民航空管甚高频地空通信系统与语音交换系统的协同VoIP化发展

民航空管甚高频地空通信系统与语音交换系统的协同VoIP化发展

刘洋

民航新疆空中交通管理局 新疆乌鲁木齐 830016

【摘要】随着航空运输量不断增加，对空管相关系统的要求也随之提高。如相关系统不结合当前的航空运输量进行改进，则将对民航空管工作产生负面影响，进而对乘客安全产生威胁。本文论述了加强VoIP技术在空管工作中应用的重要性，对VoIP技术的基本原理及三项优势进行了介绍，并探究了VoIP技术在甚高频地空通信系统、语音交换系统、通信资源接入、组网中的发展和应用，希望对其他空管人员有理论价值。

【关键词】民航空管；甚高频地空通信系统与语音交换系统；VoIP技术

1．加强VoIP技术在民航空管中应用的重要性

甚高频地空通信系统与语音交换系统是开展民航空管工作的基础。只有高度重视这一系统的发展，才能进一步提升空管工作的质量，从而使航班安全得到保障。以往的甚高频地空通信与语音交换系统在数据传输、资源共享、通信等多个方面，都存在效率不足的现象，不利于飞机飞行员及时接收指令。一旦飞行员未能及时接收到民航管理员的指令，就无法获得各类飞行器在空域中的情况，令空中事故的发生几率增加。为保证航班安全，必须让甚高频地空通信与语音交换系统、VoIP技术协同发展，加强VoIP技术在空管工作中的应用[1]。

2．VoIP技术的原理及优势

2.1 VoIP技术的基本原理

    VoIP技术是基于IP技术发展而来的数据传输技术，其可将模拟的声音进行数字化，在完成相应的加工后，通过数据包将模拟语音信号和可视化信号在IP网络中实时传输。在进行数据传输的过程中，首先要将模拟信号通过采集、保持、量化和编码转化为数字信号。而在转化数字信号时，不仅要保证语音质量，也要让信源编码的比特率有一定下降。在进行编码时，则要从波形编码、参数编码及波形编码中选择合适的编码方式，以免解码后的数据质量不高。其次，要将原始数据转化为IP数据。而在打包网络协议时，为避免数据传输的延迟，应关注数据的分组化，并采用传输控制技术。再次，需利用分组交换技术，将IP数据从源地址发送至目标地址。然后，去除数据包IP头部，并对数据进行重新组合。最后，对数据包进行解码，将语音数据转化为模拟语音信号[2]。

2.2 VoIP技术的优势

2.2.1资费低廉

传统的地空通信需消耗一定的资金，当地空通信量处于较大的状态时，消耗的资金也较多。而VoIP是在互联网的基础上发展的应用，在大多数时间，利用其进行通信都无需消耗资金。另外，如民航空管人员对语音质量有较高的要求，还可通过建设专用的IP网的方式提升语音质量。

2.2.2可传输多种类型的数据

以往的地空通信系统难以传输多种数据，而与VoIP技术结合后，即可传输语音、视频等多种数据。此外，其不限制数据传输时间，空管人员可随时进行数据传输，保证空管指令的时效性。

2.2.3设备维护较为简单

传统的地空通信系统需要各级程控交换设备的参与，因此，需要将较多人力资源和金钱投入到设备维护中，设备的维护难度和成本相对较高。而利用VoIP技术进行地空通信，则只需开通网络服务器，降低了设备维护的难度及成本[3]。

3．甚高频地空通信系统与语音交换系统的协同VoIP发展和应用

3.1 VoIP技术在甚高频地空通信系统中的发展及应用

VoIP是基于IP分组化网络的数字语音通信，对带宽的利用率相对较高。因此，在利用VoIP提升地空通信效率和质量的过程中，需结合民航机场地空通信的具体情况，以最大程度发挥VoIP的优势。

目前，部分民航空管人员所使用的甚高频收发信设备并不具备VoIP性能，因而需对甚高频地空通信系统进行相应的改进，以达成通信系统VoIP的目标。通常而言，甚高频收发信设备所传输的信号是语音信号，而在多数情况下，此类信号会介入到固定带宽的模拟信号。IP分组网络中的信号是数字信号，想要让语音信号在IP分组网络中传输，必须通过话音适配设备将模拟信号转化为数字信号，再让甚高频收发信设备利用IP分组网络将数字信号传输至终端地址[4]。

