Q-sys-廣播、音頻系統(tǒng)-介紹

1、1. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及概述鑒于該系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括多個(gè)專業(yè)擴(kuò)聲系統(tǒng)，為了達(dá)到系統(tǒng)整合的目的，同時(shí)又要保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和先進(jìn)性，這里我們選用QSC公司最新推出的大型網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣Q-sys系統(tǒng)為整套系統(tǒng)的核心。由于Q-Sys系統(tǒng)具有極大的音頻處理能力以及通道處理能力，實(shí)現(xiàn)Q-Sys網(wǎng)絡(luò)音頻處理系統(tǒng)最大利用率，達(dá)到資源配置最優(yōu)化。1. Q-Sys系統(tǒng)介紹Q-Sys系統(tǒng)是美國QSC公司最新研制推出的一套大型網(wǎng)絡(luò)音頻矩陣處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)重新詮釋了網(wǎng)絡(luò)音頻系統(tǒng)，具有：非凡的音頻處理能力、超強(qiáng)的系統(tǒng)整合能力、磐石般的系統(tǒng)穩(wěn)定性、簡單易懂的可操作性。Q-Sys系統(tǒng)主要由音頻處理主機(jī)CORE、音頻接口箱I/O FRAME

2、、控制軟件以及千兆網(wǎng)絡(luò)組成。所有的設(shè)備通過千兆網(wǎng)絡(luò)連接起來即可完成工作。如圖1所示。圖1. Q-Sys系統(tǒng)示意圖 CORE主機(jī)CORE主機(jī)是Q-Sys系統(tǒng)的處理核心，音頻系統(tǒng)中所有的音頻信號(hào)處理、路由和控制信號(hào)全部是在這里進(jìn)行的。CORE主機(jī)分有三個(gè)型號(hào)：CORE1000、CORE3000、CORE4000。三種主機(jī)分別可以處理6464、128128、512*512*個(gè)音頻通道，是當(dāng)今世界上處理能力最強(qiáng)的音頻處理主機(jī)。CORE主機(jī)摒棄了傳統(tǒng)音頻處理主機(jī)采用DSP芯片進(jìn)行音頻信號(hào)處理的老方式，而采用全新的音頻處理核心多核64位中央處理單元進(jìn)行音頻信號(hào)處理。采用這種全新的處理引擎后，CORE主機(jī)的

3、信號(hào)處理能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)采用DSP芯片作為處理圖2. CORE主機(jī)核心的音頻處理主機(jī)。對比此前處理能力最強(qiáng)的PEAVEY的NION N6型音頻處理主機(jī)，最小型的音頻處理主機(jī)-CORE1000的音頻處理能力是NION N6的五倍。CORE主機(jī)內(nèi)部內(nèi)置了多種音頻處理模塊，如：分頻器、混音器、自動(dòng)混音臺(tái)、噪聲門、路由器、動(dòng)態(tài)處理器、噪聲發(fā)生器、參量/圖示均衡器、動(dòng)態(tài)顯示器、音頻文件播放器、RTA測試工具等等，能夠滿足各類場所音頻系統(tǒng)的需要。超強(qiáng)的處理能力、豐富的音頻處理模塊，使CORE具有充足的資源來進(jìn)行音頻信號(hào)處理，給音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)師提供了一個(gè)自由的平臺(tái)，供其任意設(shè)計(jì)自己想要設(shè)計(jì)的音響系統(tǒng)。 I/O

