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      基于VOIP技術(shù)在空管甚高頻通信系統(tǒng)的應(yīng)用

      2020-05-25 02:46:05劉日峰
      中國新通信 2020年1期
      關(guān)鍵詞:空管鄂爾多斯路由器

      劉日峰

      摘要:VOIP技術(shù)使用互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)語音傳輸,通過對語音信號進行數(shù)字化編碼、壓縮、并以數(shù)據(jù)封包的形式在互聯(lián)網(wǎng)上進行實時傳輸?;赩OIP技術(shù)進行的組網(wǎng)后,系統(tǒng)的可靠性大大提高,后期維護簡單,可進行靈活配置。目前,ICAO、FAA、EUROCAE等國際民航組織正在逐步推廣基于IP的通信協(xié)議和組網(wǎng)互聯(lián)技術(shù),以提高地空通信能力, 本文將驗證基于EUROCAE制定的ED137、138協(xié)議的VOIP VHF與內(nèi)話系統(tǒng)互聯(lián)技術(shù)的可行性。

      關(guān)鍵詞:VOIP;空管甚高頻通信系統(tǒng)

      地空通信是整個空管系統(tǒng)運行中最重要的環(huán)節(jié),目前的空管語音通信系統(tǒng)是基于模擬或數(shù)字混合技術(shù),采用點對點線路,有限的通訊能力制約著空管運行效率和飛行安全。現(xiàn)代空管系統(tǒng)高度依賴信息技術(shù),歐美航空發(fā)達國家于2005 年相繼提出了下一代航空運輸系統(tǒng)規(guī)劃,現(xiàn)階段正逐步推廣基于IP 的通信協(xié)議和組網(wǎng)互聯(lián)技術(shù),以提高地空通信能力,為新一代空管系統(tǒng)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

      VOIP又被稱為IP 網(wǎng)絡(luò)電話,它是建立在IP 技術(shù)上分組化與數(shù)字化的傳輸技術(shù)。具體來講就是將模擬的聲音進行數(shù)字化,并通過一定的加工,以數(shù)據(jù)包的形式在IP 網(wǎng)絡(luò)中進行實時傳輸,它是一種可以在IP 網(wǎng)絡(luò)上相互傳送模擬語音信號或可視化信號。

      為快速推進華北地區(qū)地空通信VOIP 技術(shù)測試和實施進程,結(jié)合華北地區(qū)各空管單位現(xiàn)有內(nèi)話系統(tǒng)、甚高頻系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)資源,通過搭建測試設(shè)備和平臺,對甚高頻設(shè)備與內(nèi)話系統(tǒng)間VOIP技術(shù)互聯(lián)進行測試和技術(shù)驗證,并提供給管制用戶進行實際指揮通信使用。

      一、設(shè)計思路

      在EUROCAE 制定的ED136、137、138協(xié)議的基礎(chǔ)上,搭建北京區(qū)管中心Frquentics3020X 7.1內(nèi)話系統(tǒng)與鄂爾多斯甚高頻RS 4200 設(shè)備的IP 網(wǎng)絡(luò)鏈路, 北京區(qū)管中心Frquentics3020X 7.1 內(nèi)話系統(tǒng)提供IP 接口和相應(yīng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備,鄂爾多斯甚高頻遙控臺提供4 信道RS 4200 設(shè)備提供符合ED-137 協(xié)議的IP 接口,同時配置相應(yīng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備VCX-IP。具體網(wǎng)絡(luò)拓撲圖1如下所示:

      (一)設(shè)備選型

      在設(shè)備選型上,通過設(shè)備的國產(chǎn)化及產(chǎn)品的性能比較,北京和鄂爾多斯甚高頻臺站的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備均采用華為AR3260 路由器,路由器配置為SRU40 板卡(業(yè)務(wù)路由單元40 板,3GEWAN,2 USB,3 DSP 插槽),350W 電源交流模塊,,E1 辦卡,以太網(wǎng)板卡。

      (二)路由器E1 鏈路配置及IP 接口配置

      北京區(qū)管華為路由器配置信息

      controller E1 1/0/0

      using e1 //配置CE1/PRI 接口工作在E1 方式

      description ACC //該接口為北京ACC 側(cè)接口

      line-termination 75-ohm //配置E1 接口所連接的線

      纜類型

      clock master //配置接口的時鐘模式,DCE 配置為主模式,

      DTE 配置為從模式

      鄂爾多斯華為路由器配置信息

      controller E1 1/0/0 //該接口配置同上,時鐘模式不需要配置,

      默認工作在從模式

      using e1

      description EEDS

      line-termination 75-ohm

      北京區(qū)管華為路由器

      interface Serial1/0/0:0

      link-protocol ppp//配置鏈路層接口采用PPP 協(xié)議進行通

      ip address 172.16.0.1 255.255.255.0 //按照規(guī)劃配置對應(yīng)

