CN205566359U - 甚高频地空通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种甚高频地空通信系统，包括：多个甚高频收发信机，第一VoIP网关设备，IP网络传输设备和内话系统；其中，所述内话系统包括VoIP交换机和管制席位终端；所述甚高频收发信机沿飞行航线布置，并通过所述第一VoIP网关设备与所述IP网络传输设备相连接；所述IP网络传输设备与所述内话系统的VoIP交换机相连接；所述内话系统设于机场的机房内，所述内话系统的VoIP交换机与管制席位终端相连接。

Description

甚高频地空通信系统

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，特别是涉及一种甚高频地空通信系统。

背景技术

民航甚高频地空通信地面系统，包括甚高频收发信机部分(通信频率范围为118.0MHz～136.975MHz)、信号传输部分、终端部分和监控终端，主要用于空中交通管制业务，包括：对民用航空器实施机场场面管制通信、飞行的各个阶段的空中交通管制通信，提供机场终端区情报和航空气象信息的广播通信，应急情况下的特殊通信和对航空公司运行控制等。

现用的甚高频地空通信系统，采用的是TDM(Time Divided Mode，时分复用模式)的数字音频，加之民航空管系统广泛采用PCM(Pulse Code Modulation，脉冲编码调制)数字复用器进行语音信号(以及监控信号)传输，且传输的是模拟语音信号，每一路话音都要占用64kbit/s的带宽，因此带宽利用率很低，极大限制话音信号的传输容量。

终端部分包括音频遥控器、比选器、内话系统和录音系统等，其中主要部件是内话系统。内话系统实现地对空的甚高频通信和地面平面通信(管制电话、差转台和对讲机)的语音综合调度功能，基于TDM的数字音频的内话系统采用中心交换控制模式进行语音综合调度，所有收发信机和席位终端(管制员的直接操作终端)的语音信号都接入内话系统主机，主机的结构一般包括无线板、内线板、外线板、席位板、交换板、语音板、监控板等，语音交换的过程是基于电路交换技术，结构复杂、成本高。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术结构复杂、成本高的问题，提供一种甚高频地空通信系统。

一种甚高频地空通信系统，包括：

多个甚高频收发信机，第一VoIP网关设备，IP网络传输设备和内话系统；其中，所述内话系统包括VoIP交换机和管制席位终端；

所述甚高频收发信机沿飞行航线布置，并通过所述第一VoIP网关设备与所述IP网络传输设备相连接；

所述IP网络传输设备与所述内话系统的VoIP交换机相连接；

所述内话系统设于机场的机房内，所述内话系统的VoIP交换机与管制席位终端相连接；

所述甚高频收发信机从飞行航线上的飞机接收到的信号通过所述第一VoIP网关设备、IP网络传输设备和内话系统的交换机转发给管制席位终端，所述管制席位终端发送的第一控制信号经所述交换机、IP网络传输设备、第一VoIP网关设备和所述甚高频收发信机发送给飞行航线上的飞机。

上述甚高频地空通信系统，内话系统的语音综合调度使用一台交换机代替复杂的内话系统主机，降低了内话系统结构复杂度，节约了硬件成本，甚高频收发信机通过IP地址寻址，内话系统可实现对每个甚高频收发信机的控制，可提高网络资源的带宽利用率和传输容量，本系统管制席位终端与甚高频收发信机直接通信，无中心交换单元，单点故障不影响系统其他部分正常工作。

