惠州奥林匹克体育场QSC网络音频系统

　　惠州奥林匹克体育场，地处惠州市，是第十三届广东省省运动会的主场地，承担省运会的开幕式和田径、网球等赛事。该场地占地总面积42万平方米，由中心体育场主场、、网球中心、运动员检录处、全民健身广场等几部分组成。其中，中心体育场主场地总建筑面积达6.6万平方米，可容纳4万名观众。在设计上，奥林匹克体育场采用岭南客家围屋和客家斗笠造型，体现人文、绿色、和谐的主题和惠州本土文化气息，是一座节能环保的现代化体育场，场馆设计和施工采用大量国内领先的新技术、新材料、新工艺和节能环保系统。

　　本次项目惠州奥林匹克体育场内的音响系统包括：中心体育场场地扩声系统、中心体育场观众席扩声系统、检录处扩声系统、网球中心扩声系统、视频会议室系统、新闻发布厅扩声系统六个子系统。系统采用美国QSC公司网络音频系统-QSControl.Net系统为核心，将各处音频扩声系统通过一个统一软件平台管理起来，实现对音频系统的集中管理，集中式的管理方式能够使系统操作人员更加有效的管理整个音频系统，提高工作效率和精确度，实现人力成本的合理配置。而在这五个子系统中采用的本地音频系统各自又具有相对独立的音频处理功能，能够单独工作，这种分散式的处理方式，能够有效的提高系统的可靠性(成本要求苛刻的情况下)。

　　下面我们来了解一下惠州奥林匹克体育场内的网络音频系统：

　　1. 系统架构

　　系统整体分为七部分，其中之一为主控系统，主控系统为运行着QSControl.Net服务平台软件的一台服务器(或者控制电脑)，该服务器通过内部以太网，以星型拓扑结构1连接至每个子系统，系统操作人员可以通过这个软件平台系统可以实时监控整体网络中的设备状态，也可以远程遥控系统中的设备;另外六部分为相对独立的子系统(如检录处扩声系统)，这些子系统具有本地音频处理和控制的功能，能够独立工作，同时也接受主控系统的远程遥控和监控。下图为系统架构图：

　　2. 中心体育场场地扩声系统

　　体育场场地扩声系统共采用4组组合式全天候大功率扬声器系统进行扩声，4组扬声器全部安装在观众席雨棚顶端，从一侧方向统一打向比赛场地，如图所示。

　　设计之初，出于对听音质量和声压级的考虑，扬声器系统采用“定阻“方式驱动。而扬声器采用”低阻“驱动的话，扬声器线缆上的功率损耗是我们需要考虑的问题。因此系统功放扩声机房布置在距离扬声器较近的房间内，尽量减少“低阻方式“传输距离。所有的音源信号全部由系统主机房通过网络，以”CobraNet“协议传输过来。在本机房内配置的”CobraNet“网络设备-BASIS922uz就是QSControl.Net系统中的硬件设备之一。BASIS922uz设备本机支持8×8音频音频信号的传输，可以本机进行可编程DSP音频处理，支持32路CobraNet通道，可以接受和发送CobraNet音频信号。此外，BASIS922uz还支持对后级QSC功率放大器的实时监控，并通过网络实时传输给主控中心。

　　3. 中心体育场观众席扩声系统

　　观众席扩声的方式跟场地扩声的方式类似，采用了20组全天候阵列扬声器，即将四周的观众席分成了20个区域，每组阵列扬声器吊挂在观众席雨棚顶端，直接覆盖本区域。由于扬声器布置是环绕整个场地，采用定制的扬声器线缆也无法满足系统要求。因此系统在观众席看台四周均设置了功放机房间，采用CobraNet协议通过网络传输主控室的音频信号，在每个机房间配置BASIS922uz和相应的QSC功率放大器，功放配线间里面的功放系统就近驱动阵列扬声器组。

　　4. 检录处扩声系统

　　检录处是中心体育场进行运动员检录的重要场地，所有比赛的赛前检录都在此进行。该场地不仅仅要在本地进行人工的检录广播、比赛通知、特殊广播通知等，还有需要对其它练习场地进行广播通知，也需要接收来自主控系统的一些比赛通知和重要广播。

　　因此检录处扩声系统需要具有本地呼叫功能、远程呼叫功能和远程呼叫接入功能。本地呼叫功能利用本地的网络音频处理矩阵BASIS922uz寻呼矩阵路由功能即可实现，还能够为寻呼信源划分优先级。

　　远程呼叫功能则是利用BASIS922uz的CobraNet和QSControl协议功能来实现。利用QSControl控制协议选择广播路由和查看广播区占用状态以及利用CobraNet音频传输协议将本地呼叫信号路由到远端的广播分区。

