語音調度系統IP化傳輸研究與實現

李光明

（西安政治學院，陜西 西安710068）

1 概 述

隨著IP通信網的建設實施，為滿足IP業務的需求，簡化信息傳遞關系，增強體系集成能力，實現一體化綜合傳輸，有必要提高基于IP技術的一體化業務承載能力。

本文按照IP通信網建設的發展思路，對各類試驗任務的IP化需求進行了分析，研究了語音調度系統接入IP傳輸平臺的可行性。在進行大量的實驗論證后，實現了利用現有網絡路由設備傳輸傳統語音調度的技術設想，為控制中心與未配置傳統調度主機的用戶之間如何實現指揮通信提供了一種新的思路和實現方法。

2 語音調度系統IP化設計

2.1 語音調度系統的通信現狀

目前控制中心與各用戶的語音調度數據傳輸仍然使用點到點專用電路，主要以固定時分復用、比特透明方式傳輸語音調度數據。

控制中心與各用戶的語音調度業務目前主要使用兩種方式傳輸：主用傳輸方式是在DDN節點上（或連接在MSS交換機中）復接語音調度數據之后連接衛通鏈路，備用傳輸方式采用MSS交換機連接地面光纖傳輸語音調度數據（個別用戶的語音調度業務仍采用PCM音頻電路傳輸調度話音）。語音調度系統的連接現狀如圖1所示。

2.2 語音調度系統的改進設計

從數據傳輸一體化的角度考慮，需要將語音調度數據直接連接至網絡路由設備，網絡拓撲結構如圖2所示。

3 語音調度數據IP化的實現方案

3.1 VoIP的概念

語音調度數據IP化的實現過程，就是一個VoIP的實現過程。VoIP（Voice over IP）是基于IP分組交換網絡，通過對傳統的模擬語音信號進行數字化、壓縮、打包、封裝成幀等一系列處理，使得語音業務可以通過IP網進行承載。廣義上講，VoIP是指在IP數據網絡上承載數據、語音、傳真和圖像等多媒體業務，而在狹義上即是指在IP數據網絡上傳送語音業務。日常所說的IP電話就是VoIP的一項典型應用。與傳統語音通信相比，VoIP通信的特點如表1所示。

表1 傳統語音通信和VoIP通信的比較

3.2 IP語音調度系統的實現

（1）E＆M信令的傳輸模式

圖1 控制中心與各用戶的語音調度系統的連接現狀

圖2 一體化承載數據通信網調度數據傳輸模式

E＆M（Ear＆Mouth，或Receive＆Transmit）傳統語音用戶線，即模擬E＆M接口。模擬E＆M語音用戶線支持模擬E＆M信令，將每個語音連接分為中繼電路側和信令單元側（與DCE和DTE關系相似）。E＆M用于VoIP通信時可使用二線或四線，另外還有二或四根信令線。因此，四線模擬E＆M實際上至少有四線。二線方式提供全雙工語音傳輸，語音在兩根線中雙向傳輸；四線方式相當于單工方式，每兩根線負責一個方向的語音傳輸。4線E＆M早先應用于模擬交換機之間的中繼線。

E＆M信令常見的傳輸模式有5種，經常使用的有方式2和方式5（見表2）。幾種方式的區別主要是兩端設備的E＆M接口的地線與－48 V線的連接方式，通過簡單改造可以在不同方式間互通。

表2 五種不同的E＆M信號發送類型

E＆M使用RJ－48插頭的4～8個插針，具體數字取決于所使用的E＆M信號發送的類型。摘機和掛機使用E＆M信號發送的五種類型之一來發送。E＆M接口一般都不使用撥號音，而是使用立即開始、瞬間開始和延遲開始信號發送來表示摘機或掛機。

（2）IP調度系統的物理實現

Cisco的E＆M板卡原本的設計是用于連接兩端的PBX（程控交換機）設備，并不適用于連接調度設備。PBX設備本身具備E＆M控制信號，可與Cisco的E＆M板卡的E＆M信號匹配傳輸，從而控制數據信號的正常收發。由于控制中心所使用的調度設備（DDP－500）可以提供四線模擬語音信號，所以在與Cisco路由設備進行數據傳輸時，路由器設備采用E＆M板卡與調度系統設備進行連接，并且將E＆M板卡設置為四線傳輸模式。E＆M板卡插針引腳定義見表3所示。

