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浅谈VoIP技术在语音通信系统中的应用与发展

  随着我国民航事业的迅速发展,飞行量的急剧增加,空中交通管制变得尤为重要。民航语音通信系统实现了地面管制员与飞行员之间实时通话的功能,一直以来是空中交通管制员所使用的重要设备之一。传统的民航语音通信系统还是基于TDM/PCM通信,在传输方式、资源共享等方面存在一定的滞后性。计算机技术和网络技术的不断发展使得VoIP技术成为语音通信的发展趋势。笔者将在文中通过对FREQUENTIS VCS 3020X 5.1与FREQUENTIS VCS 3020X 7.1两套设备的介绍,浅谈VoIP技术的应用与发展。
  一、VOIP技术的原理及优势
  (一)VOIP技术的原理
  IP(因特网协议)网络是一种分组交换的网络,VOIP(Voice Over Internet Protocol)就是利用IP网络实现语音通信的一种先进手段,是一种基于分组交换网络的语音交换技术。它是以IP分组交换网络为传输平台,对模拟的语音信号进行压缩、打包等一系列的特殊处理,使之可以采用无连接的UDP协议(用户数据报协议)进行传输[1],到达目的地的数据包被重组解压缩,还原成模拟信号,进行语音回放。其传输基本过程如图1所示。
  (二)VOIP技术的优势
  传统的电话网是以电路交换方式传输语音,所要求的传输带宽为64kbit/s。而VoIP采用了先进的数字信号处理技术,可以将64kbit/s的语音信号压缩成6-8kbit/s的数据流,因此VoIP能够节省更多的带宽,大大提高了传输效率。同时,VoIP采用了分组交换技术,可以实现信道的统计复用,使得网络资源的利用率更好,它可以在IP网络上以比较低廉的成本传送语音、传真、视频、和数据等业务,以及完成各种信息的存储转发等[2] ,大大降低了运营成本。此外,VoIP开放式的体系结构,使不同厂商的终端设备得以方便互联,实现资源共享。
  二、现有语音通信系统
  民航语音通信系统(Voice Communication System),简称内话系统,是空管运行的关键设施之一,承担着管制员之间的管制移交协调通信(地/地通信)、管制对空指挥及协调移交的重要作用(地/空通信)。随着民航飞行流量的快速增长,空中交通指挥工作日益繁忙,民航语音通信系统从国家“九五”建设期间开始,逐渐在各地空管运行单位投入运行。
  首都机场终端区现役的FREQUENTIS VCS 3020X 5.1版本语音通信系统是一个集地面通信和地空通信为一体的综合性通信设备。该系统是全数字化,双冗余无阻塞的语音通信转换系统,它可以连接不同的通信资源,例如无线设备、电话线路和ATS网络。支持不同的信号协议,例如模拟的和数字的通信,有效地为各种通信设备提供数据。席位和有线无线接口是通过双路数字2MBit/s的PCM30连接到中央交换机的。系统构架如图2所示:
  三、VoIP技术在语音通信系统中的应用与发展
  民航语音通信系统的发展经历了三个阶段:模拟语音通信、PCM(Pulse code Modulation)语音通信和VoIP语音通信。2006年,欧洲民航装备组织完成了VoIP标准第一版的编写,在2008年进行了VoIP设备的第一次接入测试并在同年完成了第二版的编写。2009年颁布了关于VoIP技术在民航设备中应用的四份指导性标准,同时完成了与其他语音交换系统的联网测试工作。2011年成功完成了录音设备的互用性测试[3]。目前国内民航语音通信系统中部分新型号的VCS设备已具备VoIP功能,但绝大部分尚未投入到使用中。首都机场终端区新进备用语音通信系统FREQUENTIS VCS 3020X 7.1版本已具备VoIP功能,该系统可通过基于IP接口直接连接不同的语音通信产品,不仅可以省去硬件接口设备节约成本,而且可以大大减少维护人员的配置工作。
  VoIP技术使通信系统的维护管理从独立分散到系统集中, 维护排故更方便直接, 维护人员可使用移动终端在网络任何节点登入即可检测所有台站设备[4]。相较于FREQUENTIS VCS 3020X 5.1版本,FREQUENTIS VCS 3020X 7.1版本基于VoIP技术的最大的优点是在网内的任一空管单位能够无阻碍地与另一空管单位联络(如图3所示), 可实现不同空域无限资源的共享。
  四、结束语
  作为民航语音通信领域的新技术,尽管VoIP技术存在着极度依赖网络质量、数据传送延时等问题,但同时也具备结构简单、易于维护、成本低廉、扩展性强、资源共享等优势。随着网络技术的迅速发展和维护人员专业素质的不断提升,VoIP技术必将成为民航语音通信系统的发展趋势。笔者相信,北京终端、北京区管以及即将建成的北京新机场、新终端及其他系统,将会通过VoIP技术形成一个灵活的虚拟中心,以便根据实际运行需求共享无线、有线的资源。

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