三汇内话SVCS3000与PAE的VoIP互联互通性

杨宝怡

（民航中南空管局空管设备应用技术开放实验室，广东 广州 510000）

0 引 言

IP 语音（Voice over IP，VoIP）是利用语音压缩算法压缩处理原始语音数据，按传输控制协议/网际协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）标准打包，通过IP网络把数据包送至接收地，按原始的时间次序进行串行化处理，经过解压处理后恢复成原来的语音信号，从而实现由IP网络传送语音的目的[1]。

VoIP技术来源于网络，继承了互联网简单、开放以及方便的特点。VoIP采用语音压缩技术，只需传统电路交换1/4～1/3的带宽。通过VoIP技术传输语音本质上利用了分组统计复用，提高了网络带宽利用率[2]。但是，VoIP的语音质量与传统的公用电话交换网（Public Switch Telephone Network，PSTN）电话相比存在一定差距，特别是在网络环境不佳时会出现语音失真和时延等问题[3]。通过互联网传送语音易被窃听，主叫较容易伪装。此外，VoIP协议还未统一，各VoIP运营商之间通信还存在协议转移问题[4]。

1 测试背景

现中南空管局正积极推进VoIP的应用。广州白云机场空管局综合楼培训中心搭建了1套测试平台，使用 2 台物理地址扩展（Physical Address Extensions，PAE）T6T发信机、2台PAE T6R收信机及三汇内话SVCS3000系统（以下简称SVCS3000）模拟实际应用环境，测试SVCS3000与PAE T6T/T6R之间通信时是否存在协议转移问题，测试2者之间的互联互通性。

PAE和SVCS3000采用VoIP模式，运行的相关参数设置在各品牌产品配发的相关用户手册和操作手册中有详细指导，本文对配置过程不作详细介绍。

2 测试平台搭建

本次测试主要分析SVCS3000与PAE T6T/T6R之间进行VoIP连接时的现象及报文。SVCS3000通过RSBC板与PAE电台进行VoIP连接。RSBC主备网口、席位网口与PAE网口接到同一交换机，即可进行数据互通。通过交换机镜像端口进行抓包，网络拓扑如图1所示。

图1 测试平台网络拓扑

3 测试正常情况下的SVCS3000与PAE T6T/T6R互联互通性

3.1 SIP建链

RSBC主网口向PAE T6T/T6R主机建链，RSBC备网口向PAE T6T/T6R备机建链。RSBC通过向PAE发送会话初始协议（Session Initiation Protocol，SIP）INVITE表示初始化会话，PAE向RSBC回复SIP 200 OK表示已成功响应并接收，RSBC再向PAE回复SIP ACK表示对INVITE的最终响应确认链接，如图2所示。

图2 正常情况下SIP建链过程

3.2 R2S无线通信心跳包

RSBC主备网口与PAE T6T/T6R主备机通过SIP建立链接后，每200 ms（无线通信心跳包间隔根据三汇内话监控软件OMT设置）发送1次R2S报文，保持链路激活状态，在SIP链接建立确认后不会再发SIP报文，如图3所示。

图3 R2S无线通信心跳包

3.3 ITU-T语音包

席位按下PTT，RSBC向PAE T6T发送 RTP ITU-T。PAE T6R 接收到信号后，PAE T6R 会 给RSBC发送RTP ITU-T。抓包后可通过Wire shark中“电话→RTP→RTP流→打开RSBC向PAE发送的音频→分析→播放流”播放连续音频，如图4所示。需要注意的是，发射不能太短，否则无法播放。

图4 ITU-T语音包

4 测试网络中断情况下的SVCS3000与PAE T6T/T6R互联互通性

网络中断后，RSBC主要根据系统地址解析协议（Address Resolution Protocol，ARP）是否过期决定是否进行ARP寻址。

4.1 系统ARP缓存过期

网络中断后，若系统ARP缓存过期，4个SIP BYE 报（0 s、0.5 s、1.5 s、3.5 s）没有响应，则停止发送SIP报。此后系统一直进行ARP寻址，待PAE回复寻址后，RSBC重新对PAE发送INVITE报进行建链。

4.2 系统ARP缓存有效

网络中断后，若系统ARP缓存有效，RSBC连续发送4个SIP BYE（0 s、0.5 s、1.5 s、3.5 s）、2/3个SIP INVITE和1个SIP BYE为1组的SIP报文组。当重发机制认为ARP不正确时，则不再发INVITE和BYE，重新进行ARP寻址，不再发送SIP报。待PAE恢复寻址后，RSBC重新对PAE发送SIP INVITE报进行建链。

