淺談VoIP技術在語音通信系統中的應用與發展

李博

摘 要：傳統的民航語音通信系統是基于TDM/PCM通信，在傳輸方式、資源共享等方面存在一定的滯后性。VoIP技術具備結構簡單、易于維護、成本低廉、擴展性強、資源共享等優勢，雖然該技術還存在著數據傳送延時、抖動等一系列問題，但隨著網絡技術的成熟發展和維護人員專業素質的不斷提升，VoIP技術必將成為民航語音通信系統的發展趨勢。

關鍵詞：VoIP；VCS

隨著我國民航事業的迅速發展，飛行量的急劇增加，空中交通管制變得尤為重要。民航語音通信系統實現了地面管制員與飛行員之間實時通話的功能，一直以來是空中交通管制員所使用的重要設備之一。傳統的民航語音通信系統還是基于TDM/PCM通信，在傳輸方式、資源共享等方面存在一定的滯后性。計算機技術和網絡技術的不斷發展使得VoIP技術成為語音通信的發展趨勢。筆者將在文中通過對FREQUENTIS VCS 3020X 5.1與FREQUENTIS VCS 3020X 7.1兩套設備的介紹，淺談VoIP技術的應用與發展。

一、VOIP技術的原理及優勢

（一）VOIP技術的原理

IP（因特網協議）網絡是一種分組交換的網絡，VOIP（Voice Over Internet Protocol）就是利用IP網絡實現語音通信的一種先進手段，是一種基于分組交換網絡的語音交換技術。它是以IP分組交換網絡為傳輸平臺，對模擬的語音信號進行壓縮、打包等一系列的特殊處理，使之可以采用無連接的UDP協議（用戶數據報協議）進行傳輸[1]，到達目的地的數據包被重組解壓縮，還原成模擬信號，進行語音回放。其傳輸基本過程如圖1所示。

（二）VOIP技術的優勢

傳統的電話網是以電路交換方式傳輸語音，所要求的傳輸帶寬為64kbit/s。而VoIP采用了先進的數字信號處理技術，可以將64kbit/s的語音信號壓縮成6-8kbit/s的數據流，因此VoIP能夠節省更多的帶寬，大大提高了傳輸效率。同時，VoIP采用了分組交換技術，可以實現信道的統計復用，使得網絡資源的利用率更好，它可以在IP網絡上以比較低廉的成本傳送語音、傳真、視頻、和數據等業務，以及完成各種信息的存儲轉發等[2] ，大大降低了運營成本。此外，VoIP開放式的體系結構，使不同廠商的終端設備得以方便互聯，實現資源共享。

二、現有語音通信系統

民航語音通信系統（Voice Communication System），簡稱內話系統，是空管運行的關鍵設施之一，承擔著管制員之間的管制移交協調通信（地/地通信）、管制對空指揮及協調移交的重要作用（地/空通信）。隨著民航飛行流量的快速增長，空中交通指揮工作日益繁忙，民航語音通信系統從國家“九五”建設期間開始，逐漸在各地空管運行單位投入運行。

首都機場終端區現役的FREQUENTIS VCS 3020X 5.1版本語音通信系統是一個集地面通信和地空通信為一體的綜合性通信設備。該系統是全數字化，雙冗余無阻塞的語音通信轉換系統，它可以連接不同的通信資源，例如無線設備、電話線路和ATS網絡。支持不同的信號協議，例如模擬的和數字的通信，有效地為各種通信設備提供數據。席位和有線無線接口是通過雙路數字2MBit/s的PCM30連接到中央交換機的。系統構架如圖2所示：

三、VoIP技術在語音通信系統中的應用與發展

民航語音通信系統的發展經歷了三個階段：模擬語音通信、PCM（Pulse code Modulation）語音通信和VoIP語音通信。2006年，歐洲民航裝備組織完成了VoIP標準第一版的編寫，在2008年進行了VoIP設備的第一次接入測試并在同年完成了第二版的編寫。2009年頒布了關于VoIP技術在民航設備中應用的四份指導性標準，同時完成了與其他語音交換系統的聯網測試工作。2011年成功完成了錄音設備的互用性測試[3]。目前國內民航語音通信系統中部分新型號的VCS設備已具備VoIP功能，但絕大部分尚未投入到使用中。首都機場終端區新進備用語音通信系統FREQUENTIS VCS 3020X 7.1版本已具備VoIP功能，該系統可通過基于IP接口直接連接不同的語音通信產品，不僅可以省去硬件接口設備節約成本，而且可以大大減少維護人員的配置工作。

VoIP技術使通信系統的維護管理從獨立分散到系統集中， 維護排故更方便直接， 維護人員可使用移動終端在網絡任何節點登入即可檢測所有臺站設備[4]。相較于FREQUENTIS VCS 3020X 5.1版本，FREQUENTIS VCS 3020X 7.1版本基于VoIP技術的最大的優點是在網內的任一空管單位能夠無阻礙地與另一空管單位聯絡（如圖3所示）， 可實現不同空域無限資源的共享。

四、結束語

作為民航語音通信領域的新技術，盡管VoIP技術存在著極度依賴網絡質量、數據傳送延時等問題，但同時也具備結構簡單、易于維護、成本低廉、擴展性強、資源共享等優勢。隨著網絡技術的迅速發展和維護人員專業素質的不斷提升，VoIP技術必將成為民航語音通信系統的發展趨勢。筆者相信，北京終端、北京區管以及即將建成的北京新機場、新終端及其他系統，將會通過VoIP技術形成一個靈活的虛擬中心，以便根據實際運行需求共享無線、有線的資源。

參考文獻：

[1]金志濤，陳忠輝，陳新，魏宏安.VOIP語音傳輸終端設計[J].通信技術，2011，44（04）：140-143.

[2]劉洋. VoIP語音通信技術的研究與系統功能設計[D].安徽大學，2011.

[3]肖炎榮，謝來陽，周至凱.VoIP技術在民航語音通信領域的發展與應用[J].中國新通信，2014（05）：72-73.

[4]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（02）：47-48.

[5]FREQUENTIS.VCS 3020 Rel.7.1 Product Description VCS.[M].FREQUENTIS.2015