音響設(shè)備系統(tǒng)的架構(gòu)定位，如同一棟房屋的結(jié)構(gòu)選擇。磚木混合結(jié)構(gòu)建的房屋多不過(guò)十層，而要想建立三十層以上的大廈，再好的磚塊也無(wú)濟(jì)于事，必須選擇更堅(jiān)固的金屬水泥混合框架結(jié)構(gòu)。音響設(shè)備系統(tǒng)也是同樣的道理，大型系統(tǒng)的功能品質(zhì)不是盡量選擇高品質(zhì)的單品所能保障的，必須從基礎(chǔ)架構(gòu)的設(shè)計(jì)定位開(kāi)端就找準(zhǔn)目標(biāo)。

音響設(shè)備系統(tǒng)自從誕生之日起，就有著千差萬(wàn)別的需求。從初的小型擴(kuò)聲、樂(lè)隊(duì)表演，到目前越來(lái)越多的會(huì)議、多功能廳的需求，乃至發(fā)展到大型集成化的遠(yuǎn)程管理需求。因而音響設(shè)備系統(tǒng)本身也逐步發(fā)展了一些不同的解決方案，它們?cè)诓煌嵌冗m應(yīng)著不同的項(xiàng)目的需求。要想做好音頻架構(gòu)的設(shè)計(jì)定位，需要從多個(gè)角度去考慮。包括技術(shù)、建設(shè)成本、管理成本等多個(gè)方面。

代音響架構(gòu)——純模擬架構(gòu)

自從早的電子放大技術(shù)出現(xiàn)起，通過(guò)不斷的迭代升，市場(chǎng)上出現(xiàn)了高保真的放大器，它將人類(lèi)自身以及自然界的聲音擴(kuò)大，以使得更多的人同時(shí)聽(tīng)到了高品質(zhì)的聲音。大約二十年前，從調(diào)音臺(tái)、均衡器、分頻器、壓縮器等聲音處理設(shè)備以非常豐富的調(diào)控手段對(duì)聲音進(jìn)行處理。它們有個(gè)共同的特點(diǎn)：模擬鏈接、模擬處理、模擬傳輸。它們是代音響架構(gòu)——純模擬架構(gòu)(AAA)。純模擬架構(gòu)的各個(gè)功能按鍵旋鈕都直接顯示在儀器表面，優(yōu)點(diǎn)是操作非常直觀，然而其缺點(diǎn)也是直觀。非操作人員往往會(huì)出現(xiàn)誤操作。其結(jié)果可能是“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，緊跟著越調(diào)越亂，終導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)調(diào)整后的結(jié)果與初目標(biāo)南轅北轍。

代音頻架構(gòu)——數(shù)模結(jié)合架構(gòu)

哪怕是的操作人員，往往也希望能過(guò)不要一次一次的反復(fù)調(diào)試，有些場(chǎng)景數(shù)據(jù)如某些音箱對(duì)應(yīng)的參數(shù)或者那位歌手或者樂(lè)器調(diào)試好了的數(shù)據(jù)能夠保留，而不必?fù)?dān)心臨時(shí)調(diào)整打亂了回不來(lái)。因此，市場(chǎng)上針對(duì)此類(lèi)需求，提出了改進(jìn)，出現(xiàn)了數(shù)字調(diào)音臺(tái)和數(shù)字周邊。分別針對(duì)前端輸入信號(hào)和后輸出信號(hào)進(jìn)行調(diào)整和存儲(chǔ)。它們的特點(diǎn)是：數(shù)字處理、模擬連接、模擬傳輸。屬于代音頻架構(gòu)——數(shù)模結(jié)合架構(gòu)(AAD)。這樣的架構(gòu)在保證高保真擴(kuò)聲的同時(shí)，大地縮小了設(shè)備的尺寸規(guī)模，往往一臺(tái)1U的數(shù)字周邊，可以相當(dāng)于純模擬的數(shù)臺(tái)乃至十多臺(tái)設(shè)備才能完成的工作。并且可以存儲(chǔ)大量的場(chǎng)景。

這樣的數(shù)模結(jié)合架構(gòu)在各類(lèi)演出活動(dòng)中非常受歡迎。可以讓工程師非常簡(jiǎn)便地調(diào)用音箱數(shù)據(jù)而不需要反復(fù)調(diào)試，調(diào)音師可以便利地將調(diào)試好的場(chǎng)景進(jìn)行存儲(chǔ)，不必每天上班都要沖頭來(lái)過(guò)。

