安全，我們共同關注
公共安全從來都是一個敏感而重要的議題，優先級處在當之無愧最重要的位置，而及時而又清晰的通信對于達到公共安全這個目標是至關重要的。其中通過魯棒性、可靠性極高的高規格非集中式公廣系統向公眾傳達清晰而簡明的廣播指引是其中最有保證的方式之一。
本文將探討高規格非集中式公廣系統最普遍意義的要求和功能特點，以及保證以上功能實現的相關組件和工作模式，以及如何處理和看待單一設備乃至整個系統的故障。
公共廣播系統三要素
公共廣播從原來的鄉村大喇叭，發展到現在商場、酒店、機場、樓宇內外，甚至樓宇間的能夠實現具體區域尋呼的系統。我們會發現系統的覆蓋面越來越大，覆蓋分區越來越多、越來越細致。將所有信號集中到一臺核心設備進行統一分配和管理的傳統集中式公共廣播系統將在面臨這樣的發展是存在以下三個方面的掣肘：傳輸、系統容量、安全性。
傳輸：一個公廣設備需要供電、控制、音頻三個基礎才能實現尋呼廣播的功能，所以廣播系統的傳輸核心就是要能以最簡單的方式同時傳輸供電、控制和音頻。隨著系統覆蓋面的擴大同時面臨下面兩個問題：傳輸通道容量問題以及傳輸距離問題。隨著網絡技術的發展，很多廠商發現網絡或者網線是解決傳輸問題的最低成本且最靈活通用的選擇。POE解決供電問題，TCP/IP解決控制問題，通過交換網絡甚至路由網絡解決傳輸問題，至此誕生了大批的基于網絡傳輸的廣播系統，而此時的傳輸面臨的最大問題在于采用壓縮的流媒體傳輸，在音質上大打折扣，不可否認基于流媒體的廣播系統在低規格場合有著不小的市場。但是在諸如機場、星級酒店、商場等對音頻系統要求越來越高的場合流媒體的方案將無法滿足需求。所以同期發展的是一些具備技術實力的專業DSP制造商，通過采用專業音頻傳輸協議來實現穩定可靠延遲極低音頻傳輸。在音頻要求更高的場合這一類型的系統被采用。采用POE供電+TCP/IP控制+專業音頻傳輸協議的模式很好的解決的廣播系統面臨的傳輸困境。
系統容量：由于核心矩陣的容量不是無限量供應。但是廣播系統的項目周期較長，且更多的是分期進行，面臨的巨大挑戰就是如何選擇最合適大小的核心矩陣。在初期就投入最大矩陣明顯不符合所有人的期望，投入能滿足當前需求的矩陣，意味著后期需要額外投入更多矩陣來完成所有系統的整合，而且整合系統往往意味著停業，而這也是用戶所不希望看到的。如何面對日益增長的用戶需求和投入之間的矛盾則擺在了傳統公廣系統面前。
安全性：公共廣播系統正在逐步的承載著語音救援的責任。而系統的安全性則變成了系統面臨的最大議題。一套完備的系統備份方案是解決系統穩定性和安全性的終極方案。但是要想做到一個真正的完備的備份幾乎不可能。安全性是傳統公廣系統面臨的一個核心根本問題。
基于以上所面臨的問題，高規格非集中式公廣系統應運而生，應采用網絡化的架構，通過專業音頻協議解決信號的傳輸問題，同時將音頻處理部分分散至所有終端節點，信號的路由通過網絡直接實現即信號從輸入端直接通過網絡傳輸到輸出端，控制管理采用TCP/IP直接接入網絡進行控制。如下圖所示：
采用非集中式系統架構將從根本上解決系統傳輸問題，以太網可達理論上系統即可達。而系統容量此時由于沒有核心矩陣概念，音頻路由直接通過網絡實現，所以容量僅關乎帶寬以及相關專業網絡音頻的限制。
而在談到系統安全性時，則提出了一個全新的角度——不能保證永遠100%的運行，但一定能保證不會產生100%的故障。此時將不復存在系統的整體癱瘓，當某一設備出現故障時，僅會影響該設備負責的區域或者功能。而此時的備份也與過去傳統集中式備份的概念完全不一樣，采用一種模塊化備份，備份的成本也將大幅下降，而備份的效率將會大幅提升。而這也是高規格非集中式公廣系統最終能夠勝任日益關注的安全議題的核心理念。
網絡至關重要
