三匯內話SVCS3000與PAE的VoIP互聯互通性

楊寶怡

（民航中南空管局空管設備應用技術開放實驗室，廣東 廣州 510000）

0 引 言

IP 語音（Voice over IP，VoIP）是利用語音壓縮算法壓縮處理原始語音數據，按傳輸控制協議/網際協議（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP）標準打包，通過IP網絡把數據包送至接收地，按原始的時間次序進行串行化處理，經過解壓處理后恢復成原來的語音信號，從而實現由IP網絡傳送語音的目的[1]。

VoIP技術來源于網絡，繼承了互聯網簡單、開放以及方便的特點。VoIP采用語音壓縮技術，只需傳統電路交換1/4～1/3的帶寬。通過VoIP技術傳輸語音本質上利用了分組統計復用，提高了網絡帶寬利用率[2]。但是，VoIP的語音質量與傳統的公用電話交換網（Public Switch Telephone Network，PSTN）電話相比存在一定差距，特別是在網絡環境不佳時會出現語音失真和時延等問題[3]。通過互聯網傳送語音易被竊聽，主叫較容易偽裝。此外，VoIP協議還未統一，各VoIP運營商之間通信還存在協議轉移問題[4]。

1 測試背景

現中南空管局正積極推進VoIP的應用。廣州白云機場空管局綜合樓培訓中心搭建了1套測試平臺，使用 2 臺物理地址擴展（Physical Address Extensions，PAE）T6T發信機、2臺PAE T6R收信機及三匯內話SVCS3000系統（以下簡稱SVCS3000）模擬實際應用環境，測試SVCS3000與PAE T6T/T6R之間通信時是否存在協議轉移問題，測試2者之間的互聯互通性。

PAE和SVCS3000采用VoIP模式，運行的相關參數設置在各品牌產品配發的相關用戶手冊和操作手冊中有詳細指導，本文對配置過程不作詳細介紹。

2 測試平臺搭建

本次測試主要分析SVCS3000與PAE T6T/T6R之間進行VoIP連接時的現象及報文。SVCS3000通過RSBC板與PAE電臺進行VoIP連接。RSBC主備網口、席位網口與PAE網口接到同一交換機，即可進行數據互通。通過交換機鏡像端口進行抓包，網絡拓撲如圖1所示。

圖1 測試平臺網絡拓撲

3 測試正常情況下的SVCS3000與PAE T6T/T6R互聯互通性

3.1 SIP建鏈

RSBC主網口向PAE T6T/T6R主機建鏈，RSBC備網口向PAE T6T/T6R備機建鏈。RSBC通過向PAE發送會話初始協議（Session Initiation Protocol，SIP）INVITE表示初始化會話，PAE向RSBC回復SIP 200 OK表示已成功響應并接收，RSBC再向PAE回復SIP ACK表示對INVITE的最終響應確認鏈接，如圖2所示。

圖2 正常情況下SIP建鏈過程

3.2 R2S無線通信心跳包

RSBC主備網口與PAE T6T/T6R主備機通過SIP建立鏈接后，每200 ms（無線通信心跳包間隔根據三匯內話監控軟件OMT設置）發送1次R2S報文，保持鏈路激活狀態，在SIP鏈接建立確認后不會再發SIP報文，如圖3所示。

圖3 R2S無線通信心跳包

3.3 ITU-T語音包

席位按下PTT，RSBC向PAE T6T發送 RTP ITU-T。PAE T6R 接收到信號后，PAE T6R 會 給RSBC發送RTP ITU-T。抓包后可通過Wire shark中“電話→RTP→RTP流→打開RSBC向PAE發送的音頻→分析→播放流”播放連續音頻，如圖4所示。需要注意的是，發射不能太短，否則無法播放。

圖4 ITU-T語音包

4 測試網絡中斷情況下的SVCS3000與PAE T6T/T6R互聯互通性

網絡中斷后，RSBC主要根據系統地址解析協議（Address Resolution Protocol，ARP）是否過期決定是否進行ARP尋址。

4.1 系統ARP緩存過期

網絡中斷后，若系統ARP緩存過期，4個SIP BYE 報（0 s、0.5 s、1.5 s、3.5 s）沒有響應，則停止發送SIP報。此后系統一直進行ARP尋址，待PAE回復尋址后，RSBC重新對PAE發送INVITE報進行建鏈。

4.2 系統ARP緩存有效

網絡中斷后，若系統ARP緩存有效，RSBC連續發送4個SIP BYE（0 s、0.5 s、1.5 s、3.5 s）、2/3個SIP INVITE和1個SIP BYE為1組的SIP報文組。當重發機制認為ARP不正確時，則不再發INVITE和BYE，重新進行ARP尋址，不再發送SIP報。待PAE恢復尋址后，RSBC重新對PAE發送SIP INVITE報進行建鏈。

