Cada fabricante está promocionando sus propios productos de transmisión inteligente para campus desde diferentes ángulos y niveles. Sin embargo, en la construcción de sistemas de transmisión inteligente para campus, ¿qué tecnologías y soluciones se deben utilizar y cuáles se deben elegir? tipo de productos y fabricantes? Para las escuelas, es como mirar flores en la niebla, y es difícil distinguir productos de transmisión inteligente de campus verdaderamente estables y tecnológicamente avanzados. Los siguientes productos de transmisión inteligente para campus se analizan en función de sus principios de funcionamiento y métodos de transmisión para proporcionar referencia a las escuelas en la construcción de transmisiones en campus.
Análisis de antecedentes técnicos: la transmisión de voltaje constante es la primera transmisión pública en el campus. Su principio de funcionamiento es amplificar directamente la señal de audio y transmitirla en función de la señal de potencia. Para reducir la pérdida de transmisión de la línea, la impedancia coincidente de 4 ~ 16ω se convierte en un modo de voltaje constante de 100 V a través del transformador elevador para la transmisión. Después de llegar al terminal y empujar el altavoz, el voltaje cae al. Impedancia coincidente de 4 ~ 16ω. La distancia de transmisión general es de decenas de metros a varios cientos de metros.
Ventajas:
Tecnología madura, estructura simple, rendimiento estable, fácil mantenimiento y terminales económicos. Actualmente se utiliza ampliamente en música de fondo en estaciones, muelles, escuelas, edificios comerciales y civiles, y muchos fabricantes han desarrollado transmisiones de emergencia que pueden vincularse con sistemas de protección contra incendios.
Desventajas:
①Mala calidad de sonido y gran distorsión: la transmisión de voltaje constante se ve afectada por factores como el ancho de banda del transformador de línea, el tamaño del altavoz, el diámetro del cable y otros factores. El rango de respuesta de frecuencia es de 200 Hz a 12 KHz, la distorsión es ≤10 % y no se puede lograr la transmisión estéreo.
②La capacidad del programa es pequeña y no se puede controlar mediante direccionamiento: una línea solo puede transmitir un conjunto de programas. Para las escuelas actuales, la capacitación auditiva en idiomas extranjeros requiere sincronización de múltiples niveles para transmitir un conjunto de programas, no puede cumplir con los requisitos de transmisión simultánea y regional, y no puede realizar transmisiones de direccionamiento punto a punto. Por ejemplo, si el director quiere hablar en una determinada clase o en varias clases, no se puede realizar una transmisión de voltaje constante. Todos los oradores solo pueden transmitir al mismo tiempo, lo que afecta las clases normales de otras clases. Los ejercicios oculares solo deben reproducirse en las aulas y oficinas, los ejercicios de radio solo deben reproducirse en el patio de recreo y la música de fondo solo debe reproducirse en dormitorios y restaurantes. La transmisión de voltaje constante no se puede utilizar para cursos de transmisión de un solo punto o de grupos aleatorios.
(3) La tecnología está atrasada, las funciones son simples y la escalabilidad es pobre: las fuentes de audio son básicamente fuentes de audio analógicas, como decks, y no pueden reproducir archivos de audio en formato digital y no pueden realizar Reproducción y control automáticos. La transmisión de voltaje constante está diseñada según los principios de adaptación de potencia y adaptación de impedancia. Una vez instalado el cableado del sistema, la capacidad de expansión de energía es muy limitada y no puede expandir la capacidad del programa.
En la actualidad, algunos fabricantes han lanzado un reproductor inteligente, que puede realizar una reproducción automática basada en la reproducción de voltaje constante y también puede controlar el encendido y apagado del amplificador de potencia con regularidad. Sin embargo, su espacio de almacenamiento es limitado, la capacidad del programa es demasiado pequeña, la calidad del sonido de la transmisión es deficiente y la frecuencia de muestreo es extremadamente baja, 16 KHz, 8 bits. La capacidad de almacenamiento de programas generales es de 8 minutos, 16 minutos, 32 minutos y 64 minutos. Tiene funciones de control de sincronización automática de reproducción y conmutación de la fuente de alimentación del amplificador de potencia, que básicamente pueden cumplir con los requisitos de reproducción de tonos de llamada diarios y programas de práctica en las escuelas, pero no pueden cumplir con los requisitos de enseñanza, capacitación y exámenes de escucha de idiomas extranjeros. Análisis de antecedentes técnicos: la transmisión de FM adopta el método de modulación de FM para transportar señales de audio en portadoras de alta frecuencia para su transmisión y utiliza los cambios de frecuencia de las portadoras de alta frecuencia para describir los cambios en las señales de audio. Diferentes frecuencias portadoras pueden transmitir diferentes programas de audio al mismo tiempo. En nuestro país, 87~108MHz también están asignados a la banda de transmisión de FM. En la actualidad, la transmisión en FM se utiliza para la transmisión en circuito cerrado en las redes de transmisión urbana y de televisión por cable de mi país. La radio FM se puede transmitir junto con la televisión por cable y es la principal dirección de desarrollo para ampliar la cobertura de transmisión en mi país en el futuro.
