VoIP技术在民航空管语音通信系统中的应用

摘要：随着时代的发展，计算机技术和网络也普及到各个领域中，VoIP技术也得到了快速的发展，在民航空管语音通信系统中，VoIP技术的应用是非常有必要的。传统的民航空管语音通信系统存在一些不足和缺陷，比如安全性和可靠性，容易受到其他的干扰等，而VoIP技术应用到民航空管语音通信系统中，可以有效的解决这些问题。本文在介绍VoIP技术和传统空管语音通信系统的基础上，分析VoIP技术应用到民航空管语音通信系统中的优势，具体说明VoIP技术在民航空管语音通信系统中的应用。

关键词：VoIP技术;民航空管语音通信系统;应用

中图分类号：TP243  文献标识码：A  文章编号：1671-2064（2019）16-0000-00

在民航系统不断改革深入的情况下，空管语音通信系统的管制中心之间的境点飞越和管制移交等都是需要很多协调以及一些特情的处理，所以在这些管制中心就需要更加可靠的语音通信，可以让航空器保证正常的移交以及协调。传统的空管语音通信系统中还有一些不足之处，安全性和可靠性都不够高，还容易受到干扰，将VoIP技术应用到民航空管语音通信系统中，可以更好的保证语音通信的质量，让语音通信的安全性和可靠性都提高，提供更好的服务。

1VoIP技术的概述

1.1 VoIP技术的原理

对于VoIP技术的原理来讲，主要是在发送端把模拟的语音信号通过量化和采集转换成数字化的语音信号，然后再利用语音压缩算法用特定的帧长将语音数据进行压缩和编码，这些语音数据就会根据IP等协议直接打包，每个数据的报附带寻址以及控制信息利用分组网络将IP数据包直接传输到接收端，在接收端收到这个IP数据之后，进行解IP协议的报头和解码解压，然后利用数据转换将其恢复。整个VoIP语音信号传输的过程如图1。

1.2 VoIP技术的关键技术

在VoIP技术中，关键技术主要有信令技术、实时传输技术、网络传输技术、编码技术以及服务质量（QoS）保证技术，在经过长期的技术优化和完善之后，这些关键技术都有很多的解决方案，比如编码技术常用的编解码器就有G.723、G.711、G.729、G.711等，信令技术常用的就有SIP协议和H.323协议。VoIP关键技术的发展对VoIP技术有很大的影响，VoIP关键技术的成熟可以让VoIP技术更加成熟^[1]。

1.3 VoIP技术的相关协议

对于VoIP技术来说，VoIP协议是其中的重要组成部分，对VoIP传输的标准等都进行了定义，一般常用的VoIP协议有SIP、H.323、Megaco、MGCP等，其中SIP有五个方面的功能，包括确定终端所在位置以及用户的定位;媒體和媒介参数的确定和用户的可容性;被呼叫放是否愿意加入会话或者是否空闲和用户的可用性;会话的建立邀请以及提示被叫，和主叫之间建立会话;对会话的管理，会话的转交以及终止会话，对会话参数的修改。H.323对终端、关守、网关以及多点控制单位这四种逻辑进行的定义。Megaco是在MGCP的基础上，把其他不同的媒体网关控制协议的特征进行了融合，然后形成的一种新型协议，Megaco协议和MGCP协议比较相似，唯一不同的就是Megaco协议所支持的范围更加广泛。

2 传统民航空管语音通信系统

民航空管语音通信系统有着重要的作用，承担着飞行员和地面的管制员之间的实时通话的作用，是空中交通管制中的一个重要方法。在传统的民航空管语音通信系统中，甚高频通信系统是由PCV复用器、多个甚高频遥控器、语音记录仪、内话系统、遥控盒以及甚高频控制部分所组成。大部分的空管语音通信系统采用的都是时分多址复用的数字音频，其中的每一个通信频率都有一个固定的时隙或信道，这些时隙或者信道能够达到完全无阻塞通信保障以及消除通信的路径。不过，时分多址复用网络对语音信道的数量是有所限制的，必须要利用复用器、会议技术设备以及外接的同步时钟源等。在传统的民航空管语音通信系统中采用的比较多的是PCM数字复用器，用这个复用器来进行语音信号的传输，PCM数字复用器是对语音信号进行模拟，所以每一条路的语音都要占有宽带，所占有的宽带为64kbit/s，传统的语音传输方式对宽带的利用率比较低，在很大程度上都对宽带造成了浪费。还要很多的空管语音通信系统采用的甚高频遥控通信系统是点到点、每路64kbit/s、宽带2M的链路传输方法，这种方法中，对2M的链路的维修费用和租赁费用所消耗的金额也是相对较大^[2]。

3 VoIP技术在民航空管语音通信系统中应用的优势

在民航空管语音通信系统中，传统的空管语音通信系统由很大的局限性，在可靠性、安全性以及抗干扰性等方面都存在着不足，将VoIP技术应用到民航空管语音通信系统中具有以下几点优势：

3.1 减小系统的投资

VoIP技术可以实现在IP网上实现不同的语音传输和数据传输的任务，对传输系统的投资进行控制，可以节约传输系统的投资，而且系统是建立在IP上的，所以没有中心交换机，可以直接实现按需扩容的目的，在扩容的时候只需要增加终端就可以实现，不用对前期的预留阶段的扩容进行考虑，而且终端的数量也是相对比较灵活，可以实现从单个终端到成千上万个终端都不会受到网络容量的影响，在初期投资比较多的设备中也不会应用，在很大程度上减少了系统的投资，而且VoIP技术是用先进的数字信号处理技术，在同一天2M的线路上，可以传输的数据更多路，这让链路的使用效率有效的提升，而且维护和运行的成本也在很大程度上降低^[3]。