5 測試修改RTP打包時長時三匯內話與PAE T6T/T6R的互聯互通性

測試發現，在SVCS3000配置軟件OMT中修改主備電臺RTP打包時長后，需重新進行SIP建鏈才能改變RTP打包時長。僅RSBC發送給PAE T6T的語音包長度有相應變化，PAE T6R向內話發送的語音包長度保持不變。兩端打包時長不同，對語音質量有一定影響。PAE T6T/T6R不支持SVCS3000通過SIP報文修改其RTP打包時長，需通過PAE廠家軟件 T6 VoIP Configuration才能修改 PAE 端 RTP打包時長[5-8]。

三匯內話與PAE T6R的RTP打包時長不一致時，接收語音會出現斷續。一致時，無論發射機端RTP分組周期如何，接收語音都不會出現斷續。

6 SVCS3000主備模式與遠程電臺控制配置模式對互聯互通性的影響

VoIP電臺主備切換是指切換配置為主、備關系且電臺間有激活互斥機制的2臺電臺之間的激活狀態。2臺電臺應配置于同一個邏輯臺點或者信道，當電臺主備切換時，席位端不受影響或無感知。

SVCS3000可配置的主備模式有Concurrency Mode（PTT起控時同時向主備電臺發送PTT起控信息及語音）、Active-Standby（PTT起控時只向當前正在工作的電臺發送PTT起控信息及語音）。

SVCS3000采用無線資源控制（Radio Resource Control，RRC）協議進行主備電臺切換，可配置的遠程電臺控制有Auto switch（內話側自動選擇主備電臺切換）、No Control（內話側不主動控制主備電臺進行切換）、Main Active（內話側控制主電臺設置為啟用）以及Main StandBy（內話側控制備電臺設置為啟用）

6.1 PAE T6R的RTP鏈接

Concurrency Mode和 Active-Standby模式下，T6R的RTP鏈接均相同。

RTP R2S心跳包在未接收到語音發射信號時，主備用接收機 Header extensions均相同，且PTT Summation:1,PAE T6R并不會跟隨修改。當內話端發射信號時，內話會向收信機發送1個R2S心跳包，其中包含PTT ON（3），此時收信機會跟隨內話端發送的R2S進行相應報文的修改。

Auto switch模式下，SVCS3000端會先給其中一個接收機發送攜帶PTT MUTE:0和PTT ON的R2S心跳包。此時，2個接收機向SVCS3000端發送的語音包都為PTT Mute:0，但接收到SVCS3000端攜帶PTT ON的接收機的語音包PTT TYPE為PTT ON。雖然另1個接收機的語音包PTT MUTE同樣為0，但是其PTT TYPE 為 PTT OFF。RSBC 將選用 PTT ON 的語音包發送至席位，隨后SVCS3000端將發送PTT ON 和PTT Mute:1給另1個接收機，接下來另1個接收機的語音包內容也會進行相應的修改。可視SVCS3000端先向哪個接收機發送攜帶PTT ON的R2S，接收機的語音包為PTT ON及PTT Mute:0就選用該路接收機信號發送給席位端。

6.2 PAE T6T的RTP鏈接

Concurrency Mode及 Active-Standby模式下，發射機的RTP R2S心跳包在未發射信號時主備用發射機 Header extensions均相同，PTT Summation 均為 0。

Concurrency Mode模式下，當席位端按下PTT時，主備網口均分別向主備發信機發送ITU-T語音包，PTT Type 均為 Priority PTT ON（3）及 PTT Mute:0。詢問廠家在并發模式下，向主備發射頻點發送相同的ITU-T，PAE端控制由哪臺設備發射信號。

ACTIVE-STANDBY模式下，當席位端按下PTT時，主備網口向原在用發信機發送ITU-T語音包，PTT Type 為 Priority PTT ON（3）及 PTT Mute:0。雖主備發射機均在線，若上1次發射時備發射機主用且未重新SIP建鏈，則RSBC僅向備T6T發送ITU-T語音包。

6.3 PAE T6T/T6R主備切換情況

三匯內話的主備網口分別與PAE的主備機進行SIP建鏈，因此三匯內話主備網口均需接交換機，否則無法通過內話端控制PAE進行主備切換。

6.3.1 PAE T6R的主備切換情況

無論何種配置，主備T6R均同時接收信號，各自向RSBC主備網口發送語音包。當主收信機故障時，系統均能自動切換至備收信機，并在主收信機故障恢復后依舊選用備用收信機，而席位端均正常接收。

6.3.2 PAE T6T的主備切換情況

因PAE端自身不能區分主備，在遠程電臺控制為Auto switch下，若電臺端發生故障（網絡鏈接終端或關機），SVCS3000端在檢測到電臺異常后發送RRC命令激活另一電臺，PAE T6T根據RRC命令進行自動切換。主發射機故障自動切換至備發射機后，待主發射機恢復鏈接，內話端依舊啟用備發射機[9]。

7 結 論

VoIP業務組網具有靈活、高效和成本低廉的優勢。民航通信網時分復用承載網將所有具備IP接入能力的地空通信設備作為網絡節點接入IP網絡，進一步提高了民航地空通信傳輸的高效性、組網的便捷性、資源的共享性以及管理的靈活性。本次SVCS3000與PAE的VoIP互聯互通性的測試，可為后續高空接管、應急接管及地面通信新技術應用奠定基礎。