Ventajas:
①El rango de audio de la radio FM es de 30Hz~7KHz y la distorsión es ≤0,7%. La radio FM tiene las ventajas de una respuesta de frecuencia amplia, agudos ricos, una gran capacidad antiinterferencias y baja distorsión, y puede usarse para transmisión estéreo.
②Tecnología madura y gran capacidad de programación: la transmisión de FM de circuito cerrado se basa en la división de frecuencia y la multiplexación por división de frecuencia de la televisión por cable. La televisión por cable ha experimentado casi 20 años de historia de desarrollo en China. La tecnología es muy madura y el equipo de soporte es muy barato. En la división de frecuencias de la televisión por cable de mi país, la banda de frecuencia de 87-108 MHz está asignada a la banda de transmisión de FM, que se utiliza especialmente para la transmisión de transmisiones de FM. El ancho de banda de transmisión de FM es de 16 KHz. Esta banda de frecuencia puede transmitir más de 60 conjuntos de programas de radio FM al mismo tiempo, lo que puede cumplir con los requisitos de transmisión simultánea multinivel y multizona de la escuela.
③ Buena compatibilidad y escalabilidad: la transmisión de FM se puede transmitir con una red coaxial de señal de TV por cable y también puede ser compatible con TV por cable y una red híbrida fotoeléctrica HFC para transmisiones de larga distancia de decenas o cientos de kilómetros. Los programas de radio FM de circuito cerrado tienen gran capacidad y buena escalabilidad. Cuando necesites agregar un programa, solo necesitas agregar un modulador de FM sin realizar ningún cambio en la estructura del cableado. Al agregar altavoces terminales y equipos de recepción, solo necesita encontrar una interfaz de radiofrecuencia en cualquier lugar de la línea original para cumplir con el nivel de recepción de (45~65) dB, sin volver a cablear ni agregar un amplificador de potencia.
Desventajas:
La transmisión de FM se basa en una transmisión de señal débil, y cada dispositivo receptor debe ser un dispositivo activo, es decir, cada altavoz y terminal debe estar conectado a una alimentación externa de 220V. suministrar. Para las escuelas con requisitos de transmisión de incendios, la transmisión de FM simple no puede cumplir con los requisitos de las normas contra incendios. Sobre la base de la transmisión de FM, algunos fabricantes han desarrollado equipos especiales para FM a voltaje constante y han reservado interfaces de protección contra incendios, de modo que la transmisión de FM pueda realizar funciones de transmisión multicanal y de transmisión de extinción de incendios, cumpliendo básicamente con los requisitos de transmisión de escuelas.
En cuanto a la inteligencia de la transmisión FM, los fabricantes existentes ya son relativamente maduros en este sentido. Todos los programas se compilan y transmiten en formatos digitales como MP3 y WAV. Sobre esta base, se desarrolló un software de control de transmisión multicanal inteligente en el campus. Una computadora de control principal reproduce de 1 a 8 conjuntos de programas de audio al mismo tiempo. El software también tiene la función de configurar listas de reproducción y tiempos automáticamente según el año. , mes, semana y día. Reproduce pistas de radio en puntos fijos.
El software de algunos fabricantes también dispone de funciones de control direccionables. En la sala de transmisión, el software puede controlar el interruptor del altavoz terminal, el volumen, la frecuencia, la selección de entrada, la transmisión de emergencia y otras funciones. También puede configurar algunas tareas de transmisión a través del software, que básicamente cumple con las funciones comunes de transmisión y control en el campus.
