VoIP技術在民航空管語音通信系統中的應用

摘要：隨著時代的發展，計算機技術和網絡也普及到各個領域中，VoIP技術也得到了快速的發展，在民航空管語音通信系統中，VoIP技術的應用是非常有必要的。傳統的民航空管語音通信系統存在一些不足和缺陷，比如安全性和可靠性，容易受到其他的干擾等，而VoIP技術應用到民航空管語音通信系統中，可以有效的解決這些問題。本文在介紹VoIP技術和傳統空管語音通信系統的基礎上，分析VoIP技術應用到民航空管語音通信系統中的優勢，具體說明VoIP技術在民航空管語音通信系統中的應用。

關鍵詞：VoIP技術;民航空管語音通信系統;應用

中圖分類號：TP243 ?文獻標識碼：A??文章編號：1671-2064（2019）16-0000-00

在民航系統不斷改革深入的情況下，空管語音通信系統的管制中心之間的境點飛越和管制移交等都是需要很多協調以及一些特情的處理，所以在這些管制中心就需要更加可靠的語音通信，可以讓航空器保證正常的移交以及協調。傳統的空管語音通信系統中還有一些不足之處，安全性和可靠性都不夠高，還容易受到干擾，將VoIP技術應用到民航空管語音通信系統中，可以更好的保證語音通信的質量，讓語音通信的安全性和可靠性都提高，提供更好的服務。

1VoIP技術的概述

1.1 VoIP技術的原理

對于VoIP技術的原理來講，主要是在發送端把模擬的語音信號通過量化和采集轉換成數字化的語音信號，然后再利用語音壓縮算法用特定的幀長將語音數據進行壓縮和編碼，這些語音數據就會根據IP等協議直接打包，每個數據的報附帶尋址以及控制信息利用分組網絡將IP數據包直接傳輸到接收端，在接收端收到這個IP數據之后，進行解IP協議的報頭和解碼解壓，然后利用數據轉換將其恢復。整個VoIP語音信號傳輸的過程如圖1。

1.2 VoIP技術的關鍵技術

在VoIP技術中，關鍵技術主要有信令技術、實時傳輸技術、網絡傳輸技術、編碼技術以及服務質量（QoS）保證技術，在經過長期的技術優化和完善之后，這些關鍵技術都有很多的解決方案，比如編碼技術常用的編解碼器就有G.723、G.711、G.729、G.711等，信令技術常用的就有SIP協議和H.323協議。VoIP關鍵技術的發展對VoIP技術有很大的影響，VoIP關鍵技術的成熟可以讓VoIP技術更加成熟^[1]。

1.3 VoIP技術的相關協議

對于VoIP技術來說，VoIP協議是其中的重要組成部分，對VoIP傳輸的標準等都進行了定義，一般常用的VoIP協議有SIP、H.323、Megaco、MGCP等，其中SIP有五個方面的功能，包括確定終端所在位置以及用戶的定位;媒體和媒介參數的確定和用戶的可容性;被呼叫放是否愿意加入會話或者是否空閑和用戶的可用性;會話的建立邀請以及提示被叫，和主叫之間建立會話;對會話的管理，會話的轉交以及終止會話，對會話參數的修改。H.323對終端、關守、網關以及多點控制單位這四種邏輯進行的定義。Megaco是在MGCP的基礎上，把其他不同的媒體網關控制協議的特征進行了融合，然后形成的一種新型協議，Megaco協議和MGCP協議比較相似，唯一不同的就是Megaco協議所支持的范圍更加廣泛。

2 傳統民航空管語音通信系統

民航空管語音通信系統有著重要的作用，承擔著飛行員和地面的管制員之間的實時通話的作用，是空中交通管制中的一個重要方法。在傳統的民航空管語音通信系統中，甚高頻通信系統是由PCV復用器、多個甚高頻遙控器、語音記錄儀、內話系統、遙控盒以及甚高頻控制部分所組成。大部分的空管語音通信系統采用的都是時分多址復用的數字音頻，其中的每一個通信頻率都有一個固定的時隙或信道，這些時隙或者信道能夠達到完全無阻塞通信保障以及消除通信的路徑。不過，時分多址復用網絡對語音信道的數量是有所限制的，必須要利用復用器、會議技術設備以及外接的同步時鐘源等。在傳統的民航空管語音通信系統中采用的比較多的是PCM數字復用器，用這個復用器來進行語音信號的傳輸，PCM數字復用器是對語音信號進行模擬，所以每一條路的語音都要占有寬帶，所占有的寬帶為64kbit/s，傳統的語音傳輸方式對寬帶的利用率比較低，在很大程度上都對寬帶造成了浪費。還要很多的空管語音通信系統采用的甚高頻遙控通信系統是點到點、每路64kbit/s、寬帶2M的鏈路傳輸方法，這種方法中，對2M的鏈路的維修費用和租賃費用所消耗的金額也是相對較大^[2]。

3 VoIP技術在民航空管語音通信系統中應用的優勢

在民航空管語音通信系統中，傳統的空管語音通信系統由很大的局限性，在可靠性、安全性以及抗干擾性等方面都存在著不足，將VoIP技術應用到民航空管語音通信系統中具有以下幾點優勢：

3.1 減小系統的投資

VoIP技術可以實現在IP網上實現不同的語音傳輸和數據傳輸的任務，對傳輸系統的投資進行控制，可以節約傳輸系統的投資，而且系統是建立在IP上的，所以沒有中心交換機，可以直接實現按需擴容的目的，在擴容的時候只需要增加終端就可以實現，不用對前期的預留階段的擴容進行考慮，而且終端的數量也是相對比較靈活，可以實現從單個終端到成千上萬個終端都不會受到網絡容量的影響，在初期投資比較多的設備中也不會應用，在很大程度上減少了系統的投資，而且VoIP技術是用先進的數字信號處理技術，在同一天2M的線路上，可以傳輸的數據更多路，這讓鏈路的使用效率有效的提升，而且維護和運行的成本也在很大程度上降低^[3]。

