路由器承载民航甚高频话音技术应用浅析Evaluation of VHF Voice Application in Routers

路由器承载民航甚高频话音技术应用浅析Evaluation of VHF Voice Application in Routers

李上

民航内蒙古空管分局技术保障部通信网络室

摘要：本文介绍了路由器设备承载甚高频的技术手段和配置方式，并对民航甚高频信号传输的实际应用中，存在的传输系统多路并线的情况，进行针对性的分组测试，通过测试结果验证路由器承载甚高频话音时多系统并线传输的可行性和问题。

关键字：民航，VHF、路由器，音频、多路传输

引言

随着网络技术的蓬勃发展，以IP技术为基础的传送网络占据的比重越来越大。民航空管系统用E1设备传输甚高频信号的传统方式虽有更小的时延及更稳定的带宽保证，但E1专线高昂的租赁费用和随着运营商传送设备快速更新换代而快速淘汰的E1设备均成为了以E1专线为骨干的甚高频传输网络建设的瓶颈。随着数通设备的不断迭代更新，使用路由器承载话音，不仅能使设备选择多样化，还可以更好的兼容IP中继。本文介绍了路由器承载民航甚高频话音的技术手段及在实际应用中易产生的问题和相关测试情。

1 路由器承载甚高频话音的技术简介

在目前的常用路由器设备中，本文以华为AR3260路由器为例。甚高频业务是通过MPLS LDP LSP隧道进行数据传递，但是LDP LSP标签转发路径也是依从底层IS-IS协议计算出的最优路由而产生的，且IS-IS协议采用的是SPF（shortest path first,最短路径优先）算法来计算本节点到所有节点的最短路径，因此节点只会选择最短的路径作为最优的路由，而不考虑带宽等因素。但是这样的选路方式很容易出现承载网络的业务流量均集中于最短路径致该链路拥塞，进而发生核心业务传输延时大或丢包情况，从而影响各业务的正常使用。同时一旦此路径因端口、设备或中间链路故障导致整个路径无法使用时，此时影响范围将会覆盖网内的多个核心业务。因此为了避免流量集中对网络可靠性造成的不良影响，故应用MPLS TE流量工程。

MPLS流量工程在建立基于一定约束条件的TE LSP隧道，并将流量引入到这些隧道进行转发的基础上，可实现网络流量按照指定路径传输的目的，进而完成对整网资源的合理调配和利用。同时MPLS TE还具有丰富的可靠性技术，可应用BFD for CR-LSP机制且配置CR-LSP路径备份以完成对TDM网中故障的快速检测并迅速触发流量保护，以满足TDM网对可靠性的高要求。

2 路由器承载甚高频话音配置简介

2.1 路由器承载甚高频业务配置逻辑

如图2-1所示为路由器承载甚高频业务的配置逻辑框图。物理层和数据链路层这里不再详述。网络层ISIS协议作为底层路由支持，底层隧道使用MPLS LDP标签交换隧道作为数据快速转发通道，上层隧道使用TE隧道技术对甚高频业务流量进行路径规划，两端边缘设备使用PW虚电路技术承载点对点甚高频业务并进行业务端口绑定。以上就是路由器承载甚高频业务所需要的技术及配置逻辑关系。

图2-1 路由器承载甚高频业务的配置逻辑

由于在相关的配置中，其他配置较为简单，此处不再赘述，重点介绍MPLS和TE技术的配置介绍。如图2-2所示为搭建的路由器承载甚高频业务的测试平台，由三台路由器组成，分别作为边缘设备和核心交换设备，其中核心交换设备为正常的路由器，两台边缘设备为空管特性设备，支持E&M五类信令和话音接入。

图2-2 路由器承载甚高频话音测试拓扑

2.2 甚高频的MPLS LDP隧道配置

MPLS LDP隧道作为底层隧道，作用一是进行快速的数据转发，二是承载上层的TE隧道。MPLS  LDP需要分别在局端和远端的边缘设备以及核心交换设备上进行配置。

MPLS LDP的配置主要分为全局配置和端口配置，需要在三台设备上和所有IP端口（图2-2中G口）开启MPLS使能和MPLS LDP使能。

2.3 甚高频的MPLS  PW虚电路配置

PW虚电路主要用于承载甚高频业务，是一种需要MPLS协议支持的二层VPN技术，PW虚电路只需要在两端的边缘设备上配置。

首先需要在边缘设备上全局使能MPLS L2VPN，其次需要分别配置MPLS PW模板。两台边缘设备的PW模板需要配置名称、与对端边缘设备建立LDP对等体、缓冲容量及TDM帧的封装数量，如图2-3所示。