　　远程呼叫接入功能则是主控中心利用上述的CobraNet音频传输协议和QSControl控制协议，查看检录处的检录处广播分区占用状态以及接收来自主控中心的广播信源。

　　5. 网球中心扩声系统

　　在体育场的附属场地网球中心中，也配置了一套网络音频矩阵系统、功放系统和扬声器系统。扬声器系统采用大功率全天候扬声器，绕场一周均匀覆盖观众席和比赛场地，而网络音频矩阵系统和功率放大器则采用QSControl系统的产品，并通过网络和主控系统互传音频系统，可以接受主控系统的控制和监测。由于网球中心是一个比较独立的系统，只在特定的时候会接受来自主控系统的音源信号，播放共享音频信号，因此BASIS922uz本地的模拟输入输出接口和DSP处理功能就非常合适此功能。平时在网球中心举行比赛的时候就采用本地音源并进行本地扩声，而如果系统在开幕式时候，播放统一音源的时候，BASIS922uz可以通过网络将主机房的音源信号接收下来，并在本地进行扩声。

　　6. 新闻发布厅扩声系统和视频会议室扩声系统

　　这两个系统严格来说并不算体育场扩声系统中，也不会举办什么比赛，但是举办赛前发布会以及召开一些比赛场地运营会议的话也是需要新闻发布厅和会议室。因此虽然不是体育比赛的系统，可是这两个场所的扩声系统同样重要。

　　而这两个场所是更加独立的两个场所，因此两个场所同样采用了BASIS922uz做为本地系统的核心处理器。虽然同样是做本地的音频处理和控制，在这两个会议场所中，在BASIS内部的程序搭建就和上面的场馆扩声就不太一样了。在场馆扩声中，比较注重路由控制和一些简单的音频处理，如后级保护、“低切”等，而在会议室扩声中，则更加注重的是声音的修饰、对房间均衡的调整补偿以及声反馈的避免等。设计师通过编写不同的程序，上传到BASIS922uz中，就能够适应不同场合的使用，无论是体育场馆、会议厅堂还是其它场所。

　　新闻发布厅和视频会议室的音频系统可以通过本地控制电脑或者墙面控制器进行本地控制，也可以通过网络能够接受主控中心的实时控制和监测。

　　7. 主控系统

　　在主机房的主控系统是一套运行在服务器上的控制软件平台，通过这个平台我们可以实时监控到网络中每一台BASIS922uz的运行状态，如系统运行状态和网络数据传输状态;系统还能够BASIS922uz后面带的QSC功率放大器的工作状态，如内部温度、头顶空间、削波状态等，并能遥控功放开关机;系统还能够监测到扬声器回路的状态，如开路或者短路。

　　总的来说就是将整个音频扩声系统通过一个平台整合起来，在统一的一个平台中进行管理和监控。操作人员需要通过用户密码的权限限制才能够进入系统进行操作，避免人为误操作或者恶意操作。整个的截面风格为图形化的中文操作界面，即使系统操作人员为非音频背景工作人员也可以通过该界面操控系统，只要根据文字提示进行操作即可。此外，系统还专门配置了网络监控界面，用来实时监控网络中的各个设备，当设备出现故障的时候，控制界面就会主动提示系统设备出现故障，并进行故障定位，这样系统操作人员就能够更快的发现系统隐患和故障设备，并及时的进行相关临时补救措施。

　　当然平时的时候，主控系统只会和中心体育场场地和观众席扩声系统进行联用，实现中心体育场内的整体扩声。其它如检录处广播系统、网球中心等系统都是独立工作的。但是当举行开幕式、或者播放紧急广播通知的时候，主控系统具有更高的优先级可以跳过本地控制，对各地系统进行控制和广播播放。

　　8. 兼顾火警广播功能

　　QSControl.Net系统具有和火警广播系统对接的干触点接入端口，因此各个场地的扩声系统和场馆内的火警广播系统无缝结合起来了。火警系统根据消防分区的不同输出多路干触点信号，并传输一路消防广播模拟信号至主控机房，当有火警发生的时候，中心体育场的场地和观众席火警广播功能就由扩声系统完成，无需再增加消防广播设备。像其它的检录处、网球中心等地的扩声系统也和本地火警系统对接，实现消防广播的兼顾功能。

　　9. QSControl.Net系统简要介绍

　　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：功率放大器和扬声器的控制、监测和保护;可编程数字信号处理;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。

　　从上面的系统架构图中我们不难看出：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。

　　注释：

　　1. 星型拓扑结构极大的降低了系统因为网络故障而造成系统全部瘫痪的危险性，将网络故障影响降到最小。当然，网络系统发展到现在，已经能够实现冗余备份，很多新的音频系统也支持了双网系统冗余备份功能，因此如果在某些项目中对于系统可靠性要求非常严格的情况下，可以考虑对网络进行双备份。