ws硬Me肾di立a、对Re踏al托Ne角tw致or勤ks殖公司符Re井al栽Sy枪st厅em犯和苹镇果公冲司的颈Qu耻ic被kT弯im敞e俘三软个主住流媒军体跑软件衣进行浅音频茅传输文。抽流媒滚体技惧术也蜘称流驳式媒滴体技大术，座就是殊把连萌续的鞠影像杜和声显音信甜息经妨过压谢缩处群理后丝放上斯服务届器，幼让用特户一背边下恢载一冻边观泼看、斗收听黎，而婚不要碎等整沃个压裤缩文井件下安载到康自己歇的计决算机豪上才贡可以廊观看眠的网蛾络传兴输技匠术。火该技古术先截在使炎用者扭端的横计算袜机上轻创建吵一个味缓冲助区，忆在播联放前裹预先摇下一送段数陵据作唤为缓饼冲，植在网然路实气际连改线速肺度小母于播炮放所晴耗的盐速度格时，元播放董程序咏就会读取用园一小览段缓在冲区漂内的脱数据艳，这卵样可烧以避加免播锤放拥的中换断，摸也使炉得播赠放品盾质得喂以保蛋证。质但歼这搏种径传输阁方式观音频编的厌延时确较长声，达武到1莫0～臣30验秒。储另一嫁种决方式障是采咐用了披MU组SI燃CA谋M公高司的巡Au绝di待os豆ta听r拣双向习音频简编码似软件先进行栋IP衣点对捉点的孤音频的传输秒。彻这种伐软件神编码历方式灶采用坦MU挑SI蛮CA税M编闪码方衔式对攀音频周进行颜编码截，然滑后话进行降传输链。这滔种方梢式传圣输音宏质好林时财延短眠，但漠只能逝通过须局域胶网进勺行传慎输音溪频。竟总体桂来说获，限旺于当释时客技术猜条件翼及极网络侨条件枯，采微用软达件朴编解旷码方每式的埋音频股传输叔都存添在声涨音质叛量不掏高、愿延时延长、配调试生困难梢、运没行不饥稳定脖等缺垮点，盲效果杏一直妨难以世令人送满意桐。饶随着裕网络弦技术圣的发习展，般宽带脊接入足技术躬已经孙普遍贡使用艰。到户20兔10尸年，击全国中已经绒有3婚.4纺6亿卖人使案用宽到带互夺联网到。宽孤带互兼联网思的普溉遍使淡用为肥实时刊高质剃量音烧频传瓶输提虎供了合很好送的平确台，闪而枕随着链广播越技术客的发熟展，诉市场碰上虎也缴开始脉出现句了基庆于I脾P妥网络夕音频伐传输那的硬逐件设凉备。锈为此脸，佛赞山电文台投昏入更粘多的妄资源脖进行蝇新一清轮的魔研究哲与试协验。知经过胖对市帝场上躬出现晓的相缓关产楼品进帜行研增究及奉对比过，光目前易法国搅DI框GI洒GR私AM旨公司饰出品扩的P辆YK扶O盼系列仍设备描是剖一款比能较皇好脆应用恼在袜互联仿网孔上诚的实瓦时高慌质音款频传浆输设模备。详由于妇PY拆KO葱设备雄应用沃了硬蛛件编石解码俊技术升和U跨DP寻协议隙传输废，其班声音衡质量闸参数妻能达沃到较兵好的将水平肚，频示率响掠应为脱20汇Hz房～2凳0k练Hz冻（0倦/-泪2d草B）丰；总暂谐波黄失真球小于牺-8储4苦dB滴(伍20忌H泰z～环20坐KH揭z)莫；信才噪比嫂小于驳-9柿8危dB另(歉20技H遥z～士20鱼KH缺z)值，完率全可杠以用链于广唉播、字高质歪传输借等方膨面。捕在设馋备的唯连接销中，柿通过厕一对荒PY咱KO瞒设备探（分丝别为银PY日KO掉-i窄n和田PY却KO虑-o境ut症），堤发端何（P须YK拍O-舰in裂）忘将模牺拟的棍音频疯源转士换成肺高质哈量的秘MP掠3或狮PC饰M格掏式的揭IP蠢码流都，经糖过互屿联网食进行崭IP李地址沾点对开点连遍接，翅接圾收论端（絮PY包KO逐-o我ut松）汁将M怎P3芦格式卖或P不CM砖格式汇的I那P普码流撑还原政为模眯拟音律频,屑一个到具体殖应用绩如下旋图岩。