IP电话技术在郑州轨道交通警用通信中的应用

侯炳坤 巴黎 王广伟

摘 要：本文主要论述IP电话在郑州轨道交通警用通信中的应用。首先分析IP电话可行性，其次概述郑州市公安局语音通信系统及主要技术标准，再次分析郑州轨道交通1号线警用通信系统技术要求及郑州轨道交通1号线IP语音网关的技术路线与设计，最后探讨郑州轨道交通1号线语音通信系统构成及应用。

关键词：IP电话；轨道交通；警用通信

中图分类号：TN916.2；U285 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2018）23-0010-04

Application of IP Telephone in Zhengzhou Rail Transit

Police-used Communication

HOU Bingkun BA Li WANG Guangwei

（Zhengzhou Municipal Public Security Bureau，Zhengzhou Henan 450000）

Abstract： This paper mainly discussed the application of IP telephone in Zhengzhou rail traffic police communication. Firstly， the feasibility of IP telephone was analyzed， secondly， the voice communication system and main technical standards of Zhengzhou Municipal Public Security Bureau were summarized， and then the technical requirements of Zhengzhou rail transit Line 1 police communication system and the technical route and design of IP voice gateway of Zhengzhou rail transit Line 1 were analyzed. Finally， the structure and application of voice communication system on Zhengzhou rail transit line 1 were discussed.

Keywords： voice over internet protocol；rail transit；police-used communication

1 IP电话技术在郑州轨道交通警用通信中应用的可行性和必要性

1.1 IP电话技术成熟

IP电话，或称IP语音传输VoIP（Voice over IP），是指将语音信号进行编码、压缩和分包等处理，通过IP（Internet Protocol）网络传输，在接收端还原出话音的一种语音传输技术[1]。目前，VoIP技术已从最初的Internet联机应用发展成为可以利用普通电话机实现的一项业务，正在从稚嫩走向成熟，已经广泛应用于电信、公安、银行等行业，许多单位都已建立了自己的VoIP专用网络，而且实现三网合一（数据、语音、视频）是网络技术的发展趋势。公安语音专网也正逐步由原来的程控交换机向软交换（IPPBX）平滑过渡。

1.2 网络基础好

郑州市公安综合信息网覆盖面广，有1个核心机房，3个节点机房，包含2个核心路由器、2台汇聚交换机、3个节点汇聚交换机，骨干网万兆带宽，双路由，三、四级网千兆带宽，地铁分局到市局千兆带宽，具有非常好的网络基础。

1.3 需求必要性

地铁警务的特殊性决定分局到警务区和站点不可能像地面一样可以自主性架设电缆和采用PCM等传输设备，而要利用既有资源，较为快捷便利地实现市局指挥中心电话、地铁分局办公电话、指挥中心电话、警务区（派出所）电话、地铁站点电话有机融合在一起，统一调度、统一指挥。地铁警用通信电话子系统为地铁公安分局、警务区、各警务站配置警用电话，地铁公安分局设置程控电话交换机，并与市公安电话网互联；警务区、各警务站警用电话采用VoIP方式接入地铁公安分局，实现地铁警务专用电话功能。

2 郑州警用通信系统概述

郑州市公安局语音通信系统是1999年12月在公安通信专网基础上建成开通的通信三级网，全网是以郑州市公安局SOPHO-iS3090数字程控电话交换机为中心，以市内各分局、县（市）公安局用户交换机为节点，以两级下属单位为用户的辐射状星型数字通信网。目前采用2台飞利浦SOPHO-IS3090数字程控交換机。一台与省厅SOPHO-IS3090数字程控交换机采用DPNSS信令组网（省厅与18个地级市SOPHO-IS3000系列数字程控交换机均采用飞利浦内部DPNSS信令组网），市局大楼1200门电话及直属支队、县局（全部是SOPHO-IS3050程控交换机DPNSS信令组网）均由该交换机完成，电话号码字冠为696*****，内部拨打后5位。另一台为汇接交换机，承担28个改制后的派出所（分局）汇接，分局程控交换机均为SOPHO-IS系列程控交换机，电话号码字冠为8626****，内部拨打后5位。

郑州市公安局地铁分局因为成立时间比较短，地点还没有固定，轨道交通1号线警用通信建设前，系统电话采用市局SOPHO-IS3090程控交换机所放VoIP电话，8个专网电话。