在事故调查及追责工作中，调阅通话录音是必不可少的内容。所以，不仅要将VoIP技术用于数据传输，而且需利用其进行录音保留。空管人员可利用IP分组网络的传输特点，通过已接入网络的PC机录制通话内容。将VoIP技术用于记录通话内容，不但可有效保存通话录音，而且可做到让其他人员远程重放录音内容。

3.2 VoIP技术在空管语音交换系统中的发展及应用

空管语音交换系统接入了多种无线通信资源和有线通信资源，空管人员可根据自身通信需要及管制范围获取通信资源，以进行地空通信或地地通信。传统空管语音交换系统的运行通常依靠多路复用技术和脉冲编码调制技术，在地空通信已发生了较大改变的情况下，民航空管部门应采用IP分组网络及相关技术，探索如何充分发挥其在空管语音交换中的作用，以便提升地空通信和地地通信的安全性、可靠性。

目前，EUROCAE、ICAO已确立了基于IP语音的空中管制标准，为其他地区制定相应的空中管制标准提供了参考。EUROCAE67工作组明确了ATM VoIP系统的操作要求及相应的技术标准，而ICAO则在EUROCAE的基础上，进一步明确ATM VoIP系统的操作要求和技术标准，并对ATM VoIP系统的组件和兼容性进行了规定[5]。

和基于多路复用技术和脉冲编码调制技术的语音通信相比，基于IP分组网络的VoIP语音通信，具有这四个优点：一是话音质量较高。VoIP语音通信可得到QOS服务质量保障技术的支持，从而能对网络资源进行有效控制，避免网络堵塞，且可为特定用户提供较大的带宽，保证特定用户的通信质量；二是通信网络的安全性相对较强。空管部门可利用IP分组网络的特性构建局域网，避免外部网络接入通信网络，消除了网络攻击对空管通信网络的影响；三是降低空管语音交换系统的维护成本。空管部门可利用IP分组网络将多个骨干网络整合为一体，从而减少对网络维护的投入；四是IP分组网络可提供固有路由，减少了网络链接问题对通信的不良影响，并可让通信链路得以在较短时间内恢复[6]。

3.3 VoIP技术在通信资源接入中的应用

在将VoIP技术和甚高频通信与语音交换系统结合后，资源接入模式必定会发生变化，相关人员应关注资源接入模式的变化情况，然后根据具体情况增设合适的设备，以保证资源接入和分配的顺畅性。在正常情况，空管工作中的通信资源包括无线通信、电话通信、录音、系统监控等。VoIP电台可与IP分组网络直接连接，而模拟电台则需利用网关设备才可与IP分组网络相连。若条件允许，可更换模拟电台，相关人员应将模拟电台更换为VoIP电台，可保证数据得以快速传输。

3.4 VoIP技术在组网中的应用

为了甚高频地空通信系统和语音交换系统以及其他语音交换系统顺利组网，并保证各个系统间的互通性，应采用ED137、ED138等协议。如不采用ED137等协议，不同的语音交换系统之间将无法互通，空管人员不能将紧急数据告知其他部门，从而增加了空中事故的发生概率，威胁到飞行员、乘务人员及诸多乘客的安全[7]。

小结

在民航空管工作中发展并应用VoIP技术，有利于充分提升地空之间的通信质量，进而完善民航空管工作，减少因交流不畅而带来的问题。VoIP技术属于发展时间相对短暂的技术，因此，其在民航空管工作中的应用时间也较短。为进一步发展并应用这一技术，各地民航空管部门应加强对这一技术的研究，探索如何将这一技术和当前的地空通信与语音交换系统相结合，在发挥这一技术优势的同时，规避其缺陷。

【参考文献】

[1]马凯.VoIP在空管通信设备中的应用分析[J].指挥信息系统与技术,2020,11(04):100-104.

[2]陈彦希.VoIP语音技术在空管语音传输中的应用[J].现代制造技术与装备,2018(04):175-176.

[3]周阳.VoIP技术在甚高频地空通信系统中的应用研究[J].科学技术创新,2020(34):81-82.

[4]徐政宁.论VoIP技术在甚高频地空通信系统中的应用[J].通讯世界,2019,26(04):96-97.

[5]刘林.浅谈VoIP应用于民航VHF网络中的发展与作用[J].中国新通信,2018,20(10):112.

[6]潘蒙.VoIP技术在民航VHF通信中的优势及发展[J].通讯世界,2019,26(04):87-88.

[7]韩旭辰.基于VoIP技术的民航甚高频通信分析[J].电子制作,2021,No.428(18):72-74.