3.2 可靠性优良

VoIP技术应用到民航空管语音通信系统中，可以把系统的处理能力从中心变到不同的终端去，从而来减少系统的故障，系统中的故障也对其他设备的正常工作没有影响。这样在民航空管语音通信系统中一旦出现故障，它也不会对其他设备造成影响。将VoIP技术应用到民航语音通信系统中，可以让整体语音通信的可靠性和安全性在很大程度上提高。

3.3 统一互联互通的选用标准

对于互联互通的选用，是有规范的标准的，对民航空管语音通信系统的一般VoIP标准都做了清晰的界定。所有的厂家都是按照这个规范的标准去进行的，可以让甚高频厂家的内部互联和内话都建立一个标准的接口，来促进互联工作。所有的厂家设备都必须要满足互联互通的试验，让互联互通环节中的系统功能必须符合相关规范和标准。

4 VoIP技术在民航空管语音通信系统中的应用

4.1 VoIP技术在民航空管语音通信系统中应用的可行性研究

目前的空管业务的传输大多数都是租赁的电信运营商，而且具有独立民用网络的特殊传输网络。每一个典型运营商在近几年把TDM的傳输网进行不断的优化，形成了IP传输网，TDM传输网将会随着IP传输网的形成慢慢消失，空管业务将会利用IP技术传输网的形成变得更急迫切。由于现代的电信运营商的关键传输网形成在IP传输网上的技术越来越成熟，再加上VoIP技术也具备了完整的控制机制，可以给民航空管语音通信系统提供更加优质的语音通信质量，可以让管制员在飞行动态的控制中所提出的所有语音要求都满足，因此，VoIP技术应用到民航空管语音通信系统中的措施是可行的。

4.2 VoIP技术在民航空管语音通信系统中的应用

对于民航空管语音通信系统，它有三个发展阶段，首先是模拟语音通信阶段，其次是PCM语音通信阶段，然后就是VoIP语音通信阶段。将传统的空管语音通信网和现代的数据通信网相结合，让空管语音通信系统更加完善。

基于VoIP技术的民航空管语音通信系统各部分的功能主要包括以下几点：第一，VoIP电台用于执行高频电台和甚高频电台功能，可以在IP网络传输中把模拟语音信号转化成数字语音信号，RTP协议和SIP协议都可用。第二，电台网关是用于把现役的模拟电台提供接到VoIP内化系统的接口。第三，CMP操作席位是飞行员和管制员之间进行语音通信的界面。第四，VoIP服务器用来调度管理远端VoIP电台和操作席位的会话通信。第五，录音服务器利用数字化的录音来把通信者的位置以及操作席位的ID都进行详细的记录。第六，电话网关用于PSTN固化、内部电话和内化系统的通信。第七，监控系统用来对甚高频电台的远程遥控盒工作状态进行监控。

和传统的空管语音通信系统对比，VoIP技术利用了全球IP互联和internet的环境，语音网关在IP的分组网络平台上和VHF遥控台直接通信。语音信号在通过IP分组网络传输的时候，会让原来的语音占用宽带降低，从原来的64kbit/s降低到6～8kbit/s，让宽带资源大幅度节省，而且在同一条线路上，语音的传输比传统的技术相比，VoIP技术下所传输的语音通道数量更多，这样就让宽带的利用率增加，VoIP技术在甚高频遥控通信系统中的应用在很大程度上让VHF频道拥挤的情况得到缓解。

VoIP技术应用到民航空管语音通信系统中，可以让系统的维护和管理集中起来，有原先的独立分散到现在的系统集中，可以让工作人员在维修以及排除故障的时候更加方便，也更加直接，维修人员在维修的时候可以直接在移动终端的IP网络上任意一个节点进行登录，就可以检测所有台站的设备。在排除故障的时候也更加方便，可以自更短的时间内就找到故障所在，让空管语音通信系统尽快恢复。VoIP技术在网内的任何一个空管单位都可以没有阻碍的和另外一个空管单位进行联络，让不同区域的资源都可以共享。

5 结语

综上所述，可以看出来，传统的民航空管语音通信系统还存在很多的不足和缺陷，在可靠性和安全性上还有很大的不足，也会容易受到其他的干扰，对整体的语音通信质量都有很多的影响。VoIP技术应用到民航空管语音通信系统中，可以在很大程度上提升整体的安全性和可靠性，抗干扰能力也大幅度提升，让语音通信质量得到大幅度的提升，而且VoIP技术应用到民航语音通信中还在很大程度上节省了宽带资源，让维修人员的维修工作更加方便，只需要在IP网络上的任意一个节点登录就可以检查所有台站的设备，减轻了维修人员的维修负担。

参考文献

[1] 商丽.VoIP技术在民航空管语音通信系统中的应用[J].中国民用航空，2013（2）：47-48.

[2] 许建颖.VoIP技术在民航空管语音通信系统中的应用[J].空中交通，2016（6）：19-22.

[3] 张记凯，吴文佳，马殿良.VoIP在民航空管语音通信中的应用[J].空中交通，2014（2）：28-30.

收稿日期：2019-06-24

作者简介：蔡磊（1983—），男，海南文昌人，本科，中级工程师，研究方向：民航通信导航。