表3 E＆M插腳引線

綜合表2和表3中的內容，路由器端E＆M板卡選擇4線業務中的2號類型模式。

按照表2中的內容，2號類型模式在不激活狀態，E導線與M導線都應斷開。專用線路設備指出摘機狀態（通過M導線與SB導線連接）。路由器端指出摘機狀態（通過E導線與SG導線連接）。類型2信號是對稱的，使信號節點通過交叉電纜可以端與端連接起來。上述專業線路設備在本次實驗研究中就是語音調度系統主機設備（DDP－500）。由于調度設備不具有E＆M信號線纜，所以在路由器E＆M板卡側采用E＆M信令環回技術，通過將M導線與SB導線短接和E導線與SG導線短接的方式，實現E＆M信令方式的數據傳輸。

語音調度系統主機設備（DDP－500）配置了四線模擬用戶板卡（ALU板卡），該板卡雖然不能提供E＆M信令，但具備R、R1、T和T1四線傳輸信號，且傳輸方向和信號定義與路由器E＆M板卡中的R、R1、T和T1完全匹配。同時，在ALU板卡上通過跳線，設置為普通四線模擬用戶板卡。具體傳輸特性見表4。

表4 ALU板卡與E＆M板卡數據傳輸模式

（3）利用“E＆M信令環回技術”實現IP調度系統的難點

圖3 控制中心與未配置調度設備的用戶之間的調度連接拓撲圖

調 度 主 機 （DDP－5 0 0）上 的ALU板 卡 不 具 備E＆M控制信令，所以需要在路由器端的E＆M板卡上進行E＆M信令環回，即E＆M信令欺騙。將兩側路由器配置完畢后，只有當E＆M信令成功建立時，利用查看命令（sh voice port x/x/x sum）可以在路由器端看到語音鏈路的狀態是：CONNECTED。這時，雙方的調度運行正常。

由于路由器端采用的是E＆M信令環回，同時類型2的E＆M信號的屬性是：在不激活狀態，E導線與M導線都應斷開。專用線路設備指示摘機狀態（通過M導線與SB導線連接）。路由器端指示摘機狀態（通過E導線與SG導線連接）。所以可以得知，將M導線與SB導線以及E導線與SG導線分別短接，E＆M接口可以達到激活狀態，并且這種激活狀態只是由路由器E＆M板卡的E＆M信令環回狀態決定，即使關掉兩側的調度設備，路由器端看到語音鏈路的狀態仍然是：CONNECTED。但如果路由器設備發生故障，例如重新加電，路由器端看到語音鏈路的狀態就會變為：PARK狀態。只有重新插拔兩側路由器E＆M板卡的連接器，即重新給E＆M接口一個欺騙E＆M信令激勵信號（可以看成是將M導線與SB導線以及E導線與SG導線再次分別短接）。這樣路由器端看到語音鏈路的狀態是：CONNECTED，即雙方的調度再次運行正常。

3.3 IP語音調度的實際應用

該技術投入使用后，成功解決了通信指揮的難題，取得了良好的應用效果，提高了調度系統的可靠能力和服務水平。該技術的通信工作模式，也應用到了控制中心與其它未配置調度設備的單位之間的指揮調度通信中，具體連接如圖3所示。

4 結 論

本文對語音調度系統IP化的實現方法進行了深入研究，在分析傳統調度設備工作原理過程的基礎上，提出了利用E＆M方式實現調度數據IP化傳輸的方案。目前該方案已成功應用，很好地解決了兩個數據傳輸中心之間的指揮通信問題，為沒有傳統調度線路的單位與數據傳輸中心的指揮通信提供了一種行之有效的途徑，在IP通信網一體化建設中有廣泛的應用前景。

［1］ 糜正琨.IP網絡電話技術［M］.北京：人民郵電出版社，2004.

［2］ Terry Slattery.Cisco網絡高級IP路由技術［M］.北京：機械工業出版社，2006.

［3］ 張繼軍.基于分組網絡的服務質量保證［M］.北京：北京郵電大學出版社，2004.

［4］ 魏大新.網絡工程技術解析［M］.北京：電子工業出版社，2006.

［5］ Dina Tear.組建可擴展的Cisco互連網［M］.北京：人民郵電出版社，2006.