正如前文所提到的，系統的原來的核心矩陣轉移到了網絡中實現信號路由。正因為網絡能夠實現非集中式架構我們的非集中式公廣系統才得以成立。并且由于網絡的備份技術適用范圍更廣成本更低，這也是一個重要因素。所以此時一個高規格的公廣系統網絡必須具備足夠的魯棒性和故障管理。
由于控制、音頻和電源都高度依賴于以太網絡，所以網絡的穩定性和可靠性至關重要。最常見的比如在某處將網線切斷了，在可靠網絡下網絡將會自動從新協商一條路徑從而繞過中斷處。而切換的速度非常之快，幾乎很難被察覺。所以RSTP(Rapid Spanning Tree Protocol)或REP(Resilient Ethernet Protocol)在很多安全網絡環境下是一個必選項。
連接公廣系統關鍵設備的交換機同時應具備故障邏輯輸出功能。通過這個可以通知到管理員，并告知其當前網絡存在故障，需要處理。
高規格非集中式公廣系統的網絡必須與其他網絡數據徹底隔離，個中緣由主要來自帶寬的限制。最可靠的方式自然是在物理上采用分離的交換機和線纜。當然要實現這種分隔也可以通過在現有網絡基礎設施上創建VLAN來連接公廣系統和相關的控制設備。當部署這樣的公廣系統時，對網絡技能和經驗的要求會更高。
高規格非集中式公廣系統組件概覽
公廣系統在建筑設施的日常運營、監控和應急疏散中扮演重要角色。由于采用網絡，所以無需像傳統的公廣系統花費大量的時間和金錢在線纜和安裝上。同時根據不同國家的法規，需要滿足響應的公共安全設備要求。
輸出設備。功放故障可能是所有公廣系統中最常見的了。這有可能是通道故障(功放某個通道沒有正常工作)，當然也有可能是設備故障(整個設備癱瘓)。在一個高規格非集中式的公廣系統中，功放具備多種層級的備份和前瞻性的保護措施去避免功放故障是非常必要的。而這通常包含下面三個層面通道備份，設備備份和網絡備份：
通道備份。每條功放通道都將負責建筑內相應區域的揚聲器，而其中某些通道可以被指定用于備份切換。比如：如果通道1發生故障，將會自動切換到通道2.當然也可以實現其中某一個通道來備份其他幾個通道。
設備備份。在這種情況下，一臺功放所有的通道被用于備份另外一臺，兩臺完全獨立的設備。正如前面所提到的當供給電力給兩張卡的電源發生故障時，此時通道備份將無法達到目的。而設備備份則可以應對這樣的情況。而采用設備備份還有一個優勢，即可以為兩臺設備供應相互獨立且隔離的電力。
網絡備份。高規格非集中式公廣系統應配備主備以太網口。通過連接到不同的已形成備份架構的以太網交換機。這樣可以確保即使其中一臺交換機出現故障，功放仍能夠連接到網絡中。
輸入設備。高規格非集中式公廣系統的輸入設備將包含桌面或強裝式尋呼基站，建筑設施的管理人員通過它來實現廣播。
在一個高可靠的系統下，所有組件的監控都應做到定期報告并自動完成日志記錄，并且系統能夠發送相應的通知或警報，從而讓管理員去替換或維修有故障的設備組件。
服務器和控制器大部分現今的的公廣系統都會使用預錄語音，其工作模式是通過比如系統的定時計劃任務或員工的一些按鈕來觸發信息服務器播放語音。高規格非集中式公廣系統的信息服務器支持諸多功能，包括存儲和播放預錄語音消息，自動計時和事件調度計劃，VoIP尋呼接口等等。
為確保系統在任何時候具備全備份，可以加入第二臺信息服務器連接到網絡中，并配置成與主服務器完全一致的“鏡像系統”。當主服務器出現故障時備服務器將會無縫自動接管所有功能。最具實踐意義的建議是將這臺鏡像服務器與主服務器放置在建筑的不同地點。這是可以確保系統在應對大型災難時仍能工作的重要節點。
高規格的公廣系統要與緊急或消防報警系統相連，就需要借助一個接口設備來完成兩者的對接。在諸如化學泄露或火災下，緊急或消防報警系統發出警告至公廣系統，公廣系統將播放相應的警告信息到相應區域的揚聲器。
