VoIP语音技术在空管语音传输中的应用

陈彦希

（民航汕头空中交通管理站，汕头 515041）

VoIP是一种将模拟语音数字化的通信技术，其可以通过数据封包在IP数据网络上进行语音数据传输。这种方式在空管系统中的应用可以解决部分语音传输的局限性。通过语音压缩算法进行编码处理，采用TCP/IP标准进行数据包封装，最终通过IP网络传输并解码处理，恢复原来的语音信号，这使得传统的空管语音业务传输更加丰富。鉴于民航空管的保密要求和技术要求，VoIP必须在安全可靠的平台上进行，随着民航专用传输网建设的完善，这种应用更有可行性。本文从实际出发，浅析VoIP语音技术在空管系统中的应用。

1 空管语音系统的现状以及VoIP的相关原理

内话系统是空管地空通信、空空通信和地地通信的关键设备，在内话系统的语音技术中，当前主流技术是TDM（时分多址）技术。这种技术始于19世纪70年代，其应用已经较为陈旧，对新业务的鲁棒性较差，由于内话设备系统通过矩阵交换实现语音交换，所以接口的数量在硬件设计上有限，连接的设备也有限，并且存在以下问题：无法实现各个地区空管之间的甚高频资源和电话资源的共享和互联互通；电信运营商已经停止或者即将停止提供传统电信链路（包括当前空管系统应用广泛的E1和64k）；标准化组织停止了对TDM技术的标准修订。

VoIP技术由于采用IP传输，系统的可靠性和扩容性更强。与TDM不同的是，VoIP传输是一种分布式的传输，在整个语音系统中没有所谓的中心设备，加上各个终端和席位的智能化，整个语音系统将有较好的发展潜力和融合性，外扩系统可以简单接入系统。

这种技术的主要特点是：内话系统可以直接变为分布式系统，无中心节点，可靠性和融合性更强；从内话到数字电台之间的连接更加简单，直接通过局域网连接，系统故障率大为降低；内话系统可以不止于语音应用，数据应用会更加丰富；通过VoIP的应用，内话设备可以更加方便接入ATC网络，可以有效降低设备的前期基建投资成本。

当然，在应用可行性上，IP网络是民航应用网络建设的重点，其在未来将逐步替代租用的电信运营商链路。另外，鉴于TDM技术将在实际应用中逐步退出舞台，空管对于IP网络的各项应用工作开发需求也日益突出。在应用过程，VoIP技术具备较好的质量控制体系，对于民航空管的整体话音质量提升有较好的技术支持，因此，VoIP在未来空管语音技术应用中有较好的可行性。

具体体现的优势有：（1）这种基于IP的互联互通采用统一的标准，EUROCAE ED-137已经定义了空管系统的VoIP标准，各个空管语音生产厂家将基于该标准对空管语音设备进行升级和再生产，各个内话和甚高频厂家之间的互联也有了统一的标准，因此从实际应用上来说，VoIP有相应的硬件基础支撑；（2）如上所述，这种分布式的技术设计可以有效提高整个系统的可靠性，单一的终端甚至设备的故障对整系统的影响较小，对于保障压力越来越大的空管语音系统，这种优势是非常明显的；（3）基于IP的VoIP可以节约传输系统的投资，通过通用的IP交换机就可以实现系统的互联互通，系统扩容性更强。

2 VoIP在空管语音系统中的应用和验证

当前，汕头空管主要甚高频设备是PAE，多数设备是一代PAE和二代PAE，而R&S作为德国生产的具有VoIP功能的甚高频系统，在实际应用中具有VoIP的实验条件。本文以其为例对VoIP在甚高频系统中的功能实现进行浅析。

XU4200数字电台是R&S开发的民用航空甚高频收发一体机。相比模拟电台，该电台体积小、操作方便，并且提供模拟传输和IP传输两种工作模式，通过一个基于IP的网络可以实现更新、远程控制和监控。另外，XU4200基于最新国际标准，满足了当前空管主营业务需求。XU4200工作模式有IP接口，经过TCP/IP的封装，数据可以通过民航IP网发送到目的终端，经过相应的解封装处理后可以恢复成原有的语音信号，从而实现IP传送语音的最终目的。

具体操作步骤为：在远端遥控台安装两台XU4200，分别基于VoIP和模拟传输两种方式。VoIP模式电台通过专用光纤两路经过传输设备接回本端的GB4000V遥控盒，这种两种方式并行的实验构造可以实现主备切换，确保语音通信不中断。传输过程中按照相应的协议转换设备进行光信号和IP信号的转换。

实验的具体结论有：（1）R&S数字电台和遥控盒具有VoIP接口，不需要进行模拟/IP的专门转换；（2）由于IP语音占用的带宽较小，只需要传统的IP局域网带宽就可以实现无干扰的语音传输，这种方式的语音信号稳定、时延小；（3）R&S数字电台XU4200支持模拟语音和VoIP，实现了内话的模拟遥控，目前这种方式只适合单机信道，但是厂家预留了相应的主备切换接口，通过后续的技术改造，实现VoIP，具体应用问题不大；（4）在实际工作实验中，监控系统监控显示R&S，基于VoIP的传输运行效果较好，运行稳定，无语音延迟；（5）IP网络已经较为成熟，在后续的维护中可以提供更好的技术手段，例如，可以通过TCP/IP的PING协议排查线路故障点；（6）基于VoIP的传输，一个电台可以连接多个遥控台，可以简单实现多点控制；（7）监控方式更加丰富，具有远程重启、收发实时监控等功能；（8）VoIP的标准化接口可以降低硬件投资成本，使网络互联更加便捷；（9）在实际空管通信保障日常中，通信线路的故障多数出现在配线架跳线的松动处，而这种方式不再经过配线架跳线，线路故障大为降低。

3 结语

本文从空管语音系统的日常维护出发，探讨了相关的应用原理，研究了当前VoIP的具体应用，分析了空管语音系统的现状、基于IP传输的语音系统、VoIP的可行性以及相关优势。最后以R&S设备为例，探讨了VoIP的实际应用，分析了XU2400电台的VoIP工作方式和工作特点，并给出相应优势分析，为相关研究提供借鉴。