5 测试修改RTP打包时长时三汇内话与PAE T6T/T6R的互联互通性

测试发现，在SVCS3000配置软件OMT中修改主备电台RTP打包时长后，需重新进行SIP建链才能改变RTP打包时长。仅RSBC发送给PAE T6T的语音包长度有相应变化，PAE T6R向内话发送的语音包长度保持不变。两端打包时长不同，对语音质量有一定影响。PAE T6T/T6R不支持SVCS3000通过SIP报文修改其RTP打包时长，需通过PAE厂家软件 T6 VoIP Configuration才能修改 PAE 端 RTP打包时长[5-8]。

三汇内话与PAE T6R的RTP打包时长不一致时，接收语音会出现断续。一致时，无论发射机端RTP分组周期如何，接收语音都不会出现断续。

6 SVCS3000主备模式与远程电台控制配置模式对互联互通性的影响

VoIP电台主备切换是指切换配置为主、备关系且电台间有激活互斥机制的2台电台之间的激活状态。2台电台应配置于同一个逻辑台点或者信道，当电台主备切换时，席位端不受影响或无感知。

SVCS3000可配置的主备模式有Concurrency Mode（PTT起控时同时向主备电台发送PTT起控信息及语音）、Active-Standby（PTT起控时只向当前正在工作的电台发送PTT起控信息及语音）。

SVCS3000采用无线资源控制（Radio Resource Control，RRC）协议进行主备电台切换，可配置的远程电台控制有Auto switch（内话侧自动选择主备电台切换）、No Control（内话侧不主动控制主备电台进行切换）、Main Active（内话侧控制主电台设置为启用）以及Main StandBy（内话侧控制备电台设置为启用）

6.1 PAE T6R的RTP链接

Concurrency Mode和 Active-Standby模式下，T6R的RTP链接均相同。

RTP R2S心跳包在未接收到语音发射信号时，主备用接收机 Header extensions均相同，且PTT Summation:1,PAE T6R并不会跟随修改。当内话端发射信号时，内话会向收信机发送1个R2S心跳包，其中包含PTT ON（3），此时收信机会跟随内话端发送的R2S进行相应报文的修改。

Auto switch模式下，SVCS3000端会先给其中一个接收机发送携带PTT MUTE:0和PTT ON的R2S心跳包。此时，2个接收机向SVCS3000端发送的语音包都为PTT Mute:0，但接收到SVCS3000端携带PTT ON的接收机的语音包PTT TYPE为PTT ON。虽然另1个接收机的语音包PTT MUTE同样为0，但是其PTT TYPE 为 PTT OFF。RSBC 将选用 PTT ON 的语音包发送至席位，随后SVCS3000端将发送PTT ON 和PTT Mute:1给另1个接收机，接下来另1个接收机的语音包内容也会进行相应的修改。可视SVCS3000端先向哪个接收机发送携带PTT ON的R2S，接收机的语音包为PTT ON及PTT Mute:0就选用该路接收机信号发送给席位端。

6.2 PAE T6T的RTP链接

Concurrency Mode及 Active-Standby模式下，发射机的RTP R2S心跳包在未发射信号时主备用发射机 Header extensions均相同，PTT Summation 均为 0。

Concurrency Mode模式下，当席位端按下PTT时，主备网口均分别向主备发信机发送ITU-T语音包，PTT Type 均为 Priority PTT ON（3）及 PTT Mute:0。询问厂家在并发模式下，向主备发射频点发送相同的ITU-T，PAE端控制由哪台设备发射信号。

ACTIVE-STANDBY模式下，当席位端按下PTT时，主备网口向原在用发信机发送ITU-T语音包，PTT Type 为 Priority PTT ON（3）及 PTT Mute:0。虽主备发射机均在线，若上1次发射时备发射机主用且未重新SIP建链，则RSBC仅向备T6T发送ITU-T语音包。

6.3 PAE T6T/T6R主备切换情况

三汇内话的主备网口分别与PAE的主备机进行SIP建链，因此三汇内话主备网口均需接交换机，否则无法通过内话端控制PAE进行主备切换。

6.3.1 PAE T6R的主备切换情况

无论何种配置，主备T6R均同时接收信号，各自向RSBC主备网口发送语音包。当主收信机故障时，系统均能自动切换至备收信机，并在主收信机故障恢复后依旧选用备用收信机，而席位端均正常接收。

6.3.2 PAE T6T的主备切换情况

因PAE端自身不能区分主备，在远程电台控制为Auto switch下，若电台端发生故障（网络链接终端或关机），SVCS3000端在检测到电台异常后发送RRC命令激活另一电台，PAE T6T根据RRC命令进行自动切换。主发射机故障自动切换至备发射机后，待主发射机恢复链接，内话端依旧启用备发射机[9]。

7 结 论

VoIP业务组网具有灵活、高效和成本低廉的优势。民航通信网时分复用承载网将所有具备IP接入能力的地空通信设备作为网络节点接入IP网络，进一步提高了民航地空通信传输的高效性、组网的便捷性、资源的共享性以及管理的灵活性。本次SVCS3000与PAE的VoIP互联互通性的测试，可为后续高空接管、应急接管及地面通信新技术应用奠定基础。