4、 FRAME音頻接口箱圖3. I/O FRAME音頻接口箱I/O FRAME是1U模塊化音頻接口箱，最大支持16個(gè)音頻通道，采用32比特浮點(diǎn)信號(hào)處理方式和高端數(shù)模、模數(shù)轉(zhuǎn)換器，使整套系統(tǒng)具有高保真音質(zhì)效果。機(jī)身集成四個(gè)卡槽，可以配置不同種類的輸入輸出接口卡。目前支持的卡的類型為：CIML4：麥克風(fēng)/線路輸入標(biāo)準(zhǔn)卡；CIML4-HP：麥克風(fēng)/線路輸入高性能卡；COL4：標(biāo)準(zhǔn)線路輸出卡；CODP4：QSC開關(guān)電源功放專用卡；CAES4：AES信號(hào)輸入輸出卡。I/O FRAME可以和CORE安裝在一起，也可以安裝在音頻網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋的任何地方。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)極大的增加了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈活性，并且大大的削減了

5、鋪設(shè)模擬音頻線纜的長度以及鋪設(shè)成本。由于所有的處理和控制都是在CORE中進(jìn)行的，因此單個(gè)I/O FRAME的故障只能影響到這個(gè)接口箱的輸入輸出，而不會(huì)影響整個(gè)處理控制中心。I/O FRAME機(jī)身集成了8個(gè)GPIO通道（繼電器控制端、電壓控制端和地線），GPIO可以通過軟件配置為受干觸點(diǎn)控制或者電位大小控制，也可以輸出TTL電平等控制信號(hào)，控制外部設(shè)備。 網(wǎng)絡(luò)QSys系統(tǒng)基于千兆以太網(wǎng)實(shí)時(shí)傳輸無損音頻信號(hào)，一個(gè)千兆網(wǎng)線可以傳輸512個(gè)音頻通道，且最大支持網(wǎng)絡(luò)十跳。Q-Sys系列內(nèi)產(chǎn)品全部采用高質(zhì)量的信號(hào)轉(zhuǎn)換器，網(wǎng)絡(luò)延時(shí)僅為0.667毫秒，而QSys系統(tǒng)的任一輸入到任一輸出的最大總延時(shí)也僅僅為固定

6、的2.5毫秒。值得注意的是，這里的延時(shí)指的是系統(tǒng)固定延時(shí)，無論經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)多少、無論內(nèi)部增加多少DSP處理環(huán)境，系統(tǒng)整體延時(shí)為固定的2.5毫秒，為音響設(shè)計(jì)師在系統(tǒng)延時(shí)控制上提供便利。Q-Sys系列內(nèi)產(chǎn)品CORE和I/OFRAME配備的為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，內(nèi)部的音頻信號(hào)和控制信號(hào)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸，無需將控制和音頻信號(hào)分成兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)單獨(dú)傳輸。Q-Sys系列內(nèi)產(chǎn)品CORE和I/OFRAME均具有雙網(wǎng)口，即支持雙網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)一個(gè)音頻網(wǎng)絡(luò)癱瘓的時(shí)候，備用網(wǎng)絡(luò)可以無延時(shí)的接替工作。 軟件Q-Sys系統(tǒng)有一套非常直觀、易懂、易操作的設(shè)計(jì)軟件“Q-Sys Designer”，音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)師學(xué)習(xí)起來十分迅速。Q-

7、Sys Designer軟件無論是在“在線”或者“離線”的狀態(tài)下，都可以運(yùn)行工作。在離線狀態(tài)下，音響設(shè)計(jì)人員可以學(xué)習(xí)使用軟件，并在電腦上模擬系統(tǒng)運(yùn)行，無需任何硬件設(shè)備。方便大家進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真模擬。值得一提的是，Q-Sys Designer的仿真速度非常得快，可以大大節(jié)省我們在設(shè)計(jì)大系統(tǒng)時(shí)候的時(shí)間。此外軟件中集成了強(qiáng)大的幫助系統(tǒng)，在操作者需要的時(shí)候提供必要的協(xié)助。系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡單得就像圖示化的音頻處理組件堆疊一樣，會(huì)使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)者更加專注于系統(tǒng)解決方案的設(shè)計(jì)而不是怎樣去運(yùn)行軟件。軟件中還有很多十分使用的處理模塊和工具，當(dāng)一個(gè)設(shè)計(jì)師使用QSys系統(tǒng)的時(shí)候，當(dāng)一些細(xì)節(jié)和小技巧被掌握后，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)會(huì)更