當(dāng)有了數(shù)字化的調(diào)音臺(tái)和周邊之后，同時(shí)擴(kuò)聲系統(tǒng)要求的規(guī)模也越來(lái)越大。擴(kuò)大規(guī)模的一個(gè)必須的環(huán)節(jié)就是信號(hào)的復(fù)制。而模擬連接的設(shè)備在復(fù)制信號(hào)的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的AD/DA轉(zhuǎn)換，將原本高保真的信號(hào)衰減得很厲害。同時(shí)，大量復(fù)雜的跳線(xiàn)也使得工程人員苦不堪言。雖然理論上系統(tǒng)架構(gòu)通過(guò)分配器等設(shè)備可以盡量追求高保真的大型擴(kuò)聲，但實(shí)際上由于線(xiàn)路損耗、轉(zhuǎn)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(tǒng)內(nèi)部完成各種分配和處理的方案。

第三代音頻架構(gòu)——純數(shù)字化音頻架構(gòu)

與此同時(shí)，調(diào)音臺(tái)進(jìn)入數(shù)字化的時(shí)候，其操控功能比起模擬調(diào)音臺(tái)的直觀，還是增加了很多的復(fù)雜性，使得一般非的企業(yè)用戶(hù)對(duì)此非常恐懼，希望能有更簡(jiǎn)單，更智能的操作管理方案。相對(duì)這個(gè)操作的需求，寧可犧牲一些比如操控性或品質(zhì)上的要求。

隨著DSP技術(shù)的發(fā)展，讓整個(gè)音頻系統(tǒng)集中到一個(gè)架構(gòu)里面已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)了。它可以包含混音、品質(zhì)處理、大型矩陣式分配、時(shí)間同步等一系列大型高處理。并且只有一次AD/DA轉(zhuǎn)化，甚至有的產(chǎn)品可以將功放電路也集成到數(shù)字架構(gòu)中來(lái)。整個(gè)架構(gòu)為：數(shù)字處理、數(shù)字連接、數(shù)字傳輸。稱(chēng)為第三代音頻架構(gòu)——純數(shù)字化音頻架構(gòu)(DDD)。這個(gè)架構(gòu)中，將全部的音頻系統(tǒng)都集中到了系統(tǒng)內(nèi)部，充分利用DSP的運(yùn)算能力，完成過(guò)去無(wú)法實(shí)現(xiàn)一些智能化的算法，比如AEC、AGC、ANC等，充分將操作者從復(fù)雜的界面中解放出來(lái)。同時(shí)可以與第三方數(shù)字控制技術(shù)集成，完成智能化的擴(kuò)聲系統(tǒng)。

由于DSP技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)以及大量使用該技術(shù)的諸如會(huì)議室、演講室等環(huán)境對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作精度要求的降低。用戶(hù)更希望能夠在一個(gè)機(jī)房集中管理大量的擴(kuò)聲系統(tǒng)。而第三代的系統(tǒng)特點(diǎn)只是在一個(gè)小型的系統(tǒng)下完成工作，要想將聲音傳輸?shù)竭h(yuǎn)方，還是需要借助第三方的通訊方式。這給大型擴(kuò)聲工作帶來(lái)了一些局限性。

第四代音頻架構(gòu)——數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)也掀起了一次新的技術(shù)革命。網(wǎng)絡(luò)化高保真?zhèn)魉图夹g(shù)很好地到了音頻系統(tǒng)中。各個(gè)廠家百花齊放，研發(fā)了很多不同的網(wǎng)絡(luò)傳送技術(shù)。有了大型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，音響工程師可以在一個(gè)機(jī)房管理網(wǎng)絡(luò)連接沒(méi)有地域限制的音頻系統(tǒng)。同時(shí)，因?yàn)槭蔷W(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)，遠(yuǎn)程管理的目的往往包括了同一個(gè)系統(tǒng)需要服務(wù)于多個(gè)擴(kuò)聲項(xiàng)目。

此類(lèi)技術(shù)特點(diǎn)為：數(shù)字處理、數(shù)字連接、網(wǎng)絡(luò)傳輸。定義為第四代音頻架構(gòu)——數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)(DDN)。