图2-3 PW模板配置

其次需要在业务端口（图2-2中S口）绑定各自路由器配置的PW模板，如图2-4所示。需要注意的是在业务端口绑定PW模板时，两端绑定的号码需要配置为一样的数，如图2-4中的999所示，若不同则两台边缘设备的PW模板将不能对应。

图2-4 业务端口绑定PW模板配置

2.4 TE隧道的配置

TE隧道作为引导业务流量按照规划进行传输的隧道，需要在全局MPLS下使能MPLS RSVP-TE和MPLS CSPF TE。

其次需要配置显示路径，显示路径是对TE隧道的路径规划，需要注意显示路径的配置需要精确的下一跳地址，如图2-5所示。

图2-5 显示路径配置

然后需要开启Tunnel隧道，分别进行TE隧道和隧道策略的配置。在Tunnel配置中要配置主用和备用的显示路径，备用路径要设置为热备份。此处还需要配置Tunnel id号，两端Tunnel隧道的id号也需要进行对应，如图2-6中666所示。

图2-6 TE隧道及策略配置

最后将策略也绑定至业务端口，如图2-4中“tunnel-policy 3.3.3.3”所示。以上便是TE隧道的整体配置。

3 多系统并联平台的搭建和测试

3.1多系统并联平台搭建介绍

为了保证信号的稳定运行需要增加传输路由的冗余性，在实际信号传输过程中往往会使用多套复用系统并线同时传输的情况。通过计算可以得出，模拟音频通过分配线架并线会对音频产生衰减。普通的配线架每多并线一路会产生3.5dB的衰减，但在甚高频话音传输应用中，为了甚高频电台输出信号能够与后级阻抗匹配达到最大输出功率，一般会使用专用的音频分配器进行话音的一分多。这样的音频分配器会获得最大的输出功率但音频衰减较大，本次也是实际对比多系统并线和不并线搭建及针对不同等级音频的收发衰减测试。

如图3-1所示为使用华为AR3260路由器、讯风PCM、银讯PCM三套传输系统与甚高频电台组成的测试平台。其中AR3260路由器网络按章节2的内容配置，讯风PCM和银讯PCM系统均组成点对点的网络，三套传输系统的音频通过音频分配器和甚高频电台连接，信令线通过普通的音频配线架并线。

使用两台综测仪分别在AR3260路由器传输系统的两端分别进行收发音频测试，发射音频分别为0、-3、-10、-15、-20dBm五个不通等级的音频信号来进行测试。

图3-1 多系统并联测试平台拓扑

3.2 实际测试情况汇总

首先单独对AR3260搭建的系统进行音频测试，需要注意的是从局端发远端收时，由于有甚高频电台作为负载，所以不需要并联600Ω电阻，而从远端发局端收时，需要并接600Ω电阻来模拟负载，测试结果如表3-1所示。由表中可得在整个AR3260系统在不特定配置的情况下，没有音频增益。

表3-1 AR3260传输系统单独测试结果

其次将AR3260传输系统与讯风PCM、银讯PCM传输系统通过音频分配器进行并线测试，测试方法与单独测试时相同，结果如表3-2所示。由表中可得在三套传输系统并线连接后，音频失真度较好，但在每个音频等级衰减均达到了8dB左右，所以针对使用音频分配器的多路由传输系统应在音频增加适当的增益，根据实际的使用情况，一般传输系统总增益增加6dBm较为合适。

表3-2 AR3260与讯风和银讯PCM并线测试结果

4 结束语

在路由器承载民航甚高频话音的应用中，还存在一些问题。例如：在使用TE隧道技术时，在配置了Tunnel主备显示路径的隧道进行业务切换时，偶尔会发生路径切换时间不稳定的情况；在PW虚电路中配置了主备虚电路时，偶尔会造成电台长发射的问题；还有路由器并没有类似与PCM复用设备的关于二层帧的各类对数据质量的告警，如帧丢失、复帧丢失告警等，不利于在话音质量较差时判断故障点。作者抛砖引玉，对民航甚高频信号传输由传统复用设备向IP类设备切换做出分享和研究，以供业内各位同仁参考。

参考文献：

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