附图说明

图1为甚高频地空通信系统的结构示意图；

图2为甚高频收发信机的结构示意图；

图3为管制席位终端的结构示意图；

图4为遥控器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行描述。

图1为一个实施例的甚高频地空通信系统的结构示意图。如图1所示，本实用新型的甚高频地空通信系统可包括：

多个甚高频收发信机10，第一VoIP网关设备20，IP网络传输设备30和内话系统40；其中，所述内话系统40包括VoIP交换机401和管制席位终端402；

所述甚高频收发信机10沿飞行航线布置，并通过所述第一VoIP网关设备20与所述IP网络传输设备30相连接；

所述IP网络传输设备30与所述内话系统40的VoIP交换机401相连接；

所述内话系统40设于机场的机房内，所述内话系统40的VoIP交换机401与管制席位终端402相连接；

所述甚高频收发信机10从飞行航线上的飞机接收到的信号通过所述第一VoIP网关设备20、IP网络传输设备30和内话系统40的交换机401转发给管制席位终端402，所述管制席位终端402发送的第一控制信号经所述交换机、IP网络传输设备30、第一VoIP网关设备和所述甚高频收发信机10发送给飞行航线上的飞机。

同一个台站的多部甚高频收发信机可接入一个或多个VoIP交换机。所述IP网络传输设备可以是路由器或网络交换机。所述IP网络传输设备的数量可大于1，路由装置的数量可由收发信机规模而定。所述IP网络传输设备可包括第一IP网络传输设备和第二IP网络传输设备；所述第一IP网络传输设备与所述甚高频收发信机和第二IP网络传输设备相连接，所述第二IP网络传输设备与所述内话系统相连接。具体使用何种连接可根据传输距离的远近和带宽需求确定。使用VoIP交换机、路由器等取代现有的适用TDM交换的中继电路、传输和接入设备，可提高网络资源的带宽利用率和传输容量。

在一个实施例中，所述甚高频地空通信系统还可包括内线电话、外线电话和第二VoIP网关设备；所述内线电话与所述VoIP交换机相连接；所述外线电话通过所述第二VoIP网关设备与所述VoIP交换机相连接。

在一个实施例中，所述甚高频地空通信系统还可包括控制终端和第三IP网络传输设备；所述控制终端通过所述第三IP网络传输设备与所述第一IP网络传输设备和第二IP网络传输设备相连接。

所述甚高频收发信机的具体结构如图2所示，可包括：

信号发射装置和信号接收装置；

所述信号发射装置和信号接收装置集成在一块面板中；

所述信号发射装置包括依次连接的第一音频处理装置、第一控制单元和第一信道单元，所述第一音频处理装置和第一控制单元通过所述第一VoIP网关设备与IP网络传输设备相连接，所述第一信道单元与飞行航线上的飞机的通信设备相连接；

所述信号接收装置包括依次连接的第二音频处理装置、第二控制单元和第二信道单元，所述第二音频处理装置和第二控制单元通过所述第一VoIP网关设备与IP网络传输设备相连接，所述第二信道单元与飞行航线上的飞机的通信设备相连接；

所述第一控制单元控制第一音频处理装置对从第一VoIP网关设备接收到的第一控制信号进行音频处理，并将处理后的第一控制信号通过第一信道单元发送到飞行航线上的飞机；

所述第二控制单元控制第二音频处理单元对从第二信道单元接收的飞行状态信号进行音频处理，并将处理后的飞行状态信号通过第一VoIP网关设备发送到IP网络传输设备。

在本实施例中，接收信号时，甚高频收发信机可在第二控制单元的控制下，从第二信道单元接收音频数据(第一控制信号)，通过第二音频处理装置将模拟语音信号更改为IP数据语音信号，然后通过第一VoIP网关设备与IP网络传输设备进行数据传输，由于语音信号是模拟信号，并且具有实时性等特点，甚高频收发信机可根据VoIP原理将模拟信号经过采样、量化转换成数字信号，数字信号可经过IP协议封装转换成IP分组数据然后在IP网络中传输。同理，发射信号时，所述甚高频收发信机可在第一控制单元的控制下，从第一VoIP网关设备获取数据语音信号，通过第一音频处理装置将IP数据语音更改为模拟语音信号，基本过程是剥离IP报头并重组得到数字语音信号，然后将数字语音信号转换成模拟语音信号输出。最后模拟语音信号通过第一信道单元处理发送到飞机上的通信设备。