第四代技術(shù)可以遠(yuǎn)距離傳輸和管理大型網(wǎng)絡(luò)，它的底層應(yīng)用是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。只要充分保障網(wǎng)絡(luò)和核心處理服務(wù)器的安全運(yùn)行，就可以確保音頻系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。但問(wèn)題也出在這里。通常核心服務(wù)器在修改某一個(gè)擴(kuò)聲目標(biāo)的功能架構(gòu)時(shí)，需要通過(guò)上傳和下載數(shù)據(jù)的方法來(lái)完成，需要停止工作。那么其他在工作的區(qū)域的正常工作會(huì)受到影響。更重要的是，萬(wàn)一服務(wù)器死機(jī)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，那么損失的就不是一臺(tái)機(jī)器的問(wèn)題，意味著整個(gè)系統(tǒng)需要重新安裝調(diào)試。這一點(diǎn)是大型項(xiàng)目不能接受的。能夠?qū)诵臄?shù)據(jù)進(jìn)行備份的技術(shù)才是網(wǎng)絡(luò)化音頻架構(gòu)的根本保障。因此，在第四代音頻架構(gòu)的基礎(chǔ)上，音頻行業(yè)又出現(xiàn)了第五代音頻架構(gòu)——云架構(gòu)。其特點(diǎn)是整體架構(gòu)建立核心云存儲(chǔ)，采用云傳輸和云計(jì)算的工作模式工作。網(wǎng)絡(luò)連接、云存儲(chǔ)、云傳輸、云計(jì)算。(NCCC)。

第五代音頻架構(gòu)——云架構(gòu)

云架構(gòu)有個(gè)基礎(chǔ)要求就是備份穩(wěn)定性和傳輸時(shí)間。第四代音頻架構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇砑夹g(shù)ConbraNet缺點(diǎn)就在于傳輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，為ms，不能滿(mǎn)足管理的需求。而新一代的傳輸技術(shù)如DANTE、AVB等均為ns，可以滿(mǎn)足技術(shù)需求。同時(shí)，云主機(jī)的備份不僅僅是一臺(tái)服務(wù)器燒毀了另一臺(tái)接續(xù)工作，而是需要備份機(jī)能夠很準(zhǔn)確地識(shí)別主機(jī)當(dāng)前是數(shù)據(jù)出錯(cuò)、控制出錯(cuò)還是外部網(wǎng)絡(luò)路由出錯(cuò)等任一工作狀態(tài)，并且在短時(shí)間(目前技術(shù)為秒)內(nèi)將外部設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)路由和工作接口關(guān)系轉(zhuǎn)換到備份機(jī)。并且能夠在工作時(shí)實(shí)時(shí)備份并恢復(fù)主機(jī)當(dāng)前的調(diào)整參數(shù)如某個(gè)通道的音量等，使得備份還原之后的場(chǎng)景和原始狀態(tài)一致。

當(dāng)然，也有人提出能否用冷備份代替熱備份。從架構(gòu)工作上是可以的。但缺點(diǎn)是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)是無(wú)法同步的。因此，對(duì)于有一定擴(kuò)聲品質(zhì)需求的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)是不可行的。它僅可以適用于每次啟動(dòng)都是固定品質(zhì)的擴(kuò)聲需求，如主題公園等。

除了數(shù)據(jù)備份的特點(diǎn)，由于采用云計(jì)算，一個(gè)系統(tǒng)中可以同時(shí)容納多個(gè)不同的功能。比如，一個(gè)會(huì)議大樓內(nèi)，同時(shí)存在的音頻需求有：背景音樂(lè)，消防廣播，緊急循環(huán)，會(huì)議系統(tǒng)，導(dǎo)覽系統(tǒng)和信息發(fā)布(語(yǔ)音)等。常規(guī)做法需要多個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立工作。而在云架構(gòu)下，可將全部需求統(tǒng)一成一個(gè)大系統(tǒng)，在云備份確保安全的同時(shí)，在一個(gè)管理平臺(tái)下完成全部的工作。

當(dāng)然，云架構(gòu)除了核心云，還可以建設(shè)分散云。不要集中一個(gè)服務(wù)器，而是將云計(jì)算的功能分散到各個(gè)小區(qū)域。在后臺(tái)統(tǒng)一管理。這個(gè)概念的架構(gòu)可以稱(chēng)之為5.5代吧。

