民航地空通信VoIP话音技术关键协议探索

作者：赵炳祥

来源：《中国新通信》 2018年第13期

【摘要】 在我国民航业发展迅猛的势头下，通信方式慢慢朝数字化发展。VoIP 话音技术具有系统延迟较小、话音通信的质量高，兼容性良好，且能借助IP 网络对数据信号和话音信号实施有效传输等优势，慢慢代替传统传输话音的TDM 技术，在民航地空通信系统中得到广泛应用。本文主要介绍VoIP 话音技术的内涵，并探索民航地空通信中VoIP 话音技术几种关键协议的应用。

【关键词】 民航 地空通信 VoIP 话音技术 关键协议

引言：在通信技术发展中，民航地空通信中交换话音的传统技术是TDM，但是其存在无法进行系统互联、话音服务不能新应用新业务融合、系统接口的数量受限等问题，满足不了民航通信的发展要求。为此，出现了以网络为基础的VoIP 话音技术，在民航地空通信中开始占据主流地位。

一、VoIP 技术内涵

VoIP 全称是Voice Internet Protocol，其基本工作原理是：在发送端借助语音压缩算法压缩与编码原始的语音数据，通过实时传输协议（RTP）、实时传输控制协议（RTCP）处理已经压缩完成的数据[1]。同时，借助TCP 或UDP 方式对语音数据实施分组打包，在IP 网络中传送。接收端在接收语音数据包后，依照时间顺序实施串接处理，同时解码和解压缩处理语音数据，得到原始的语音信号，达到借助IP 网络实时语音通信的目标。传统电话网在话音信号传输上往往采取电路交换方式，传输的话音固定带宽要达到每秒64kbit。不过VoIP 技术以IP 网络为基础，属于数字化和分组化传输技术，充分借助当前的IP 互联与Internet 环境，在Internet上传输视频、话音和数字业务，实现低价传输。VoIP 技术属于实时业务，在时延和时序上有严格的要求，做采用的技术主要有：网络传输、QOS 保障、实时传输、媒体编码和控制信令等技术。VoIP 话音技术主要的网络架构包括：物理层、数据链路层、网络层、传输层和会话层，其中物理层和数据链路层是多种IP 传输的标准接口，网络层就是指IP 网络环境，传输层主要是运行TCP 与UDP，而会话层则是运行VoIP 技术中的关键技术，比如SIP、RTCP 等。在民航地空通信中，借助VoIP 技术实施语音通信的协议主要有:SIP（会话发起协议）、RTP（实时传输协议）、R2S（实时会话管理协议）、RTCP（实时传输控制协议）等。

二、民航地空通信VoIP 话音技术的关键协议

2.1 会话发起协议SIP

会话发起协议控制信令的协议，主要功能是发起、中止和修改对话，借助这一协议构建呼叫方与被叫方传输通信的有效路径。建立通话的方式主要是：点对点会话和借助代理服务器建立对话。会话发起协议消息主要通过文本方式进行编码，分为请求消息与回应消息。请求与回应消息所采用的格式通常是起始行、消息体和若干消息头组成。通常情况下，起始行是状态行或请求行，在会话发起协议中请求消息所用的起始行为请求行，而回应消息所用起始行为状态行。请求消息头需要包含至少六个头字段，作为会话发起协议构建的基本单位。通常情况下，所用消息体是会话描述协议[2]。在会话发起协议中，请求消息为客户端按照特定操作给服务器发送会话发起协议消息，而回应消息则是对请求消息做出回应，显示呼叫失败或成功的状态。

请求消息与回应消息都有会话发起协议的头字段与消息字段。在区分回应消息时，主要利用有三位整数的状态码，状态码第一位对回应类型进行定义，其余两位详细说明回应，第一位数字是1 代表临时回应，请求信息已接收，正在处理中；第一位数字是2 代表成功回应，已经接收、处理和接受请求信息；第一位数字是3代表重定向回应，请求信息已经完成，需要后续行动；第一位数字是4 代表客户机出现错误，请求信息内有语法错误或处理请求信息；第一位数字是5 代表服务器出现错误，会话发起协议服务器发生故障，无法处理请求消息；第一位数字是6 代表全局故障，在所有会话发起协议服务器中都不能实现请求。

2.2 传输控制协议RTCP

传输控制协议的功能主要是监视和反馈服务质量，同步媒体，并标识多播组成员。在实时传输协议会话中，各个参与者对传输控制协议包实现周期传送。传输控制协议包内已经发送和找不到的数据包数量等资料[3]。所以，各个参与者能借助资料对传输速率进行动态化改变，甚至能将载荷类型改变。配合使用实时传输协议和传输控制协议，能以最小开销与有效反馈达到最好的传输效率，所以适合对网上实时数据进行传送。

2.3 实时传输协议RTP

民航地空通信的话音在编码后以数据包形式传输到实时传输协议的通信模块，通信模块是实时传输协议的有效荷载，依照上层应用参数添加实时传输协议的报头，组成RTP 报文发送出去。

结语：我国民航业现在正在迅猛发展时期，地空通信也不断加以完善，以适应新时期的通信需求，为人们提供更好的服务。VoIP 话音技术关键协议对民航地空通信系统有重要价值，需要加大探索和研究力度。