En términos de control inteligente, todos los fabricantes utilizan tecnología de control de portadora o subportadora. Los métodos comunes incluyen el control de portadora SCA FM, MSK y FSK. Su principio de transmisión es modular la señal de control en una portadora de alta frecuencia mediante modulación digital y transmitirla junto con la señal de audio modulada a través de cables sin tender líneas de señal de control. La aplicación de la tecnología de modulación digital en el campo del control automático industrial ha sido muy madura. La teledetección, la telemetría y el control remoto utilizan esta tecnología, que se utiliza ampliamente en ferrocarriles, transporte, hidrología, meteorología y otros campos. Análisis de antecedentes técnicos:
Antes de presentar el audio digital, echemos un vistazo al audio analógico.
El concepto de audio analógico: La señal de audio es la señal de voltaje (corriente) y=f(t) que cambia con el tiempo en el circuito, la cual es función del tiempo, que es lo que solemos llamar audio analógico. El rango de frecuencia es de 20 Hz ~ 20 KHz. Las señales de audio se procesan, amplifican, graban, transmiten o modulan directamente en circuitos analógicos. Las grabadoras de cinta, las radios, las transmisiones de voltaje constante y las transmisiones de FM procesan audio analógico directamente.
El concepto de audio digital: El audio digital divide y describe el audio analógico continuo a partir del componente de tiempo (eje X) y el componente de amplitud (eje Y) (consulte la figura siguiente). Los segmentos en el eje X se llaman muestras y se describen por el número de muestras por segundo, es decir, la frecuencia de muestreo. Cuanto mayor sea la frecuencia de muestreo y más corto el intervalo de muestreo, mejor será para describir la verdadera situación del sonido original. La división en el eje Y se llama cuantificación, que se describe en bits (donde n es 2n, 16 bits = 216 = 65536 partes, es decir, la amplitud del audio se describe en 65532 pasos discretos). De manera similar, cuanto mayor sea el valor del bit, más fina será la cuantificación.
La señal de audio muestreada y cuantificada produce una serie de códigos binarios discretos "010101....", lo que permite al ordenador identificar estos códigos binarios y editarlos, transmitirlos y copiarlos. El procesamiento de señales digitales es la especialidad de las computadoras. El audio analógico se ve afectado por las características de los componentes electrónicos (cada componente tiene ruido térmico) y se distorsionará cada vez que se procese (la forma de onda se distorsionará), lo que resultará en una acumulación de ruido. Cuantas más veces se procesa, mayor es la acumulación de ruido y menor es la relación señal/ruido (S/N).
El audio digital se almacena y transmite en formato digital. La tasa de error de bits es muy baja o incluso evitable, por lo que se puede copiar y transmitir muchas veces, y no importa cómo lo edites y proceses, allí. No habrá ruido adicional. Por lo general, el muestreo estéreo (doble canal) de 16 bits y 44,1 KHz es el estándar de calidad de sonido del CD.
La cantidad de datos en la cuantización del muestreo de audio digital (después de la conversión A/D) es bastante grande.
Si la calidad del sonido del CD muestreada por un archivo de audio (estéreo de dos canales) es 44,1 KHz, 16 bits por segundo, entonces 16×2=32 bits, 44,1 kHz×32 bits = 65438. Un carácter chino ocupa 2 bytes en la computadora (1 byte = 8 bits), entonces el espacio de almacenamiento ocupado por 1 segundo de música es = 1411200/(8×2) = 88220 caracteres chinos, lo que da como resultado la cantidad de archivos de audio digitales. La cantidad de datos es
Obviamente, una cantidad tan grande de datos no es fácil de procesar y transmitir directamente, por lo que algunos datos inútiles (inaudibles para el oído humano) se pueden comprimir de acuerdo con las características acústicas del ser humano. oído, para que pueda procesarse sin La cantidad de datos se reduce considerablemente sin afectar la calidad del sonido. Actualmente existen muchos formatos de compresión de audio, como WAV y MP3, en los que no entraré en detalles aquí.
Después del procesamiento digital, el audio digital finalmente se restaura a una señal de sonido y se reproduce (proceso de conversión D/A). Primero, la señal de audio digital descrita por una gran cantidad de caracteres digitales se envía a la línea del convertidor digital a analógico (DAC). La señal digital se restaura en una serie de valores de voltaje que cambian en función de. tiempo, y luego sale a través de un circuito de conformación y un filtro de paso bajo. De esta manera, se envía una señal de voltaje pulsante analógica relativamente plana y realista a un amplificador o altavoz y luego se convierte en una señal de sonido.