要連接消防報警信號和公廣系統通常會通過一個單一接口設備來完成。為滿足EN54-16的標準，這臺設備需內置多重備份。比如，任何消防安全接口設備需遵循下面的規定：
◆ 主備網口。這個設計主要用于連接備份的網絡，如果主網口丟失連接備份網口自動激活。
◆ 三重電源備份。主電源的接口最好具備使用備份儲蓄電池電力的能力，而備份電源口也應該提供這樣的電池供電(雙備份)。同時額外一個層級的電源供應將進一步提升可靠性，確保即使在主備電源失去電力時，設備還具備報告錯誤的能力。
◆ 實時監控設備關鍵故障端口狀態。通過設備的邏輯輸出端口來完成系統錯誤的警報。如果連接該端口的線路出現中斷或者短路，系統都應及時提供錯誤警告。同樣的消防對接設備的警報輸入的端口也應該被系統監控。
◆具備監控整個系統所有設備狀態的能力。所有與緊急或消防相關的設備系統都應具備監測其功能是否完整，同時所有的網絡通路也要處于監控狀態(需與交換機對接)。確保都有與之對應的故障指示。
◆干接點閉合信號觸發外部系統。如果接口設備發生故障，該設備應具備將兩個干接點線路閉合的能力，以此來觸發建筑內其他部分設備來警報接口設備的故障。
確保高可靠性功放的其他重要功能
1.揚聲器線路監測。一個連接到揚聲器鏈路終端的設備，該設備通過監聽人不可聞的測試音來向系統報告功放所連接的揚聲器線路狀態。
2.環境噪聲補償。通過在某一空間中放置噪聲感應麥克風，測量當前的環境噪聲水平，根據當前噪聲自動調整播報語音的音量。
3. 內置緊急語音存儲。在功放上直接集成這一小塊存儲是非常關鍵的。這保證了非集中式公廣系統不會出現任何單點故障——即使整個網絡都已經癱瘓，只要功放的供電還存在，就會持續的播放該存儲上的緊急語音。
功放的供電也應通過UPS來完成，在斷電時也能確保系統的全部功能。提供功放的備份(通道和設備)和線路終端監測將確保系統最高級別的持續監控。無論是誰都無法保證每個揚聲器都正常工作，如何應對某個鏈路揚聲器故障而導致其后的所有揚聲器都無法出聲，對此的建議是考慮額外的揚聲器安裝和連接更多的揚聲器線路。通過備份通道或設備連接的揚聲器，至少需要能夠保證關鍵區域的聽音覆蓋。
其他考量
高規格非集中式公廣系統的硬件設備應是管理友好型的，經過基礎簡單的培訓，建筑設施的管理員應能夠輕松做到維護和管理。這是確保系統最低的停機時間的重要屬性。本地的管理員可以快速安全的置換掉故障設備。
另外還值得一提的是設備防塵屬性也是一項指標。所有的設備應至少具備IP-30的防塵級別。
總結
在高可靠的環境下，高規格非集中式公廣系統工作的幾個重要方面：
◆ 在關鍵地點足夠的尋呼基站，且基站被系統定期和自動化的監控。設備日志記錄所有狀態，同時將信息服務器對所有設備進行日志和配置的記錄備份。
◆ 功放應具備通道或整機備份，網絡備份，揚聲器線路終端監測，環境噪聲補償，內置緊急語音消息存儲器每一個關鍵設備通過不間斷UPS供電(如功放、服務器、交換機等)。信息服務器的鏡像備份確保所有重要功能的實現(如消息播報和VoIP尋呼接口等)生命安全接口需內建多重備份(如果公廣系統需要與緊急或消防系統連接)基于標準網絡架構，配合RSTP以及故障邏輯輸出。
◆故障設備應由工作人員輕松置換，無需更多額外操作。防塵指數必不可少。
當我們在探討公共安全相關系統時，如何提供最具靈活，最具擴展性而又最具安全可靠性的系統是我們最關心的。關于系統的安全性并不是時刻保證整個系統的可運行而讓系統處于整體癱瘓的風險中。而應該是確保即使是系統的一個設備還能工作也能完成它的功能，加之完備的監控個警報系統才是我們應該思考的方向。而這正是高規格非集中式公廣系統的設計哲學。 |