在一个实施例中，所述管制席位终端的结构如图3所示，可包括：

图形处理接口、第三控制装置、第三音频处理装置和第三VoIP网关设备；

所述图形处理接口、第三控制装置和第三VoIP网关设备依次连接，所述第三音频处理装置与所述第三控制装置和第三VoIP网关设备相连接，所述第三VoIP网关设备与所述交换机相连接。

所述管制席位终端可在第三控制装置的控制下，通过第三VoIP网关设备与交换机进行数据通信，进而通过路由装置将通信相关的数据发送到甚高频收发信机，或从甚高频收发信机接收通信相关的数据，从而实现对甚高频收发信机的控制。

在一个实施例中，所述甚高频地空通信系统还可包括遥控器；所述遥控器与所述第一VoIP网关设备相连接；所述遥控器可通过第一VoIP网关设备将第二控制信号发送给甚高频收发信机，由所述甚高频收发信将所述第二控制信号发送给飞行航线上的飞机。如图4所示，所述遥控器可包括：

第四音频处理装置、第四控制单元和第四VoIP网关设备；

所述第四音频处理装置与第四控制单元和第四VoIP网关设备相连接，所述第四控制单元与第四VoIP网关设备相连接，所述第四VoIP网关设备与所述甚高频收发信机相连接。

所述遥控器可在第四控制装置的控制下，通过第四VoIP网关设备与交换机进行数据通信，进而通过路由装置将通信相关的数据发送到甚高频收发信机，或从甚高频收发信机接收通信相关的数据，从而实现对甚高频收发信机的控制。

在一个实施例中，所述甚高频地空通信系统还可包括监控装置，所述监控装置可与路由装置相连接。

上述甚高频地空通信系统具有以下优点：

(1)本系统可降低系统成本。

(2)本系统可提高网络资源的带宽利用率和传输容量。

(3)甚高频收发信机通过IP地址寻址，终端部分可实现对每个甚高频收发信机的控制。

(4)本系统席位终端与甚高频收发信机直接通信，无中心交换单元，单点故障不影响系统其他部分正常工作。

(5)系统基于IP分组交换架构，容量等于可分配的IP地址数量，IPv4标准下的可分配数已远大于民航的需求数，若升级为IPv6标准容量更大；并且在此基础上增加新的应用十分方便，为系统提供更加灵活多样的服务。

(6)监控终端使用基于IP协议的监控管理协议进行监控，同时充分利用了IP传输网络。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本实用新型的甚高频地空通信系统可以提供多种应用方式。下面结合本实用新型的实施例对其中几种应用方式进行描述。

应用实施例一：

在本应用实施例中，VoIP功能的信令技术使用SIP协议(SIP会话发起协议：一种基于IP网络的呼叫控制协议)，实时传输技术使用RTP传输协议，编码技术使用G系列编码，应用系统基于全部设备都支持VoIP功能。

系统建设步骤可包括：

步骤1：台站分布在飞行航线上，安装具备VoIP功能的甚高频收发信机，同一个台站的多部收发信机可接入一个或多个网络交换机(本实施例规划的网络地址在同一个B类IP地址子网内，故可使用网络交换机，数量由收发信机规模而定)，然后通过交换机连接到传输部分。

步骤2：传输部分(台站到内话系统的传输网络，即路由器之间的IP分组网络)可使用光纤传输，两端接口与路由器(或交换机)相连。

步骤3：监控终端可使用基于IP传输网络的监控协议简单网络管理协议(SNMP协议)进行监控。

步骤4：终端部分的内话系统不设系统主机，VoIP席位终端直接与传输部分的接入点(图1中的VoIP交换机)相连接，交换机再与传输部分连接。通过在管制席位终端中配置需要连接的收发信机呼叫地址(地址格式根据使用的呼叫协议而不同，但最终将转换为IP地址寻址)与收发信机通信，一个席位终端可以连接多个甚高频收发信机，管制席位终端的数量可按需配置；管制电话使用VoIP电话，外线电话(即市话或长途电话)通过VoIP网关设备相连。