      IP 地址

      interfaceGigabitEthernet0/0/9

      ip address 10.30.20.1 255.255.255.0

      路由信息:

      ip route-static 0.0.0.0 0 172.16.0.3

      鄂爾多斯華為路由器

      interface Serial1/0/0:0

      link-protocol ppp //配置鏈路層接口采用PPP 協(xié)議進行通

      ip address 172.16.0.3 255.255.255.0 //按照規(guī)劃配置對應(yīng)IP 地址

      interfaceGigabitEthernet0/0/9

      ip address 192.168.0.1 255.255.255.0

      路由配置

      ip route-static 0.0.0.0 0 172.16.0.1

      二、驗證過程

      (一)模擬測試

      在北京區(qū)管進行模擬測試時,無法模擬鄂爾多斯甚高頻電臺。故使用E1 線路模擬聯(lián)通專線,使用Laptop 模擬甚高頻電臺來獲取VOIP 報文,測試連通性,測網(wǎng)絡(luò)時延。模擬網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)如下圖2.1 所示:

      按照上述拓撲,搭建完成網(wǎng)絡(luò)配置后,使用Laptop 去ping北京區(qū)管內(nèi)話系統(tǒng)的地:10.20.20.220,即結(jié)果如下圖2.2 所示:

      結(jié)果分析:可通信,并且通信時延是3~4ms,滿足民航甚高頻通信系統(tǒng)的要求。

      (二)呼叫測試

      在北京區(qū)管中心,主動呼叫測試用戶鄂爾多斯端,在測試Laptop 上面,針對通信進行抓包,由于Laptop 無法模擬SIP 被叫方與主叫建立SIP 會話,故回復ICMP 端口不可達報文。結(jié)果如圖2.3。

      結(jié)果分析:可以看到SIP 的會話請求報文如下,被叫用戶:

      TxRx_M@192.168.0.100 被叫IP:192.168.0.100,呼叫可以建立。

      (三)語音呼叫測試

      在確保北京區(qū)管至鄂爾多斯甚高頻臺鏈路正常的情況下,北京區(qū)管中心Frequentis 7.1 內(nèi)話系統(tǒng)提供ED-137 IP 數(shù)字接口。在內(nèi)蒙鄂爾多斯甚高頻臺選取3-4 個信道(北京高空扇區(qū)備用頻率、呼和中低空備用頻率)設(shè)備,每信道主、備機分別提供ED-137 IP 數(shù)字接口。在北京區(qū)管管制大廳設(shè)置一個測試管制席位,對席位面板進行相應(yīng)配置,并保存該席位測試過程中的通話錄音以供技術(shù)人員對語音質(zhì)量進行事后分析。

      測試結(jié)果及分析:對120.5、134.25MHz 頻率進行測試ORDOS 端使用貝克模擬機組對該頻率進行測試,貝克發(fā)送測試語音信號,ACC 內(nèi)話收信號質(zhì)量良好;ACC 內(nèi)話模擬管制員發(fā)指令,ORDOS 端貝克收到語音信號,并且信號清晰,聲音正常,但電臺的調(diào)制度過低,一直維持在40 以下,且大起大落,雖然啟控燈一直亮,但外放音響語音信號聲音斷續(xù)嚴重。隨后電臺廠家與內(nèi)話廠家就該問題進行交流,ACC 內(nèi)話對IP打包周期進行調(diào)整后再測試,電臺調(diào)制度有改觀,最大上升至80,但外放音響播放的聲音依舊斷續(xù)嚴重,根據(jù)內(nèi)話值班員反映測試過程中系統(tǒng)中出現(xiàn)了紅色斷線告警。

      三、總結(jié)

      我們通過試驗驗證了VOIP 技術(shù)在民航甚高頻通信系統(tǒng)應(yīng)用的可行性,它具有延時低,施工工藝簡單,避免了局端與遠端的布線,節(jié)省了空間,減少了故障點,提高了系統(tǒng)的運行效率。但同時也存在不足,TCP/IP 協(xié)議與RS 發(fā)信機的啟控協(xié)議,EUROCAE 制定的ED136、137、138 通信協(xié)議的兼容性有待提高,發(fā)信機無法正常啟控,使得甚高頻通信系統(tǒng)使可靠性及穩(wěn)定性降低。下一階段我們將深入研究EUROCAEED 制定的ED136、137、138 協(xié)議內(nèi)容和RS 發(fā)信機的啟控協(xié)議、機制,提高TCP/IP 協(xié)議與EUROCAEED 制定的ED136、137、138協(xié)議內(nèi)容和RS 發(fā)信機的啟控協(xié)議兼容性,爭取這項技術(shù)在不久的將來能夠在民航甚高頻領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

      參考文獻:

      [1]《VoIP 技術(shù)在民航通信系統(tǒng)中的應(yīng)用》閆磊2018

      [2]《VoIP 技術(shù)在民航VHF 通信系統(tǒng)中的發(fā)展與應(yīng)用》王熠2016

      [3]《VOIP 技術(shù)在VHF 通信系統(tǒng)中的實現(xiàn)機制》胡石根,謝來陽2018

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