在通常的音频工作站系统中，以太网只是作为音频文件的交换或音频压缩数据流的传输介质。通常将音频文件的交换和网上回放称为非实时性音频信号；而播出机房播出、转播中的音频信号，歌手演唱的声音信号等则被称为实时音频信号。传输和交换正是针对实时音频信号。由于人耳的高度敏感性，对实时音频信号的连续性要求很高，因此数字音频信号传输的时延必须很小。与此同时，高质量音频信号的大数据量传输将占据很大的传输带宽，如一个48kHz、24bit 的数字立体声音频信号的数据传输率为2.304Mbps，由于以太网本身竞争机制所致，数据包传输过程中时延的不确定性和带宽利用率低，使得在其上实时传输多通道高质量音频信号成问题。
为了克服这个难题，DigiSpider 公司使用一种被称为“眼镜蛇”的特别协议，使每个数据包的时延控制在3ms 内，网络带宽利用率达到90％，从而可在普通以太网上传输多路数字音频信号，在一根五类线上可同时传输64路48kHz、24bit 的高质量音频信号。更重要的是，它还利用网络的数据包交换技术，实现了数字音频信号的网上交换，完全摈弃了传统中心矩阵交换的概念，从而构成了一个高效的“无中心音频传输和交换”系统。
构成无中心音频传输和交换系统的基本单元是CAS 音频网络传输终端；CAS 具有16个音频输入／输出通道，可以和任何音源设备相连。其输入／输出通道的数量分配和格式（模拟或AES／EBU）可根据需要任意选配。CAS 具有2个网络接口，可以和100Mbps 以太网相连。由于采用特殊的通信协议，所有输入／输出音频信号（48kHz、24bit）均通过网络接口发送和接收，2个网络接口互为备份。如图5‐8。
若干个CAS 通过交换式以太网构成音频信号的传输和交换系统，如图5‐9所示。每个CAS 的音频输出端口可切换到网上任意一路音频输入信号；一个音频输入信号也可同时发送到网上任意一个音频输出通道。输出通道音频信号的选择由CAS 内部CPU控制，不依赖网上任何其他设备，因此每个CAS 是相对独立的运行单元，也是构成系统的基本单元。
CAS 的任何一个输入端口的音频信号通过网络发送到网上，而任何一个输出端口均可接收网上的任何音频信号，其设置可以直接在接收端的CAS 上完成，也可通过控制台的虚拟矩阵来完成。各音频信号的流向一旦设置完毕，即可脱离控制台独立运行，控制台即使关机，也不会影响系统的运行，具有高度的可靠性。
若干CAS 通过交换式以太网构成音频信号的传输和交换系统在无中心交换系统中，各音频信号的交换直接在网络传输过程中完成，它是基于数据包级的交换，不像传统交换矩阵那样要将所有音频信号集中到物理矩阵进行集中交换。只要网络路由是通的，信号就可以无阻碍地传输和交换。
利用CAS 的特性，可以方便地组建系统的监听监控单元，可以监听系统中任何一路音源，一旦发现故障，能迅速垫乐或转播其他音源，并及时报警。
监控单元可实时监控系统中任何一个CAS 的工作状况，并进行辅助故障分析。
为了满足某些场合的特殊需要，CAS 系统还可设置DSP中央处理单元。
它直接连接在网络上，可同时处理32路音频信号，进行诸如延时、限幅等效果处理。DSP中央处理单元可供网上所有音频设备公用，其输入／输出通道可根据需要进行动态分配，从而提高系统资源的利用率。
和传统音频信号传输和交换系统及其他音频网络传输系统相比，无中心交换系统具有设计简单、安全性高、工程量小、音频质量高、投资省、系统适应性强等特点。
以上表明，利用普通100Mbps 以太网进行数字音频信号的传输和交换，具有很大的优越性。如果将其和现有音频工作站系统和数字音频资料库有机地结合起来，将给数字化广播带来全新的理念。
5.3 电视节目的数字播出
5.3.1 播出系统的发展
节目播出系统经历了早期漫长的手动播出到自动播出；随着新技术的快速发展和广泛应用，播出系统正在全面向数字播出过渡。