网络拓扑图如图1所示。

郑州市轨道交通1号线一期工程警用电话系统要求采用程控模块电话局+VoIP（Voice over Internet Protocol）电话实现地铁警用电话系统。该系统是地铁公安管理部门的内线电话，其是整个郑州市公安电话系统的一部分，是地铁工作人员与公安部门的其他人员进行一般公务联络的一种辅助工具。

郑州轨道交通警用通信采用的警用电话SOPHO-IS3050数字程控交换机系统，与市局SOPHO-IS3090数字程控交换机为同一品牌，同为IS3000系列，采用内部DPNSS信令组网与市公安局电话网程控交换机联网，实现整个公安网功能透明，能强插强拆、呼叫转移等功能，具备公安系统电话网的专用性与保密性，内置ISG内置网关，警务区采用语音网关，实现VoIP电话功能。

3 郑州轨道交通1号线警用通信系统技术要求

地铁分局警用电话系统是地铁公安管理部门的专网电话，其是整个郑州市乃至全省公安专线电话的一部分，公安系统的专用性和保密性决定了警用电话系统必须与其上级单位电话系统紧密联系、完全透明、融为一体，实现省厅、市局对分局值班电话的强插强拆等调度功能，分局值班电话对警务区、站点电话的强插强拆等调度功能。

地铁分局与市公安局电话网程控交换机联网，要采用DPNSS信令组网，实现整个公安网功能透明，能强插强拆等功能，支持IP PBX功能；与市话公网采用PRI信令组网或中国1号信令组网。实现市公安局电话对地铁公安分局电话的强插强拆功能。

地铁公安分局程控交换机一期本局出108门电话，可以接入6条线的轨道交通警务电话，每个警务站接4部警用电话，警务区接48部警用电话；具有集中维护管理系统，通过系统直接或调制解调器群对本地和远距离的交换机实现集中维护管理、话务统计、告警处理、内外线测量等。具有完善的计费功能。国际/国内长途、市话及单位内部、全费/半费/任意优惠比例、人机对话管理、汉字显示打印。

为实现上述系统要求及适用性，该系统在设计上采用了国家统一标准，主要考虑到程控数字用户自动电话交换机通用技术的基本要件，特别是在业务性能和呼叫处理功能上及信令对接上，满足国家统一标准。在自动交换网管理中，多频记发器信号方式采用了多频编码、连续互控、端到端的传送方式。为了提高多频记发器传递的可靠性，必要时也可以由转接所转发多频记发器信号。网关设备技术上，结合现有基础条件，按照IP电话网关设备技术要求增强了实时通信保障功能。

4 郑州轨道交通1号线IP语音网关的技术路线与设计

警务区是通信保障的重点，在技术路径上，各警务区配置均按照48个普通模拟电话接口和1个10/100Mb/s的要求设置以太网接口的语音网关。在警务站配置具有4个普通模拟电话接口和1个10/100Mb/s的以太网接口的语音网关。为了满足高峰时应急处理要求，在技术性能上，扩展了功能要求。

语音网关接口为以太网接口，符合IEEE802.3定义的100Base T 以太网标准，连接方式为RJ45接口，工作速率10/100Mb/s自适应；网关设备在协议上支持SIP、H.323、H.255.0、H.245、LAN通信协议、TCP/IP、Telnet和SNMP等协议；语音编解码支持G.729、G.723编码算法；认证方式可以根据用户的电话号码进行认证，也可根据用户的卡号和密码进行认证；网关设备具备交互式应答（IVR）功能，具有DTMF检测和生成功能，具有自动识别语音和传真功能，支持TCP/UDP/IP协议簇，支持RTP/RTCP协议，支持H.235安全性协议；支持T.30和T.38协议，并支持IP传真通信；具备IP电话的QoS管理功能，通过SNMP协议，实现设备功能模块的配置，向主管站报告启动、接口状态变化、网关错误等紧急事件；采用冗余和容错技术提高可靠性并保证用户数据、管理数据及信息流的安全。

为保障上述要求，技术指标的核心如下。

网关的用户呼叫建立时间<5s，接通率>90%；语音编码动态切换时间<60ms；根据ITU-T P.861语音客观评定标准，网络条件好时，PSQM（感知话音质量测量法）<1.5；网络条件好时，语音主观评定MOS（平均评定的分法）>4.0；网关设备的时延：TG.729<150ms， TG.723.1<200ms；传真呼叫时间<20s，在良好的情况下，主观评定MOS>4.0；网关的QoS管理定时发送RTCP检测包，网关设备的抖动时间<10ms，网关处理时延抖动的缓冲时间<80ms。