Por lo general, la conversión A/D (adquisición) y la conversión D/A (reducción) de audio digital se completan con tarjetas de sonido de computadora y tarjetas de sonido profesionales, mientras que la compresión, transmisión, descompresión y decodificación se realizan mediante equipos especiales. software O completado por un chip dedicado. La edición de audio se realiza mediante un software de edición de audio profesional.
Aprendimos los conceptos básicos y ventajas del audio digital. Para la radio del campus, el audio digital debe transmitirse y reproducirse en la red del campus para lograr las funciones y requisitos de la radio inteligente. En la actualidad, la mayoría de las escuelas de mi país han establecido sistemas de red en el campus con una estructura Ethernet (protocolo TCP/IP). En términos de velocidad, todos son troncales de fibra óptica de 1000M, UPT de 10M/100M (Categoría 5e) a arquitectura de red terminal. Con los beneficios del audio digital mencionados anteriormente, ¿existe una mejor solución para la transmisión de transmisiones del campus en la red del campus?
En términos de principio de funcionamiento, un host (servidor de audio) y un conjunto de software de transmisión o software de servidor envían archivos de audio a terminales de red remotas en forma de flujos IP. Cada terminal debe tener una dirección IP fija y un módulo de red, un equipo profesional de decodificación de audio digital (software o hardware) y una unidad de control del amplificador de potencia.
En la actualidad, algunos fabricantes han comenzado a desarrollar la transmisión de audio en red, lanzaron algunos productos y también los promocionaron. El autor cree que, después de todo, la transmisión de audio en red es algo nuevo. Actualmente solo se encuentra en la etapa de investigación y desarrollo, con pocas aplicaciones prácticas y casos exitosos.
Ventajas:
① La transmisión por Internet se ha digitalizado y conectado en red desde la producción del programa hasta la transmisión. El sistema tiene una alta relación señal-ruido y no se genera ruido durante el procesamiento y la transmisión. Por lo tanto, para una mejor calidad de sonido, también es posible la transmisión en estéreo.
②Es fácil implementar la transmisión inteligente. Ethernet en sí es una red bidireccional. Las funciones de sincronización, direccionamiento y agrupación de transmisiones inteligentes se pueden implementar fácilmente mediante software en la red Ethernet.
③Se puede implementar multidifusión si la velocidad de la red lo permite. Debido a que los archivos de audio se transmiten en forma de paquetes de datos
a través de la red, la multidifusión es fácil de implementar simplemente enviando diferentes paquetes de datos a diferentes terminales.
④ Realice transmisiones interactivas y AOD remotas. Debido a que Ethernet es una red bidireccional, el host de control puede monitorear y controlar completamente el estado de funcionamiento de cada terminal. El terminal también puede hablar con el camarero a través de la pantalla LCD y pedir comida directamente al camarero, lo que facilita enormemente la enseñanza de idiomas extranjeros.
⑤Administración conveniente: el operador puede implementar todos los hosts siempre que esté en cualquier computadora de la red del campus.
Las funciones de gestión y operación también permiten realizar la producción y transmisión de programas en cualquier ordenador del campus.
Desventajas:
①Fácilmente limitado por el ancho de banda y la velocidad de la red. La red de campus es una red pública integral que también puede utilizarse para la gestión académica, la enseñanza multimedia, las bibliotecas electrónicas, la enseñanza a distancia, etc. Ethernet utiliza tecnología de acceso múltiple por división de código. Cuando un nodo experimenta "congestión de red", la transmisión del terminal de transmisión se retrasará y, en casos graves, será intermitente. Debido a las razones anteriores, es difícil garantizar la confiabilidad de la transmisión en red.
② Caro: para la descompresión de archivos de audio digitales, debe ser un software especial para PC+ o un chip de descompresión especial.
Cada terminal debe tener su propia dirección IP. En la actualidad, no hay desarrolladores profesionales a nivel de chips en China y solo podemos usar microcomputadoras integradas + chips de descompresión especiales para decodificar, por lo que el precio del producto es alto y no es asequible para las escuelas nacionales comunes.