通信步骤可包括：

步骤1：席位终端可使用SIP协议与甚高频收发信机建立起语音通路。

步骤2：当有语音需要传输时，模拟语音信号可经过语音编解码转换成数据语音信号，然后可使用RTP实时传输协议进行语音数字信号的传输，对甚高频收发信机的键控信号可包含在每一个语音数据包的RTP扩展头中，保证键控信号与语音信号同步。

步骤3：内话系统的席位管制电话可使用VoIP电话，可像固定电话一样通过拨号进行通信。管制员呼叫外线电话可通过VoIP网关设备进行呼叫通信。该VoIP网关设备的主要功能是将VoIP系统中的呼叫控制协议转换成固定电话系统的7号信令控制协议，同时语音信号上进行数字信号和模拟信号的转换，反向过程为将7号信令控制协议转换成VoIP系统中的呼叫控制协议，模拟语音信号转换成数字语音信号。在本实施例中为将VoIP系统中的SIP协议电话地址与固定电话系统中的电话地址做了映射关系。

技术效果如下：

1)系统是一个IP网络系统，可使用通用的网络设备(网络交换机、光纤传输)，降低系统成本。

2)相比现有的系统采用时分复用多址方式的E1通道传输语音，每一路话音都要占用64kbit/s的带宽，一路E1线路最高为2.048Mbit/s，本系统使用IP分组网络传输，提高了网络资源利用率和传输容量。

3)内话系统是无中心交换设备，单点故障不影响系统其它部分的正常工作。

4)甚高频收发信机通过IP地址寻址，终端部分可实现对每个甚高频收发信机的控制。

5)系统基于IP分组交换架构，在此基础上增加新的应用十分方便，为系统提供更加灵活多样的服务。

6)监控终端使用基于IP协议的监控管理协议进行监控，相比通过串口进行监控更高效，同时充分利用了IP传输网络。

应用实施例二：

应用实施例二在应用实施例一的基础上增加了一个服务器，该服务器的功能是对管制席位终端、甚高频收发信机和VoIP电话的呼叫进行集中监控和管理。监控功能是指服务器可以监视终端设备的在线与否，管理功能是指服务器可以设置终端设备的呼叫优先级、呼叫权限和接入权限等。

建设步骤可包括：

步骤1：在内话系的交换机内增加一个SIP代理服务器。

步骤2：其他建设步骤与应用实施例一相同。

通信步骤可包括：

步骤1：在SIP服务器中配置好呼叫号码和呼叫规则。

步骤2：系统中的所有管制席位终端、甚高频收发信机和VoIP电话，以及电话网关和电台网关可向服务器注册信息，服务器对其分配号码；

步骤3：管制席位终端呼叫收发信机可通过服务器转发进行呼叫，若管制席位终端或者甚高频收发信机两者都在服务器中进行了注册，则服务器可转发该呼叫，否则服务器拒绝该呼叫。

步骤4：与应用实施例一的步骤2相同；

步骤5：与应用实施例一的步骤3相同。

技术效果如下：

1)代理服务器可使用双备份，保证系统可靠运行；

2)使用代理服务器可对甚高频收发信机和管制席位终端进行方便有效管理；

3)每个区管设置独立服务器对区内甚高频收发信机进行管理，区管之间通过服务器进行呼叫通信，服务器可对会话进行鉴权管理，拒绝非法的呼叫保证系统更安全。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种甚高频地空通信系统，其特征在于，包括：

