从技术跟进到领先 台电会议系统的核心技术分析

    从技术发展的进程来看，电子会议系统已经历了三代：第一代是全模拟技术；第二代是模拟音频传输+数字控制技术；第三代是全数字技术（数字音频传输+数字控制技术）。本文简单介绍了全数字会议系统的核心技术——一、 多通道数字音频传输技术的现状，并剖析了台电公司独立开发的、具有自主知识产权的“MCA-STREAM”多通道数字音频传输技术。 

一、 会议系统技术的发展

　　从技术发展的进程来看，电子会议系统已经历了三代：第一代是全模拟技术；第二代是模拟音频传输+数字控制技术；第三代是全数字技术（数字音频传输+数字控制技术）。

　　第一代会议系统是全模拟技术的会议讨论系统，它首次采用"手拉手"连结的话筒、噪声门和小功率扬声器，不再需要蜘蛛网般的话筒引线，使用者只需要按动一个开关即可发言，不需要操作人员控制，不需要使用调音台，操作非常简单，是传统扩声系统的一大进步。

　　第一代模拟会议系统主要适用于小型会议室，典型产品有Auditel的PM100，PHILIPS的CCS800，台电的HCS-2000系列（目前已停产）。

　　第二代会议系统产品引入了数字控制技术，实现了会议签到、发言管理、投票表决、同声传译和视像跟踪等功能，典型产品有SONY的SX-M700系列，台电的HCS-3100系列。

　　第二代会议系统产由于采用了数字控制技术，大大扩展了会议系统的使用功能，提高了会议效率。但是由于音频传输仍使用模拟方式，传送每种语言至少需要一根专用传输线路，如果需要传送10种语言，就需要10根音频传输线和2根电源线及数字控制信号线。这种专用传输线缆不仅昂贵、复杂，而且连接点的故障会增加，无法满足传送越来越多语种的要求。模拟音频传输的另一个重大缺点是，音频信号电平的衰减随传输距离的增加而增加，使信号噪声比越来越差，系统的高频响应越来越差，通道之间的串音越来越大......，随着传输距离的增加（如超过50公尺），音质变差问题是无法克服的。在大型会议系统中，接地问题引入的干扰（如照明设备、工业电器设备和广播通信设备等），一直是难以解决的另一个烦恼问题。

　　第三代产品是全数字会议系统，其核心技术是多通道数字音频传输技术。多通道数字音频传输技术从根本上解决了多芯线缆模拟音频传输存在的接地噪声、设备干扰、通道串音、长距离传输等问题，声音保真度极高，接近CD音质，同时大大方便了施工布线，提高了系统的可靠性。

　　目前全数字会议系统及其核心技术只有少数几家国外公司拥有，会议系统高端市场也因此一直被他们所垄断。深圳台电公司于2004年成功研发出了具有自主知识产权的MCA-STREAM（Multi-Channel-Audio Stream）多通道数字音频传输技术，并推出了基于MCA-STREAM技术的新一代HCS-4100系列全数字会议系统，台电公司也从而跻身于国际上少数几家拥有全数字会议系统设备及其核心技术的供应商行列。

二、 多通道数字音频传输技术

　　系统各单元设备采用模/数（A/D）和数/模(D/A)的转换技术，使得在系统内部传输的信号均为数字化信号，将数字信号编码后在线缆上传输，并根据传输线缆的带宽条件采用相应的复用技术以实现在一根线缆上同时传输多路音频信号，这一系列技术即为多通道数字音频传输技术。|

　　目前国际上多通道数字音频传输技术主要有以下几种：

　　1．CobraNet

　　当前使用比较广泛的多通道数字音频传输技术之一是Peak Audio（尖峰音频）公司的CobraNet 协议。CobraNet利用成熟的快速以太网技术来传输和分配实时、非压缩的数字音频信号，其特点是是不会产生信号压缩失真和感觉不到有声音延迟（延时量小于8ms），因此音质极好。CobraNet协议在100Mbps的快速以太网上，可以支持64路音频信号。

　　CobraNet协议把音频信号打成数据包(Bundle)，以便在以太网上传输。CobraNet支持多点传输(multicast)和单点传输(unicast)，音频信号的路由分配非常灵活。

　　2．MADI

　　MADI（Multi-channel Audio Digital Interface）多通道音频数字串行接口标准。它规定用一根同轴电缆或光缆可以串行传输多路线性量化（PCM）音频数据，当取样频率为48KHz或44.1KHz时，最多可以传输56路。MADI标准只支持从一个发射机到一个接收机的单点对单点连接。