8、加有效。除了設(shè)計(jì)軟件之外，系統(tǒng)還可以制作圖形化的控制界面?？刂平缑娴木庉嬀褪菍⑻幚斫M件中的指示器和控制器拖拽到控制面板編輯器中，此外還能夠在界面中添加圖片、線以及其他一些圖形等元素。編輯器可以自動(dòng)生成控制頁面或者定制的控制頁面。系統(tǒng)操作人員就可以通過密碼，使用友好的人機(jī)交互界面來控制整個(gè)音響系統(tǒng)了。圖4. 軟件界面 系統(tǒng)的可靠性但凡大型的系統(tǒng)，一般對系統(tǒng)可靠性都具有很強(qiáng)的需求。傳統(tǒng)的模擬系統(tǒng)通常采用系統(tǒng)冷備份方式，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，需要重新連接系統(tǒng)，容易出現(xiàn)系統(tǒng)連接錯(cuò)誤、導(dǎo)致系統(tǒng)不能馬上工作。而Q-Sys系統(tǒng)具有熱備份機(jī)制，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的系統(tǒng)備份功能供用戶選擇。如圖5所示。圖5. 主機(jī)、網(wǎng)

9、絡(luò)、接口箱自動(dòng)熱備份a) 主機(jī)熱備份Core支持雙機(jī)熱備份，兩個(gè)主機(jī)互為備份，每300毫秒進(jìn)行系統(tǒng)控制參數(shù)同步，當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障的時(shí)候，備份機(jī)可以馬上接替主機(jī)工作，不會(huì)造成系統(tǒng)停止。無需任何變成、無需任何軟硬件增加，即可完成主機(jī)熱備份。b) 音頻接口箱熱備份I/O Frame支持雙機(jī)熱備份，兩個(gè)接口箱互為熱備份。當(dāng)主接口箱出現(xiàn)問題的時(shí)候，備份接口箱可以自動(dòng)接替主接口箱工作。兩個(gè)接口箱可以同時(shí)接在一套功率放大器上面，由于其內(nèi)部設(shè)計(jì)了備機(jī)斷開機(jī)制，因此不會(huì)出現(xiàn)輸入阻抗減小一半的情況。無需任何變成、無需任何軟硬件增加，即可完成接口箱熱備份。c) 網(wǎng)絡(luò)熱備份Q-Sys系統(tǒng)的所有設(shè)備均支持雙網(wǎng)絡(luò)，具有兩個(gè)

10、網(wǎng)口，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的雙備份。當(dāng)一個(gè)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題的時(shí)候，可以自動(dòng)切換到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上面。（無延時(shí)）d) 功放熱備份圖6. 功放切換器QSC功率放大器在配合Q-Sys系統(tǒng)工作的時(shí)候，可以實(shí)現(xiàn)N+1備份。即用一臺(tái)功率放大器就可以實(shí)現(xiàn)對N（N小于等于8）臺(tái)功率放大器的備份工作。實(shí)現(xiàn)功放備份的功能的時(shí)候，需要增加一臺(tái)功放倒備器DAB-801。每臺(tái)DAB-801可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)兩通道功率放大器備份4臺(tái)兩通道功率放大器，兩臺(tái)DAB-801可以級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)1臺(tái)兩通道功率放大器備份8臺(tái)兩通道功率放大器。該功能多用于廣播系統(tǒng)，在一些重要的會(huì)議場所也可以進(jìn)行功率放大器的備份。Q-Sys系統(tǒng)提供了這么全的備份功能，用戶可以根