1.从手动播出到自动播出手动播出系统仅由录相机和切换开关组成，录相机的启动以及切换开关均由人工完成。其主要缺点是节目切换不准确，播出不准时。将计算机技术引入播出系统就实现了自动播出。早期的自动播出系统只是在手动播出系统中加入计算机，由计算机控制设备的启动和切换，保证了节目准时播出。后来引进了计算机自动控制网络，自动控制网络除完成自动控制节目自动播出外，还能实现对台内设备的统一管理和集中使用。应用计算机自动播出使电视节目播出技术手段上了一个台阶，但由于还需人工将磁带放入录相机，故严格来讲，这是一种半自动播出。后来将机械手引进播出系统，实现了电视节目的全自动播出。
2.从模拟播出过渡到数字播出
随着数字技术的发展，播出设备的发展趋势正在向播出数字化、网络化，即向硬盘播出系统或制播一体网方向发展。
实现数字播出有三个关键技术值得注意：一是数字节目的大容量存储与管理；二是数字节目的高速备份／恢复，可达3～20倍速；三是与数字中心存储相连的多频道安全可靠的数字播出、广告播出、时延和VOD（视频点播）。
电视硬盘自动播出系统是一种特殊的计算机网络系统，它不仅要具备不间断地处理大量视音频数据录入和输出的能力，而且要求系统具备高可靠性，包括数据的高可靠性，随之进一步采用制播一体网将播出系统与非线性制作系统相连。该方式在传输时节省了数字与模拟之间的转化过程，提高了信号的传输质量，降低了信号的损失，为实现全系统的数字化、网络化奠定了基础。
电视广播的真正数字化是从节目制作、播出、发射直至接收机的全系统的数字化。播出系统向网络化发展是一个必然趋势。
5.3.2 自动播出技术
电视自动播出系统的发展可分为三个阶段：第一阶段，采用单机控制的播出控制系统；第二阶段，采用网络化自动播出控制系统；第三阶段，采用带中心存储的播出控制系统，即播出系统配备媒体资源管理中心，是数字播出系统的发展方向。
目前，电视自动播出主要采用两种方案：
（1）以数字切换台为核心，自动播控软件也以它为主控对象，数字录相机作为节目源，用自动播出系统控制数字录相机与播出切换台协调动作，实现自动播出。这种方案称之为传统自动播出系统，它存在录相机卡带、定期更换磁鼓、更改节目表过程复杂等缺点，逐步被硬盘播出所取代。但是，考虑到节目资料和设备的继承性，在硬盘播出系统中，都设计了硬盘播出、硬盘和磁带混合播出或磁带播出三种方式可以选择的控制系统。
（2）以视音频服务器为核心，利用数据库技术进行管理，通过计算机网络传输控制和管理信息，并对设备进行监控，通过高速视频网络传输播出节目素材；自动播出系统控制视音频服务器与切换台协调动作，实现数字播出。这种方案日益普及，其中服务器是关键设备。而服务器的组合又有两类结构：一类采用主备视音频服务器方式；另一类是MediaCluster 方式，也称为服务器集群方式。现在的多通道硬盘播出系统均采用服务器网络存储方案。
5.3.3 网络化全数字播出系统1.设计要求
在设计多频道播出系统时，一方面要以安全可靠为系统设计的第一要素，另一方面，要充分考虑技术先进性和实际应用需求，设计一个适应未来发展、支持多频道交叉混合播出，具有高度灵活性、稳定性的数字化、网络化播控系统。因此，在设计播出系统时，应着重从以下八个方面考虑：
（1）适用性。一般电视台有多个自办频道，每天有上百小时的节目播出，还有多个演播厅以及卫星、微波、光纤等各类直播信号源，因此，播出系统不仅要能满足自办频道的播出要求，还要满足各类外来信号源的直播调度和多个演播现场的联动直播的要求。
（2）高可靠性。播出系统要求运行安全可靠，特别是像新闻综合频道每天24小时不间断播出，更要求系统具有极高的可靠性，因此，在设计总控系统、分控系统和硬盘系统时，所有的主干设备（例如、矩阵、切换台、视音分配器、A／D、D／A、嵌入、解嵌器等）全部采用主备运行，机箱配主备双电源板，且主备电源来自不同的电源箱。每个分控的播出控制系统采用主、备同步自动运行，确保播出安全可靠。
