IP电台接入传统内话方案分析
方案。这个方案为传统内话过渡到VoIP内话提供了组网建议，并为VoIP内话系统的应用奠定了基础。
【关键词】内话 VoIP
时分多路复用/脉冲编码调制技术已经用于模拟和实时的空中交通管制（ATM）语音系统很多年。然而，将语音和数据融入到网络中是一个趋势，随着技术的发展，IP技术已经有能力满足ATM通信的要求，包括语音数据融合、服务质量（QoS）、安全性等。WG67工作组评估了使用基于互联网络协议的语音通信技术（VoIP）为ATM通信网络提供服务的可行性，并根据操作要求和准则，定义了标准、需求和指导原则。
1 传统内话系统现状
传统语音通信系统即内话系统，其话音和无线通信的数据信号传输普遍使用时分多路复用/ 脉冲编码调制技术。时分多路复用技术使用有容量限制的数字交换矩阵，可依据物理接口的数量接入席位终端、无线电信号和有线电话。脉冲数字调制方式适用于数据信号或模数转换信号的传输。时分多路复用技术设计仅用于处理语音通信，可对语音进行优化，但开发新的服务非常困难。
传统内话面临如下问题：
（1）标准化组织已经停止对传统内话新标准的研究；
（2）电信网络服务提供商将陆续停止低速率接口服务；
（3）传统内话系统不能满足互操作性要求，互联困难，在不同内话之间不能共享无线电频率；
（4）因厂商逐渐减少甚至停止对传统内话元器件和服务的提供，传统内话的维护和升级变得非常困难。
2 VoIP介绍
VoIP（Voice over Internet Protocol）是基于互联网络协议的语音通信技术， VoIP的基本原理是通过语音的压缩算法对语音数据编码进行压缩处理，然后把这些语音数据按TCP/IP标准进行打包，经过IP网络把数据包送至接受地，再经过解压处理后恢复成原来的语音信号。国际民航组织（ICAO）已经发布了VoIP标准Doc9896，欧洲目前VoIP内话使用的标准是EUROCAE WG-97工作组发布的ED13X标准，包括以下几个内容：VoIP ATM系统操作和技术需求标准ED136；VoIP ATM的外部设备互操作性标准ED137，包括无线电标准、电话标准、记录标准、系统监控标准；VoIP ATM系统的网络要求和性能标准ED138；VoIP ATM外部设备和系统的可用性测试标准ED139。
3 VoIP内话介绍
VOIP内话系统明显减少了硬件数量，交换机替代时分复用通信设备，实现其涉及的时钟技术、多路复用技术等能，由各管制席位设备、音频接口设备及电话接口等终端设备进行信号处理。使用VoIP方式的内话有以下优点：各设备生产商使用同一的标准，对于不同设备厂家的系统之间有很强的兼容性；高度的可扩展性，终端数量不受物理结构的限制，每个席位之间以太网连接，新设备可以再任意地简单接入；基于冗余的高度可靠的网络结构，智能终端替代了传统的中心交换，新版应用可以非常简便的方式分发及升级；适用标准的以太网交换机、路由器、服务器不需要定制。
4 IP电台接入传统内话的方式
随着互联网通信技术的改善，各通信设备厂家也推出兼备IP网络功能的收发信机等设备，向下一代地对空的语音交换系统逐步转换新采购的无线电台也已经要求支持VoIP协议。由于传统内话系统还在国内大范围的使用，我们可以使用IP接口卡和IP网关的形式将IP电台接入传统内话。
4.1 IP接口卡
以Frequentis公司的iRIF2 01.00和GPIF 05.40为例。iRIF卡可以将模拟无线电信号通过标准的SIP和RTP信令连接到IP网络。GPIF卡可以连接远程无线电台，并支持远程控制，可以连接其他Frequentis 内话系统或其他VoIP内话系统。
4.2 IP网关
VoIP 网关实现网络中心的汇集功能，对VoIP 网关设置可实现不同内话系统之间的通信权限，可通过网关设备远程维护系统。此方法主要增加了网关设备，在现有基础上实现VoIP 架构的风险系数低，减少了音頻信号传输过程中的转化次数。
4.3 接入测试
测试的两套Frequentis内话系统分别为VCS3020X Rel.7.0系统（传统内话系统）和Rel. 7.1系统（IP内话系统）。其中Rel.7.0系统使用基于时分复用的PCM技术，故IP格式电台引接至系统时需将IP格式转换为模拟格式再接入无线电ERIF板件；Rel.7.1系统为IP内话系统，其无线电接入设备为GateX2设备。此次测试的电台包括海格模拟电台、海格IP电台和R&S IP电台。
4.3.1 测试项目
测试包括：三种电台接入基于时分复用的传统内话系统；三种电台接入基于VoIP的传统内话系统；多套系统的互联互通测试。
（1）三种电台接入基于时分复用的传统内话系统
1）设备配置：
2）线路连接图
图1：VCS3020X Rel. 7.0系统接入图
（2）三种电台接入基于VoIP的传统内话系统
1）设备配置：
2）线路连接图
图2：VCS3020X Rel. 7.1系统接入图
（3）两套内话系统及电台资源的共享
将海格IP电台、模拟电台以及R&S电台及两套系统进行组网测试，经调试后测试频率收发良好。其网络结构图如图3所示。
图3：共享电台结构图
4.3.2 测试小结
针对Frequentis两套内话系统，我们设计并测试了多个电台接入方案，测试结果为频率收发正常，无明显延时；并在此基础上进一步验证了多套系统的互联互通。
5 结束语
测试结果表明了IP电台接入传统内话的可行性，为传统内话逐步过渡到VoIP内话打下了基础。但空管语音交换一项实时性和QoS要求都很高的业务，对于实际空管VoIP应用网络来说，不仅局限于语音交换业务，带宽需要综合考虑。未来我们可继续针对系统网络延时及带宽进行测试，以验证VoIP内话在管制工作中的应用。
VoIP技术的优势显而易见：对于中国空管来说除了可将模拟传输转成数字传输，达到节省带宽省钱的目的；通过标准IP网络可以直接实现路由和交换功能，增加传输的可靠性；还有一个重要的原因就是IP网的开放性和扩展性致使其可以承载任何形式的业务，从而应对日益增长的业务需求。
参考文献
[1]项馨锋.VoIP通信架构在航管内话系统的探讨与应用[J].电子技术与软件工程，2014（20）：41-42.
作者简介
黄广悦（1982-），硕士学位。现为中南空管局工程师。研究方向为语音通信系统与空管自动化系统。
作者单位
中国民用航空中南地区空中交通管理局 广东省广州市 510405