不同架構(gòu)技術(shù)的適應(yīng)場(chǎng)景

綜合以上分享的內(nèi)容。音頻系統(tǒng)經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段。分別是全模擬、數(shù)模結(jié)合、全數(shù)字、網(wǎng)絡(luò)化和云架構(gòu)。這些系統(tǒng)沒(méi)有的好壞之分，每個(gè)都有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，根據(jù)以上特點(diǎn)，那么我們現(xiàn)在可以很容易推導(dǎo)出不同架構(gòu)的技術(shù)適合應(yīng)用在什么樣的場(chǎng)景了。

代：全模擬。適合功能簡(jiǎn)單，投入成本低，不要求更多擴(kuò)展的系統(tǒng)?；蛘哒f(shuō)，不希望AD/DA轉(zhuǎn)換過(guò)程中帶來(lái)品質(zhì)影響。比如，要求不高的小型擴(kuò)聲、小型表演等。

代：數(shù)模結(jié)合。適合有音響師操控的工作環(huán)境。如表演、大型擴(kuò)聲等環(huán)境。

第三代：全數(shù)字。適合固定功能和品質(zhì)要求單一的場(chǎng)所。如討論型會(huì)議室、展覽展示、各類(lèi)廣播等。

第四代：全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)化。適合對(duì)通訊安全要求不高的分散式擴(kuò)聲。如大型廣播、主題公園、各類(lèi)會(huì)議大樓、酒店等等。

第五代：云架構(gòu)。適合對(duì)安全性和保密性等要求較高的場(chǎng)所。如會(huì)議大樓、指揮等。

另外一個(gè)讓人關(guān)心的話(huà)題是投入成本。因?yàn)橐?guī)模的原因，代的架構(gòu)很小，總成本應(yīng)該低很多。而云架構(gòu)這個(gè)高大上的名稱(chēng)讓人感覺(jué)應(yīng)該是投入巨大才能完成的。實(shí)際上以上系統(tǒng)投入硬件的費(fèi)用并非是梯形上升的關(guān)系。在一定品質(zhì)要求的前提下，可能代的采購(gòu)成本比第三代還高。在功能和數(shù)量達(dá)到一定規(guī)模的會(huì)議大樓擴(kuò)聲系統(tǒng)中，第五代云架構(gòu)比第四代網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的總成本可能要低很多(有項(xiàng)目案例第五代架構(gòu)比第四代架構(gòu)總體低30%以上)。我們?cè)谠O(shè)計(jì)定位的時(shí)候，可以充分考慮各種不同架構(gòu)的系統(tǒng)特點(diǎn)，合理選擇，以達(dá)到佳的技術(shù)配置的目的。特別是一棟大樓、一個(gè)企業(yè)的整體系統(tǒng)規(guī)劃的時(shí)候，更是需要高瞻遠(yuǎn)矚，從架構(gòu)上選擇準(zhǔn)確，方能事半功倍。

典型場(chǎng)景下的音響設(shè)備系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)方法

某大型企業(yè)，在各園區(qū)分布了多個(gè)各種類(lèi)型的會(huì)議室，但管理人員僅有一人。希望能夠做到統(tǒng)一監(jiān)管的效果。

為了做好管理的工作，首先的工作是將會(huì)議室工作類(lèi)型整理。一般認(rèn)為，可能有：

1.單視頻顯示會(huì)議室：僅有一臺(tái)或兩臺(tái)投影或電視機(jī)作為顯示終端;

2.小型討論型會(huì)議室：有不多于16只話(huà)筒，一個(gè)或兩個(gè)顯示終端;

3.大型討論會(huì)議室：多于17只話(huà)筒，一個(gè)或兩個(gè)以上的顯示終端;

4.演講型多功能廳：演講型會(huì)議兼多功能文藝匯演;

5.目前已經(jīng)有了很多個(gè)會(huì)議室，以后還需要再建設(shè)更多的會(huì)議室;

以上每個(gè)會(huì)議室均有可能需要視頻會(huì)議或電話(huà)會(huì)議功能。

因?yàn)闀?huì)議室多，而且分布很廣，因此有必要采用大型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行管理工作。但是由于大型網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)周期長(zhǎng)，前期投入大。再加上調(diào)試過(guò)程中需要大量的時(shí)間，可能會(huì)影響現(xiàn)有會(huì)議室的工作。因此，直接上第五代云架構(gòu)是不恰當(dāng)?shù)摹?