多个甚高频收发信机，第一VoIP网关设备，IP网络传输设备和内话系统；其中，所述内话系统包括VoIP交换机和管制席位终端；

所述甚高频收发信机沿飞行航线布置，并通过所述第一VoIP网关设备与所述IP网络传输设备相连接；

所述IP网络传输设备与所述内话系统的VoIP交换机相连接；

所述内话系统设于机场的机房内，所述内话系统的VoIP交换机与管制席位终端相连接；

所述甚高频收发信机从飞行航线上的飞机接收到的信号通过所述第一VoIP网关设备、IP网络传输设备和内话系统的交换机转发给管制席位终端，所述管制席位终端发送的第一控制信号经所述交换机、IP网络传输设备、第一VoIP网关设备和所述甚高频收发信机发送给飞行航线上的飞机。

2.根据权利要求1所述的甚高频地空通信系统，其特征在于，所述IP网络传输设备为路由器或网络交换机。

3.根据权利要求1或2任意一项所述的甚高频地空通信系统，其特征在于，所述IP网络传输设备包括：

第一IP网络传输设备和第二IP网络传输设备；

所述第一IP网络传输设备与所述甚高频收发信机和第二IP网络传输设备相连接，所述第二IP网络传输设备与所述内话系统相连接。

4.根据权利要求3所述的甚高频地空通信系统，其特征在于，所述第一IP网络传输设备和第二IP网络传输设备通过同轴电缆或光纤相连接。

5.根据权利要求1所述的甚高频地空通信系统，其特征在于，还包括：

内线电话、外线电话和第二VoIP网关设备；

所述内线电话与所述VoIP交换机相连接；

所述外线电话通过所述第二VoIP网关设备与所述VoIP交换机相连接。

6.根据权利要求3所述的甚高频地空通信系统，其特征在于，还包括：

控制终端和第三IP网络传输设备；

所述控制终端通过所述第三IP网络传输设备与所述第一IP网络传输设备和第二IP网络传输设备相连接。

7.根据权利要求1所述的甚高频地空通信系统，其特征在于，还包括：

遥控器；

所述遥控器与所述第一VoIP网关设备相连接；

所述遥控器通过第一VoIP网关设备将第二控制信号发送给甚高频收发信机，由所述甚高频收发信将所述第二控制信号发送给飞行航线上的飞机。

8.根据权利要求1所述的甚高频地空通信系统，其特征在于，所述甚高频收发信机包括：

信号发射装置和信号接收装置；

所述信号发射装置和信号接收装置集成在一块面板中；

所述信号发射装置包括依次连接的第一音频处理装置、第一控制单元和第一信道单元，所述第一音频处理装置和第一控制单元通过所述第一VoIP网关设备与IP网络传输设备相连接，所述第一信道单元与飞行航线上的飞机的通信设备相连接；

所述信号接收装置包括依次连接的第二音频处理装置、第二控制单元和第二信道单元，所述第二音频处理装置和第二控制单元通过所述第一VoIP网关设备与IP网络传输设备相连接，所述第二信道单元与飞行航线上的飞机的通信设备相连接；

所述第一控制单元控制第一音频处理装置对从第一VoIP网关设备接收到的第一控制信号进行音频处理，并将处理后的第一控制信号通过第一信道单元发送到飞行航线上的飞机；

所述第二控制单元控制第二音频处理单元对从第二信道单元接收的飞行状态信号进行音频处理，并将处理后的飞行状态信号通过第一VoIP网关设备发送到IP网络传输设备。

9.根据权利要求1所述的甚高频地空通信系统，其特征在于，所述管制席位终端包括：

图形处理接口、第三控制装置、第三音频处理装置和第三VoIP网关设备；

所述图形处理接口、第三控制装置和第三VoIP网关设备依次连接，所述第三音频处理装置与所述第三控制装置和第三VoIP网关设备相连接，所述第三VoIP网关设备与所述交换机相连接。

10.根据权利要求7所述的甚高频地空通信系统，其特征在于，所述遥控器包括：

第四音频处理装置、第四控制单元和第四VoIP网关设备；

所述第四音频处理装置与第四控制单元和第四VoIP网关设备相连接，所述第四控制单元与第四VoIP网关设备相连接，所述第四VoIP网关设备与所述甚高频收发信机相连接。