5 郑州轨道1号线语音通信系统构成及应用

5.1 通信系统构成

郑州轨道1号线语音通信系统（郑州地铁分局警用电话系统）采用与郑州市公安局警用电话系统程控交换机同一品牌SOPHO-IS3050数字程控交换机1套，2个外围层架，局机关楼采用传统电话108门。配置OMT中文维护软件1套，BCT话务台系统1套，WINDOWS计费系统1套。

系统LICENSE配置分机许可1 216門，IP许可240门，总共可装1 216门电话，交换设备具备接入6条轨道交通警务电话的能力。

地铁分局配置500回线机架式配线柜，配线柜内内线侧与外线侧左右分明，跳线方便，采用科龙卡接模块。配置总容量50%保安端子（250个），通过大楼综合布线配线至各个办公室各个语音点。

外驻单位警务区和警务站点通过警用电话系统内部网络利用警用传输系统设置的RPR网络传输电话信息。各警务区、警务站通过专用以太网网络，接入语音网关实现IP电话功能。

3个警务区采用48口MG3000-R96语音网关，本次实装24个电话，通过各警务区综合布线配线，满足该单位内各办公室专网电话需要[2]。

20个警务站台采用MG3000-A4语音网关，实装电话2个。

配置1个E1与市公安局SOPHO-IS3090汇接机组DPNSS信令网，配置1个E1与联通公司组PRI信令网，配置1个E1与移动公司组PRI信令网，实现警务通手机组网。

电话号码字冠为8626****，具体后5位由市局通信处和分局协商。

网络拓扑如图2所示。

5.2 应用接口描述

电话系统IP语音网关通过传输系统提供的30M共享以太网通道组网，接口类型为RJ45。指挥大厅坐席电话语音信息在计算机系统录音服务器中实现记录，接口在地铁公安分局综合配线柜外线侧。

与电源系统的接口上，警用电源系统为警用电话系统提供220V交流电源，接口位置在警用电源系统配电柜输出端。与市公安局接口，警用通信电话系统与市公安局设备接口，接口位置在地铁公安分局的警用通信综合配线柜，具体接口类型为2M、接口协议DPNSS和接口数量4个E1。与电信运营商接口上，警用通信电话系统与电信运营商设备接口，接口位置在地铁公安分局的警用通信综合配线柜，具体接口类型2M、接口协议PRI信令，接口数量4个E1，联通移动各2个。

5.3 系统实现功能

系统建成后，整个地铁分局的办公电话、警务区、地铁站的IP电话，与郑州市公安局警用通信电话系统完全融合，郑州市公安局110指挥中心可以指挥调度、强插强拆地铁分局值班电话和地铁站警务区的值班电话，地铁分局总值班电话也可以指挥调度、强插强拆警务区、地铁站的值班电话。地铁分局所有电话与网内电话可以呼叫转移、跟踪，电话之间可以在忙时或无人应答时实现自动回叫、三方通话等功能，实现真正的无缝对接。

地铁IP电话与郑州市公安局原有语音电话网完全融合，除了具有传统电话功能外，还有以下优势。

①结构简单，节省费用。与传统电路通信组网方式相比，安装在公安网（或局域网）内，节省诸如光端机、PCM之类的传输设备，而且IP电话网络设备的投资相对于同样规模的传统电路交换网络低得多，并且建设安装方便、快捷，借助网络即可实现通信。

②维护方便。网内任何一臺终端登录都可以维护语音网关，维护简单直观。

③兼容当前电路交换网络，保护原有投资，充分利用已往语音建设的设备如PBX、模拟话机等，同时能支持新型IP话机的使用。

④可改变电话通信时空理念。终端号码具有可携带性，与传统电话机的固定地点、固定号码不同，具有固定号码的IP电话用户不受地点的限制，只要可以接入公安网的地方就可以使用自己的号码实现语音通信。

6 结语

实践证明，IP电话在郑州轨道交通1号线投入运行的几年中一直运行稳定，从未出现大的通信故障。此外，在随后郑州轨道交通5号线、城郊线等几条线中都采用这种IP电话模式，效果良好。

参考文献：

[1]甄荣芳.城市轨道交通专用电话系统的应用及发展[J].铁路通信信号工程技术，2007（5）：49-51.

[2]崔建乐.浅析地铁公务电话系统[J].都市快轨交通，2005（2）：77-79.