3.2 可靠性優良

VoIP技術應用到民航空管語音通信系統中，可以把系統的處理能力從中心變到不同的終端去，從而來減少系統的故障，系統中的故障也對其他設備的正常工作沒有影響。這樣在民航空管語音通信系統中一旦出現故障，它也不會對其他設備造成影響。將VoIP技術應用到民航語音通信系統中，可以讓整體語音通信的可靠性和安全性在很大程度上提高。

3.3 統一互聯互通的選用標準

對于互聯互通的選用，是有規范的標準的，對民航空管語音通信系統的一般VoIP標準都做了清晰的界定。所有的廠家都是按照這個規范的標準去進行的，可以讓甚高頻廠家的內部互聯和內話都建立一個標準的接口，來促進互聯工作。所有的廠家設備都必須要滿足互聯互通的試驗，讓互聯互通環節中的系統功能必須符合相關規范和標準。

4 VoIP技術在民航空管語音通信系統中的應用

4.1 VoIP技術在民航空管語音通信系統中應用的可行性研究

目前的空管業務的傳輸大多數都是租賃的電信運營商，而且具有獨立民用網絡的特殊傳輸網絡。每一個典型運營商在近幾年把TDM的傳輸網進行不斷的優化，形成了IP傳輸網，TDM傳輸網將會隨著IP傳輸網的形成慢慢消失，空管業務將會利用IP技術傳輸網的形成變得更急迫切。由于現代的電信運營商的關鍵傳輸網形成在IP傳輸網上的技術越來越成熟，再加上VoIP技術也具備了完整的控制機制，可以給民航空管語音通信系統提供更加優質的語音通信質量，可以讓管制員在飛行動態的控制中所提出的所有語音要求都滿足，因此，VoIP技術應用到民航空管語音通信系統中的措施是可行的。

4.2 VoIP技術在民航空管語音通信系統中的應用

對于民航空管語音通信系統，它有三個發展階段，首先是模擬語音通信階段，其次是PCM語音通信階段，然后就是VoIP語音通信階段。將傳統的空管語音通信網和現代的數據通信網相結合，讓空管語音通信系統更加完善。

基于VoIP技術的民航空管語音通信系統各部分的功能主要包括以下幾點：第一，VoIP電臺用于執行高頻電臺和甚高頻電臺功能，可以在IP網絡傳輸中把模擬語音信號轉化成數字語音信號，RTP協議和SIP協議都可用。第二，電臺網關是用于把現役的模擬電臺提供接到VoIP內化系統的接口。第三，CMP操作席位是飛行員和管制員之間進行語音通信的界面。第四，VoIP服務器用來調度管理遠端VoIP電臺和操作席位的會話通信。第五，錄音服務器利用數字化的錄音來把通信者的位置以及操作席位的ID都進行詳細的記錄。第六，電話網關用于PSTN固化、內部電話和內化系統的通信。第七，監控系統用來對甚高頻電臺的遠程遙控盒工作狀態進行監控。

和傳統的空管語音通信系統對比，VoIP技術利用了全球IP互聯和internet的環境，語音網關在IP的分組網絡平臺上和VHF遙控臺直接通信。語音信號在通過IP分組網絡傳輸的時候，會讓原來的語音占用寬帶降低，從原來的64kbit/s降低到6～8kbit/s，讓寬帶資源大幅度節省，而且在同一條線路上，語音的傳輸比傳統的技術相比，VoIP技術下所傳輸的語音通道數量更多，這樣就讓寬帶的利用率增加，VoIP技術在甚高頻遙控通信系統中的應用在很大程度上讓VHF頻道擁擠的情況得到緩解。

VoIP技術應用到民航空管語音通信系統中，可以讓系統的維護和管理集中起來，有原先的獨立分散到現在的系統集中，可以讓工作人員在維修以及排除故障的時候更加方便，也更加直接，維修人員在維修的時候可以直接在移動終端的IP網絡上任意一個節點進行登錄，就可以檢測所有臺站的設備。在排除故障的時候也更加方便，可以自更短的時間內就找到故障所在，讓空管語音通信系統盡快恢復。VoIP技術在網內的任何一個空管單位都可以沒有阻礙的和另外一個空管單位進行聯絡，讓不同區域的資源都可以共享。

5 結語

綜上所述，可以看出來，傳統的民航空管語音通信系統還存在很多的不足和缺陷，在可靠性和安全性上還有很大的不足，也會容易受到其他的干擾，對整體的語音通信質量都有很多的影響。VoIP技術應用到民航空管語音通信系統中，可以在很大程度上提升整體的安全性和可靠性，抗干擾能力也大幅度提升，讓語音通信質量得到大幅度的提升，而且VoIP技術應用到民航語音通信中還在很大程度上節省了寬帶資源，讓維修人員的維修工作更加方便，只需要在IP網絡上的任意一個節點登錄就可以檢查所有臺站的設備，減輕了維修人員的維修負擔。

參考文獻

[1]?商麗.VoIP技術在民航空管語音通信系統中的應用[J].中國民用航空，2013（2）：47-48.

[2]?許建穎.VoIP技術在民航空管語音通信系統中的應用[J].空中交通，2016（6）：19-22.

[3]?張記凱，吳文佳，馬殿良.VoIP在民航空管語音通信中的應用[J].空中交通，2014（2）：28-30.

收稿日期：2019-06-24

作者簡介：蔡磊（1983—），男，海南文昌人，本科，中級工程師，研究方向：民航通信導航。