（3）先进性。系统设计要充分采用当今数字电视、计算机网络领域先进成熟的技术成果。因此，播控系统应以标准清晰度数字矩阵（兼容高清）、数字切换台等设备为主干，以硬盘服务器播出为主，录相机播出为辅。将来视发展情况，可以建立数据流磁带或DVD 光盘库作为近线播出库。考虑到现代数字视频设备绝大多数提供嵌入音频功能，为充分利用这一功能降低音频设备费用，同时也考虑到嵌入音频可避免数字音频传输延时、提高信噪比和简化播控系统等因素，系统采用数字音频嵌入方式。
（4）高质量。系统要具备高技术质量，通道技术指标要达到国标甲级以上，系统设备定位在“国际知名品牌，业内主流产品”。
（5）易维修维护。在24小时不间断播出的情况下，要求系统便于维修维护，支持热插拔、在线维护、在线扩展功能。
（6）网络化。要求系统能够实现播出设备状态设置的网络化管理和播出过程的网络化管理与控制。
（7）可扩展性。系统设计要留有发展的余地，可以方便地进行扩展，以适应未来开办数字电视制作、播出的发展需求。
（8）经济性。系统设备在满足使用功能要求的情况下要具有较高的性能价格比，同时，在播出中心建设过程中，尽量考虑与现有设备相衔接，充分利用现有设备，做到物尽其用。
在此基础上，确定播控系统的基本框架。
2.播出系统的构成
以下以某电视台集数字电视技术、嵌入音频技术、硬盘播出、计算机网络技术综合应用于一体的六频道网络化硬盘数字播控系统为例介绍数字播出系统的构成。
该数字播出系统由总控系统、分控系统、硬盘系统和自动播出控制网络系统组成。
（1）总控系统
总控系统的职能是负责进出播控中心的台内外各种信号源的接收、分配调度、传输，并对所有信号进行处理、检测、监视。对各类共用信号进行调度、分配。主要信号流向为：向六个频道分控系统提供现场直播（包括延时播出）外源信号，向硬盘播出系统提供外源上载信号，向各演播室提供返送信号和外源信号，实现多个演播室之间的现场直播和异地联播，向各技术区提供同步信号和标准时钟信号。
该系统配备了2台大规模数字视频矩阵、1台数模混合矩阵、1台模拟矩阵；可实现同时处理、分配、监测数、模信号，降低系统投资。该系统结构简洁、设备安排合理、应急处理功能强大、操作方便；为确保设备可靠运行，4台矩阵及全部分配、处理设备均采用双电源供电。
在进入总控系统的各类信号源中，有来自全台各数字演播室、新闻中心、广告中心、转播车、数字光纤、卫星直播信号等数字外来信号计60路左右；有来自播控中心内部6个自办频道播出系统返回的主备信号、硬盘系统、录相机、延时系统、数字机动输入信号等约50路的内部数字信号。因此，在规模上选用CONCERTO 96×96数字视频矩阵作为总控主调度矩阵，用CONCERTO64×64数字视频矩阵作为总控备调度矩阵。主调度数字视频矩阵承担台内、外96路信号源的接收、分配调度及检测、监视等；备调度数字视频矩阵用以完成重要信号如8路模拟外源经处理后的数字信号、15路硬盘系统的播出及审编信号、10路应急用录相机（与上载录相机共享）输出信号、6大演播室来的数字信号等的应急调度。
总控主调度矩阵通过12路主ROUT 送往6个数字分控系统，用于现场直播信号的调度；6路输出信号送给6套数字延时系统（含Seachange 延时系统）；有32路数字信号返回给各演播室；总控主调度矩阵与备调度矩阵间有2条路由相连；总控备调度矩阵也通过12路备ROUT 送往6个数字分控系统，用于现场直播信号的播出；同时提供6个频道的应急播出信号源（含延时后信号）。
进入总控的所有模拟信号均先进入模拟外源矩阵，利用原有SMS7000系列32×16模拟视、音频矩阵作为外来信号源的调度，这样就可以把模拟信号隔离在数字矩阵之前，只需要用少量的母线来完成模数转换和音频嵌入功能就可以了。来自模拟演播厅、模拟微波、卫星接收机的模拟信号、模拟光纤信号、模拟延时信号等，这些信号经SMS7000矩阵调度后通过8条EXT 母线输出，经带帧同步子模块的A／D 转换器及模拟音频嵌入器处理后送往CONCERTO 96×96数字视频矩阵，一些重点信号如卫星、现场直播及延时播出等信号则经CONCERTO 64×64数字视频矩阵进行二次调度，作为备用信号。
