民航甚高频VoIP技术在飞坤内话中应用现状分析

民航甚高频VoIP技术在飞坤内话中应用现状分析

李帅, ,侯祥博

中国民用航空西南地区空中交通管理局技术保障中心   四川 成都  610225

摘要：西南民航新型号的飞坤内话系统现在能提供相应的板卡支持和处理甚高频VoIP信号，在实际应用中利用现有的内话系统对VoIP信号的稳定性和可靠性进行测试，以检验甚高频VoIP信号在实际使用过程中能否满足管制的需求。

关键词：民航甚高频通信业务，VoIP技术，飞坤内话

引言：目前西南地区的甚高频台站使用的是新型号的R&S和天奥的甚高频设备，均配备VoIP处理模块对话音进行处理，再通过网络传输设备至内话系统，现在的VoIP信号传输方式较传统模拟信号的模式有所不同。对于模拟信号而言，VHF台站均为A、B两路传输链路，

其中A路模拟信号采用Raisecom瑞斯康达传输设备，在本端落地后进入主用内话；B路VoIP信号采用华为AR3260传输设备，在本端落地后分别进入主用和备用内话。其中华为AR3260传输设备由于是基于IP的传输设备。

一、VoIP的工作原理和优点

VoIP技术是基于互联网协议的通信，台站话音信号、监控信号、动环监控信号均为IP协议，可将所有相关信号整合在汇聚交换机后同一传输，用户端对于频率资源的调用也更为自由，是“多对多”的传输模式。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，将语音数据按TCP/IP标准进行打包，经过IP网络把数据包送至接收地，再把这些语音包串起来，经过解压处理后，恢复成原来的语音信号，达到由互联网传送语音的目的。台站话音信号、监控信号、动环监控信号均为IP协议。可将所有相关信号整合在汇聚交换机后同一传输，用户端对于频率资源的调用也更加自由。

传统模拟VHF通信，话音信号采用E&M信令，监控信号采用RS232协议，而动环监控信号采用IP协议，通过RAD复用器将多种信号同一传输；且传统模拟通信每个信道的传输为“点对点”传输，某一台站某一信道的话音通过单独线路传输至内话系统，每个信道的传输路线都需要占据一定空间以及内话系统的板卡资源。一个现场所引接的信道越多，对机柜空间和板卡资源的占用越大，建设成本越高。VoIP技术较传统模拟通信有以下4个优势。1.传输链路结构更简单，采用IP节点相连。2.扩展性更强，网内任一节点能够无阻碍与另一节点进行资源共享，如天府与终端之间的频率共享、超控。3.成本更低，空间占用更小。4.维护难度小，IP网络任何节点都可登入并检查所有连接的设备。

目前西南地区已建设并配置与模拟信道等量的VoIP信道，保证每一个台站每一个频率都有模拟和VoIP两种频率资源，目前配置并使用64个VoIP信道，其中R&S 甚高频电台46个信道；天奥甚高频电台18个信道。在台站端，每个VoIP信道均有主备机电台，在本端每个VoIP信道均分别接入主备内话，实现双冗余。

二、甚高频VoIP信号在飞坤内话中实际测试过程及结果

说明：本测试是基于西南地区新建Frequentis内话系统，软件版为VCS 3020X REL.7.1 ，硬件版本为REV.12.0。

测试方法：使用空闲频率自行测试在板卡故障、链路中断及电台VoIP模块故障这三种情况下，管制在使用VoIP频率时内话终端面板上的告警情况。

1.VoIP板卡故障

管制员在内话面板上没有选中故障板卡下辖台站的面板按钮时，故障信道按钮会出现白色闪烁伴随单次声音告警，随后VoIP板卡恢复时也随单次声音告警。

管制员在内话面板上选中故障板卡下辖台站的面板按钮时，故障信道按钮会出现红色闪烁伴随单次声音告警。取消按钮选中后变白，不能再次选中该故障信道。随后VoIP板卡恢复时无声音。

2.台站链路中断

管制员在内话面板上没有选中故障板卡下辖台站的面板按钮时，故障信道按钮会出现白色闪烁无声音告警，20秒后重复出现该现象。

管制员在内话面板上选中故障板卡下辖台站的面板按钮时，故障信道按钮会出现间歇红色闪烁，伴随两次声音告警。20秒后重复出现该现象，取消按钮选中后变白，随后恢复时无声音告警。

