VoIP在空管通信系统的应用和发展

张创举

摘要:空中交通管理系统的语音通信（无论是空对地还是地对地）主要通过基于TDM的空管网络进行。基于IP的语音通信(简称VoIP)技术是空管十三五规划的重要内容，也是国际民航通信技术的重要发展方向之一。

关键词：VoIP 语音交换系统 甚高频

0引言

随着我国民航事业的飞速发展，航空运输量也随之增加，对空管的要求也越来越高。甚高频地空通信系统与语音交换系统作为民航空管通信的重要组成部分，它们直接影响着空管的正常运行和发展。传统的甚高频地空通信系统以及语音交换系统在通信上、传输方式上以及资源共享上都有一定的落后，而VoIP技术的出现,对民航空管的发展有很大的促进作用。将甚高频地空通信系统与语音交换系统协同 VoIP技术协同发展，将是未来民航空中交通管理系统中不可或缺的一部分。

1 VoIP基本概念和原理

VoIP（ Voice over Internet Protocol ）即网络电话，将模拟的声音数字化，经过压缩与封包之后，以数据包形式在IP网络实时传输，通俗来说也就是互联网电话或IP电话。

VoIP是基于网络之间互联协议的语音通信，基本原理是通过语音压缩设备将模拟声音信号(Voice)进行压缩编码处理,然后再将经过压缩编码处理过的语音数据根据相关的协议进行打包(数据封包),通过分组网络将数据包传送到接收端,经过数据拆包,解压解码等操作后,获得原始的语音信号,从而在IP数据网络上做实时传递。其基本原理可以分以下五个步骤来诠释。

(1)模数转换及语音编码

模拟信号需要经过采样、量化及编码三个步骤转化为数字信号。编码器的种类为:波形编码、参数编码、混合编码，一般在保证话音质量的条件下，尽可能降低信源编码的比特率。

(2)原数据到IP数据

运用网络协议打包数据, 将数据封装为IP数据包格式。

(3)IP数据传输

采用分组交换技术,将数据从源地址传输到目的P地址。将报文分成若干短的、规格化的“分组”或称包,采用路由“储存-转发”的方式,进行交换和传输。首先,在发送端把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段,在每个数据段前添加上含有控制信息的首部构成分组。其次,分组交换网的结点交换机根据收到分组的首部中的地址信息,把“分组"作为数据传输单元依次发送到接收端。最后,在接收把收到的分组剥去首部还原恢复为原来的报文。

(4)IP数据包还原数据

将数据包去掉首部,重新组合数据。根据OSI模型，一层一层去除协议包头，获得原始数据。

(5)数据转换模拟语音

进行DA转换，将数据包解码转换为模拟信号,即将数字语音信号还原为模拟语音信号。传解码格式为:G.711/G.726/G.729。

2空管通信设备的VoIP应用

目前海口现场使用的应急遥控盒内集成了8英寸触摸屏﹑处理单元、音频单元和扬声器,并通过交换机与IP电台连接,提供了语音通信设备所需的图形用户界面以及用于连接带音量按钮的音频输入和输出设备的连接器。多台VoIP电台通过网线连接到遥控盒交换机。该VoIP应急遥控盒和IP电台直接通过局域网连接, ,通过IP网络可实现不同地点同时控制同一个具备VoIP功能电台的功能。每个应急遥控盒可配置多个扇区用于应急和测试,也可配置可调用交换机上任意无线频率资源,系统内任一设备出现故障均不会影响其他设备正常工作。因此,将VoIP技术应用于应急遥控盒,既便于管制人员可视应急,又提高了维护人员监控通信应急信号的便捷性和高效性。

空管语音通信交换系统(VCS)简称内话系统，是一种多功能的空管专用通信终端设备。它负贵将各种有线和无线通信资源接入，并且分配到各个管制席位中,供空中交通管制员使用,从而实现空中交通管制地空、地地的语音通信。多年来,空管语音系统一直是基于模拟时分多路复用/脉冲编码调制(TDM/PCM)技术。现今,空管通信网络正在逐步采用通用基本设施用于语音数据服务,由于IP网络十分适应这一发展需求,故IP技术很有潜力来实现空管语音通信的操作和技术要求,包括语音数据汇集,服务质量(QoS)、安全性和可靠性。基于IP网络的 VoIP语音通信的优点:①VoIP具备QOs(服务质量控制),可以提供非常好的话音质量。②IP网络安全性很高,空管自行组建多个局域网,与外网物理隔断。③IP网络可以提供固有的路由功能,减少网络链接的故障,并确保快速恢复通信链路。

基于ED137 ,138协议进行组网，实现甚高频电台与内话系统之间,内话系统之间的互联互通。实现不同种类及制式电台与内话之间的互联。在网络中任一个节点的甚高频，可被网络中的任一节点的内话系统使用,实现互通。        

3结束语

作为通信领域的新技术,VoIP技术虽然存在着极度依赖网络服务质量的缺点,但其结构简单、扩展性强及成本低廉的优势，契合未来民航语音通信领域的发展方向。通过该技术实现VHF频率的共享,不仅能够提高通信设备使用率，还能节约空管系统投资与运行成本。随着网络技术的飞速发展和服务质量的不断提升,基于VoIP技术的语音通信设备将成为民航语音通信领域的主流设备。

参考文献

[1] VoIP在内话系统中的应用

张创举 民航海南空管分局 海南海口 邮编570100