11、據(jù)自身系統(tǒng)的需要，選擇需要的備份設(shè)備。 對功率放大器和揚(yáng)聲器的整合Q-Sys系統(tǒng)不僅僅是一套網(wǎng)絡(luò)音頻處理系統(tǒng)，它還整合了QSC后端擴(kuò)聲設(shè)備功率放大器和揚(yáng)聲器。QSC所有開關(guān)電源功率放大器都可以通過Q-Sys系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控和監(jiān)控（該監(jiān)控功能還包含對功放后揚(yáng)聲器回路的監(jiān)控），而所有QSC無源系列揚(yáng)聲器也全部集成到系統(tǒng)中，內(nèi)置所有型號(hào)揚(yáng)聲器的“本征校正”音頻處理模塊，使得系統(tǒng)揚(yáng)聲器音質(zhì)調(diào)整非常簡單。 內(nèi)置LUA編譯器Q-Sys系統(tǒng)內(nèi)置很多邏輯功能模塊，幫助音響系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)功能更加強(qiáng)大的音響系統(tǒng)。除此之外，系統(tǒng)還內(nèi)置了LUA編譯器，通過LUA語言變成，設(shè)計(jì)邏輯功能更加復(fù)雜的音響系統(tǒng)。2. 本項(xiàng)

12、目系統(tǒng)配置本系統(tǒng)包含會(huì)議擴(kuò)聲系統(tǒng)，采用一套Q-Sys系統(tǒng)即可完成全部系統(tǒng)功能。既實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)集中化管理和控制，又實(shí)現(xiàn)了資源優(yōu)化配置目的。配置原則： Q-Sys系統(tǒng)在主機(jī)房配置系統(tǒng)主機(jī)CORE，然后通過網(wǎng)絡(luò)連接每層所有的Q-Sys系統(tǒng)設(shè)備。控制電腦也設(shè)立在主機(jī)房。會(huì)議擴(kuò)聲場所分布在每個(gè)樓層，且有的樓層具有較多的會(huì)議室，基本配置原則是在每個(gè)會(huì)議室內(nèi)配置一臺(tái)I/O FRAME音頻接口箱，并根據(jù)房間內(nèi)的音源輸入數(shù)量（話筒、DVD等）和揚(yáng)聲器輸出回路確定需要的音頻輸入卡和輸出卡的數(shù)量。 網(wǎng)絡(luò)Q-Sys系統(tǒng)的千兆網(wǎng)系統(tǒng)可以單獨(dú)建立一套千兆網(wǎng)系統(tǒng)，也可以利用大樓內(nèi)部現(xiàn)有的千兆網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（資源優(yōu)化配置）。如果跟大

13、樓內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)共用網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，需要給Q-Sys系統(tǒng)劃定足夠帶寬的VLAN。如果為了增加系統(tǒng)的可靠性，可以采用兩套網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，Q-Sys系統(tǒng)支持雙網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，且可以無縫切換主網(wǎng)絡(luò)和備份網(wǎng)絡(luò)。Q-Sys系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)需求：a) 必須為千兆以太網(wǎng)（使用千兆網(wǎng)交換機(jī)和千兆網(wǎng)線或者光纖均可）b) 網(wǎng)絡(luò)最大不可超過10跳c) 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)支持QoSd) 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)端口至少支持4個(gè)優(yōu)先級(jí) 功率放大器和揚(yáng)聲器配置原則會(huì)議擴(kuò)聲系統(tǒng)采用定阻方式驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器。根據(jù)會(huì)議室空間大小，選擇合適的AD系列會(huì)議專用揚(yáng)聲器，并根據(jù)揚(yáng)聲器功率，選擇合適的CX系列定阻功率放大器即可。圖7. 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖3. 系統(tǒng)特點(diǎn)介紹a) 利用網(wǎng)絡(luò)傳輸音