3.电台VoIP模块故障

管制员在内话面板上没有选中故障板卡下辖台站的面板按钮时，故障信道按钮白色闪烁伴随声音告警。20秒后重复出现该现象。恢复时无声音。

管制员在内话面板上选中故障板卡下辖台站的面板按钮时，故障信道按钮红色闪烁，伴随声音告警。20秒后重复出现该现象，随后恢复时无声音。

三、问题分析及建议

1.内话面板声光告警可能导致频率无法正常使用

根据测试结果，VoIP 板卡故障和传输链路中断两种情况下，手动取消故障信道的发射接收按钮，可正常使用同频率其它台站收发，不会对管制指挥造成影响。电台VoIP模块故障的情况下，即使取消故障信道的发射接收按钮，使用同频率其它台站收发，也会收到规律性的告警声音，影响管制正常指挥，只有更换频率。建议飞坤内话通过升级板卡的版本或修改参数来解决当电台VoIP模块故障导致建链不成功，内话检测到信道异常会定时检测（每约20S检测一次），导致定时声光告警。

2.主备机选择风险、按钮数量不够

同一信道的主备电台有两个IP地址，内话系统将所有不同IP地址的电台均认为是独立的电台。因此同一信道的主备电台需配置成一个频率子页的两个按钮，主备电台一个处于激活状态，一个处于未激活状态。若只使用未激活状态的按钮发射接收时，信号会中断。管制无法判断哪个台站处于激活状态，因此必须同时选两个按钮。存在管制误操作少选按钮导致通信中断的风险。一个频率子页中只有六个按钮，终端区现有六个甚高频台站。模拟电台一个信道一个按钮，一个频率六个台站可满足终端台站需求；但VoIP电台一个信道的主备机需要占用两个按钮，一个频率按钮只能容纳三个台站，因此需要配置两个频率按钮才能容纳三个以上的台站频率资源，不利于管制切换台站。VoIP电台主备机选择问题是目前几乎所有在用或者试用VoIP电台的现场共同存在的问题。按钮数量不够问题，建议飞坤内话厂家通过软件升级解决该问题。

3.远端侧音延迟

基于互联网协议的通信不可避免地面临数据丢包、延迟、信号质量不稳定的问题。目前西南地区VoIP在运行中面临侧音延迟较大，所引接VHF电台均使用远端侧音，因传输距离和节点转换原因，侧音有0.5S左右的延迟，延迟较为明显。开启远端侧音主要目的是为了验证电台发射的有效性，考虑到IP建连有更直观的监控可以检测，无需远端侧音，建议将远端侧音改为本地侧音以解决侧音延迟较大的问题。

4.VoIP信号对带宽占用较大

西南地区VoIP技术在实际应用过程中发现引接VoIP信号后模拟信号会出现发射和接收话音卡顿现象。经测试和运行使用发现备用内话的所有甚高频信道在发射时都会听到电流声和话音卡顿的情况，主用内话无此现象。现终端区VHF信道是通过不同传输设备引接，主用内话是瑞斯康达；备用和应急内话是AR3260传输设备。协调网络中心对此现象进行联合排查是由于VoIP信号对带宽占用较高，经。测试，一个VoIP信道占用带宽400K，一个模拟信道占用带宽64K，若同时传输数据，对于一个16信道台站需要至少7.52M带宽。建议甚高频厂家和内话厂家能否对每个VoIP信号的带宽占用进行压缩，达到较少的带宽占用，节约成本。

结语

近期民航业务大多开始开展IP化，及传输、数据IP化。从传统方式到IP的转变过程中，固然为业务的建设和管理带来了便捷性，但同样IP网络也面临着数据传输不稳定、丢包等风险，在传输带宽的占用上往往也比传统模拟信号更大。此文测试了西南地区VoIP技术在飞坤内话中应用的现状及问题分析，对将来其他地区使用和推广VoIP技术提供了参考依据。

参考文献

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[2]汪承芬.基于帧中继网的语音传输技术[J].电信技术,1999(1):15-17.

[3]向IP和语音网络融合迈出新的一步[J].金融电子化,1999,0(12):84-84.