邮基于浮互联充网的更音频食传输骄链路兽整个爬传输爆系统签搭建专比较箩容易忌，只爪要经灶过简哨单的鞭安装乓和设值置至，裙就能僵快速亲地应尺用于币各种闭远座距离近的户夏外直虎播传瓦输，蔑通过队网络但、音乱频参极数的欣设置清，就区能快东速地倍应用捕于各拔种远呆距离动的户练外直削播传恒输。证PY弹KO节-i揭n搂提供麦三种蹄应用菊模式材可以迹选择日：分塑别是录流服请务应壤用、屑全双铜工应林用、另播出仪应用谢。对接于流勒服务滥应用招，P狂YK格O-被in痰将作码为一帅个立沸体声疯输入伶设备柔进行笨使用擦；全膀双工轿应用熊可以扔提供粉一进医一出速的单蔑声道驶使用寒，一糠般应羞用在看内部员通话红或者僚需要凤双向柱音频肆时使眨用；忆播出聋应用牧可以回将P币YK枕O-点in写当作蔬PY其KO低-o海ut资来使仰用，箱一般恒作为门手头劣没有际PY恢KO仰-o暴ut支应急离时使盗用。唱作为杏通过等互联灯网传呢输音缎频应阀用，技一般昌选用吊St腾re在am踩s坛er聪ve欺r惕ap龄pl柳ic虽at彩io具n盘方式双。服通过沈以上溪的基澡本设刊置，善PY羽KO夏设备信就能礼通过针互联没网进园行高摊质音循频传硬输。蒜在我超们的雾实际向应用术中，奴一般冠采用兄2～魔4M唇带宽央AD败SL航接入棋方式归，可版以达斑到析12音8k尘bp研s幻mp莫3痒声音阁质量浴，湿而吴延时椒基本杏可以毫忽略描。么比旁数字参烛传输沃器回镰传的韵信号左质量大更鞠好更犬加稳梦定。纷当然参，当漏网络易质量道不高藏的情浆况下辆，需两要对泳设备匀的泛“衬音频伟格式休（膛Au灯di诵o古Fo支rm弟at店）暑”“珠时延迈（碧la固te刻nc牛y蛋）险”“急MP非3编嚷码质遥量（掩mp候3习en辈co搏di何ng飞q卡ua锄li远ty振）绑”拳等参备数进膏行有粪机组盈合调保整，欣达到菊声音妈质量民最高结、延的时最射短的愉效果廉。故偶此P纺YK折O作系列摊设备赞具有喉声音昼传输煌质量弓高、穴延时捞短、炉系统衡搭建致容易殿、调扬试方哀便等浇优点阶。熄佛山狠电台绝在2排01络0年止元旦畏的新盆年倒柱数活画动中估，矩率先肌使用岩了牧基于摩互联混网的斗音频纪传输稀，很概好地典解决桐了售总台戚直播爽室与杨广州尘、肇柴庆、兼南海女、顺烤德等起四个聚活动苍地点垒进行昼穿插献的直阀播及膝联动边需求恐，殿解决弟了差这种速远距戏离异卷地多潜点直娇播活郊动油。辣为做思好直布播，展预先烧在各热个活托动现黑场斑报装职了赌2M场或脏4M阅的A鄙DS购L宽毅带。延通过雾宽带给路由铲器，惩接入纠PY拒KO可音频拍传输膨器。珠同时瓜，条也旨为了暑满足摧各直疾播点药之间晌视频调交流那的需宫要，山同时颤采用诸了网瓣络称视频静会议肃系统可进行伍多点子可视列化的她对播袖，付从而宇使节桑目生周动活叶泼，清语言感丰富讲多彩株，矛促进战了节颈目的际收听铜率诱。虚整个帽活动微的追互联杀网馋音频嘱信号悼传输鱼拓扑运图如收下瞎图。脱通过际采用芹互联斧网传成输驻技术樱，争为贷广播梳电台叔远距悼离直衣播带传输爪带来管的香好处评显而状易见毛。乞通过阿实际牲应用车表明扩，采惊用了揪互联拾网希的音持频职传输摸技术配手段军，相让对传期统的罩音频砍传输隶方式拍，具仁有投袍入成哲本较判低、娱线路签容易症搭建轨、布刻点容屑易、郑声音括传输沉质量脉高峡、扩翼展性棕强乞等优剩点。秀系统孩投入跨成本恰较低换。相层对英传统既的传鲁输方喉式，掏应用学互联素网传健输音悄频其龟硬件辉投入畜只是骑传统舅牧传输瞎器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