14、頻信號(hào)。傳輸距離遠(yuǎn)、信號(hào)損失小。采用模擬系統(tǒng)，既會(huì)造成線纜成本的大大增加、施工難度的增加、人力成本的增加；還會(huì)造成模擬音頻信號(hào)在傳輸過程中信噪比下降和信號(hào)衰減，進(jìn)而造成整個(gè)廣播系統(tǒng)音質(zhì)的下降，直觀的感受就是語言清晰度不夠、背景音樂音質(zhì)不夠優(yōu)美等。而Q-Sys系統(tǒng)采用千兆以太網(wǎng)傳輸音頻信號(hào)，可以有效的避免音頻信號(hào)傳輸過程中的種種問題和施工上的難點(diǎn)。利用一根千兆網(wǎng)線可以傳輸512個(gè)音頻通道，大大降低了施工成本和線纜成本；并且聲音信號(hào)無壓縮、無衰減損失。b) 設(shè)備集中化管理。管理智能化、人性化。傳統(tǒng)的系統(tǒng)通常不能夠?qū)ο到y(tǒng)所有設(shè)備進(jìn)行管控、操作也不人性化，使用和維護(hù)起來十分不便。如果是一個(gè)小的系統(tǒng)還無

15、所謂，但是用在一個(gè)大型系統(tǒng)中那么使用起來就是非常繁瑣了。工作人員要面對大量的廣播設(shè)備，需要經(jīng)過專業(yè)的培訓(xùn)才能夠了解系統(tǒng)的操作。如果設(shè)備一旦出現(xiàn)問題，就要往返于設(shè)備間之間進(jìn)行，增加系統(tǒng)的使用難度。Q-Sys系統(tǒng)具有圖形化、中文的，友好的人機(jī)交互界面，系統(tǒng)操作人員無需進(jìn)行專業(yè)的培訓(xùn)即可根據(jù)才做界面上的中文提示進(jìn)行系統(tǒng)操作。并且系統(tǒng)具有權(quán)限管理機(jī)制，不同級(jí)別的系統(tǒng)管理人員具有不同的權(quán)限，需要根據(jù)授權(quán)或者密碼對系統(tǒng)進(jìn)行操作，防止系統(tǒng)誤操作的發(fā)生。Q-Sys系統(tǒng)可以集中管理系統(tǒng)中的所有設(shè)備、包含音頻接口箱I/O Frame、QSC功率放大器、揚(yáng)聲器回路。通過統(tǒng)一的系統(tǒng)界面，系統(tǒng)操作人員除了可以操作整套系

16、統(tǒng)之外，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)接口箱的狀態(tài)、揚(yáng)聲器回路開短路狀態(tài)、功率放大器的溫度、保護(hù)等工作狀態(tài)，以及遙控功放開關(guān)機(jī)。簡化系統(tǒng)操作。并且系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)日志文件，方便系統(tǒng)維護(hù)和檢修。c) 音頻擴(kuò)聲處理Q-Sys系統(tǒng)具有豐富的音頻處理模塊，如：分頻器、混音器、自動(dòng)混音臺(tái)、噪聲門、路由器、動(dòng)態(tài)處理器、噪聲發(fā)生器、參量/圖示均衡器、動(dòng)態(tài)顯示器、音頻文件播放器等等。并且具有足夠的音頻處理資源，可以滿足所有的會(huì)議室、宴會(huì)廳、多功能廳、背景廣播系統(tǒng)的音頻處理功能。Q-Sys系統(tǒng)還具有RTA等測試工具，可以為系統(tǒng)搭建后的系統(tǒng)調(diào)試工作帶來極大的便利和幫助。d) 支持第三方控制系統(tǒng)開房了第三方控制協(xié)議，可以接受AMX等第三方控制設(shè)備的控制。e) 背景廣播多音源播放和本地化音源選擇在Core主機(jī)內(nèi)部可以大量的預(yù)存MP3或者WAV背景音樂音頻文件，并且可以通過內(nèi)置的音頻播放器進(jìn)行播放和音頻文件選擇。系統(tǒng)支持多個(gè)音頻播放器，可以滿足背景廣播系統(tǒng)的多音源播放功能。在一些特殊的地方需要單獨(dú)調(diào)整音源，