整改規(guī)劃：

1、首先明確未來(lái)的系統(tǒng)架構(gòu)，必須是在第四代以上的網(wǎng)絡(luò)型架構(gòu)，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(gòu)。核心的數(shù)據(jù)運(yùn)算放置在各自的會(huì)議分區(qū)大樓。核心交換數(shù)據(jù)集中在服務(wù)器，由服務(wù)器進(jìn)行后臺(tái)監(jiān)控和遠(yuǎn)程幫助。

3、需要大量使用電話(huà)會(huì)議和視頻會(huì)議的房間，設(shè)立獨(dú)立的視頻會(huì)議設(shè)備，少量偶爾需要使用視頻會(huì)議或電話(huà)會(huì)議、VOIP通話(huà)的會(huì)議室，可以由后臺(tái)服務(wù)器提供此功能，并路由到該會(huì)議室。

4、系統(tǒng)的后臺(tái)服務(wù)器長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)，并保持備用服務(wù)器值班;

5、系統(tǒng)的啟動(dòng)分三種方法：

A.OA預(yù)約：當(dāng)該會(huì)議室被預(yù)約了時(shí)，距離該會(huì)議室使用前15分鐘，OA發(fā)送觸發(fā)信號(hào)給核心控制器，核心控制器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)到該會(huì)議室，會(huì)議室音視頻系統(tǒng)啟動(dòng);

B.現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)機(jī)：當(dāng)沒(méi)有預(yù)約而需要使用該會(huì)議室時(shí)，可以現(xiàn)場(chǎng)人工啟動(dòng)。啟動(dòng)方式為一鍵式自動(dòng)完成音視頻系統(tǒng)的啟動(dòng)和初始化;

C.遠(yuǎn)程啟動(dòng)：由后臺(tái)人工發(fā)送啟動(dòng)命令，遠(yuǎn)程開(kāi)機(jī)。

6、對(duì)于大型系統(tǒng)的關(guān)機(jī)管理，也需要額外設(shè)計(jì)。除了能夠做到自動(dòng)關(guān)機(jī)，還需要能夠自動(dòng)判斷，從而做出自動(dòng)關(guān)閉的工作。例如，當(dāng)話(huà)筒或其他信號(hào)輸入通道長(zhǎng)時(shí)間(可設(shè)定，比如30分鐘)未接受到信號(hào)輸入，可以認(rèn)為該會(huì)議已經(jīng)結(jié)束。音頻系統(tǒng)主機(jī)發(fā)送出一個(gè)關(guān)機(jī)命令到該會(huì)議室中控系統(tǒng)，中控系統(tǒng)啟動(dòng)關(guān)機(jī)命令，從而完成自動(dòng)關(guān)機(jī)的工作。

7、針對(duì)僅有視頻顯示終端的小型會(huì)議室，目前的顯示設(shè)備都能夠做到無(wú)信號(hào)自動(dòng)關(guān)機(jī)。要求設(shè)定每個(gè)設(shè)備都做到自動(dòng)關(guān)機(jī)。

8、至于已經(jīng)建設(shè)好了的會(huì)議室，則需要逐步改進(jìn)。是核心音頻處理，需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化管理和數(shù)據(jù)監(jiān)管。終統(tǒng)一成一種云架構(gòu)的管理方式。

以上建設(shè)有個(gè)基本前提，即系統(tǒng)本身的擴(kuò)聲或視頻處理是完整的，沒(méi)有重大缺陷的。隨著網(wǎng)絡(luò)化架構(gòu)的建設(shè)，系統(tǒng)原先需要的網(wǎng)絡(luò)化管理的功能是可以實(shí)現(xiàn)的。隨之而來(lái)的是一個(gè)新的問(wèn)題：信息保密——如何確保會(huì)議音頻信號(hào)在正常管理的過(guò)程中不被網(wǎng)絡(luò)上非法獲得?這個(gè)問(wèn)題非常重要，可以知道的是目前的技術(shù)已經(jīng)可以做到了自由管理和控制。具體辦法請(qǐng)見(jiàn)后續(xù)文章《大型音頻架構(gòu)中信息安全的分管理》。