　　3．DCN数字音频技术

　　DCN数字音频技术是PHILIPS(BOSCH)公司在其数字会议网络（DCN）中采用的信号传送和处理技术。应用这种技术专门开发了Praedics（专业音频编码解码集成电路）和数据协议转换芯片，用1根双同轴电缆可以同时传送16路语音通道，另加10路传送资料的数据通道,这些通道可用于话筒管理、同声传译、内部通讯、投票表决、资料产生和分配等。

三、台电“MCA-STREAM”多通道数字音频传输技术 

　　MCA-STREAM（Multi-channel Audio Stream）多通道数字音频传输技术是台电公司独立开发的，具有自主知识产权的数字音频技术，它采用"模/数"转化技术，直接将拾取到的发言人的语音转换成数字信号，并应用网络技术和TDM（时分复用）技术，在在一根六芯线上（2根数字信号上行传输线、2根数字信号下行传输线、1根电源线和1根地线）同时传输64路音频数据及控制数据，传输带宽达100Mbs。MCA-STREAM技术建立在台电数字会议系统的专用数字网络通讯芯片基础上，MCA-STREAM的传输协议也全部自主开发。MCA-STREAM 数据流格式。

　　基于MCA-STREAM技术的台电新一代HCS-4100系列全数字会议系统，其主要设备单元——会议控制主机、发言单元、语言分配单元、翻译单元都采用以高速CPU为核心的硬件架构，并使用了模/数和数/模的转换器，设备间线路上传输的均为数字化信号，外部模拟设备(如录音、有线或无线的音频设备等)则通过模拟音频输出器接入数字系统网络。

　　MCA-STREAM技术为会议系统带来的优越性：

　　1．CD般的完美音质 

　　MCA-STREAM技术从根本上解决了音响工程中接地系统带来的噪声和其他设备引起的干扰，信号的信噪比达到96dB，串音小于85dB，频响达到30-16KHz，音质接近CD品质。 

　　2．长距离传输音质不会有任何影响 

　　在传输过程中由于音频信息量全部包含在脉冲编码序列中，它与脉冲振幅的波动无关，因此信号质量不会受到影响，长距离传输同样能提供接近CD的高保真完美音质，广泛适用于大型会议场馆、体育场馆等多种场合。

　　3. 一条六芯电缆可传输64路语音信号和其他各种信息 

　　一条专用的六芯电缆（兼容通用的带屏蔽超五类线）可传输多达64路的原声和译音信号，避免采用复杂的多芯电缆，既节省费用，又方便了施工布线，还可增强系统的可靠性。线缆中还可以增加遥控和监控信息，整个系统的调试和维护也变得更为简便。

　　4. 高可靠的自动数据备份 

　　系统软件采用主服务器-备份服务器的双机热备份架构，服务器在处理数据的同时，自动地向备份服务器进行数据备份，避免了突发事件对会议的影响，提高了会议的安全性和可靠性。还可以在中心机房或任何需要的地方设置专门的监控计算机，对网络上所有的设备进行监控，通过合理设计，当系统检测到任何一件设备或者网络电缆发生故障，都可以进行应急切换，保证系统继续运行，这样对系统进行中央监控可以节省大量的时间和劳力，尤其是大型场馆环境。

　　5. 灵活的输入/输出路由选择 
　　在MCA-STREAM网络系统中，可以轻松地把任何输入信号切换到任何输出通道，而且完全不用重新接线。这种信号路由的灵活调整特性，可以使系统适应不同的使用要求，对于未来的可扩展性和系统的调整也留有充分余地。在基于MCA-STREAM技术的台电全数字会议系统中，无需另配备任何设备，即可实现多路的内部通讯功能，方便与会代表之间的沟通。

　　6. 数字会议与视频会议系统的摄像机可以资源共享 
　　两种会议系统的摄像机可以资源共享，实现声像同步跟踪控制。

　　7. 网络收听会议 
　　通过网络交换机（Switch）转换协议，会议信息可以直接上局域网或互联网，实现网络收听会议实况，甚至还可参与会议讨论。

四、结束语 

　　目前，从国际上数字音频应用的发展来看，数字音频技术已经在数字影视、会议、广播和互联网等领域获得了广泛的应用，而此时我国的音频产业外延及结构正在不断的扩展，我国音频产业的渗透领域也正越来越宽，所以，改变音频产品核心技术领域的空白现状刻不容缓。台电公司具有自主知识产权的“MCA-STREAM”多通道数字音频传输技术的成功，取得了在数字会议系统领域高端核心技术的突破，为我国的音频产业树立了榜样，因而具有开创性的意义。