軍網(wǎng)網(wǎng)絡電話應用可行性研究

徐 沫，王寬仁

(西安空軍工程大學電訊工程學院，陜西 西安 710077)

責任編輯:許 盈

0 引言

信息化網(wǎng)絡化戰(zhàn)爭中，戰(zhàn)場信息瞬息萬變，現(xiàn)代軍事信息呈現(xiàn)多樣化，其中包括語音、數(shù)據(jù)、命令及圖形圖像信息等。目前，信息的傳輸主要是按信息的不同分別組網(wǎng)傳輸，使用相應的終端設備，這種方案專業(yè)性強，保密性能高，但互通性較差，造成人力與財力資源的浪費。能否在個人PC的基礎上做少量的硬件開發(fā)，充分利用個人PC強大的運算、控制、處理及顯示功能，將其作為多功能數(shù)據(jù)終端，并借助現(xiàn)有超帶寬、大容量的光纖通信網(wǎng)將各種信息融合傳輸，實現(xiàn)多網(wǎng)合一，既提高信息傳輸?shù)男?，同時還可節(jié)約資源，這種設想的特點是功能強大，開發(fā)周期短，只要在安全性方面考慮周全，同樣具有很高的保密性。軍網(wǎng)網(wǎng)絡電話應用研究就是在這種設想的背景下提出的。

1 網(wǎng)絡電話技術概述

1.1 網(wǎng)絡電話技術原理概述

網(wǎng)絡電話通常稱為IP電話，是以IP為網(wǎng)絡層協(xié)議的計算機網(wǎng)絡中進行語音通信的系統(tǒng)，它采用的技術統(tǒng)稱為VoIP(Voice over IP)。網(wǎng)絡電話誕生于計算機電話集成(Computer Telephony Integration，CTI)技術，是 CTI技術發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是在CTI基礎上發(fā)展起來的一項將IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡與公用電話網(wǎng)絡(Public Switch Telephone Network，PSTN)無縫集成的新技術。目前所說的網(wǎng)絡電話是分組交換技術和PSTN網(wǎng)絡融合后的結果［1］。經(jīng)過十余年的發(fā)展，網(wǎng)絡電話技術已經(jīng)成功應用于金融行業(yè)、高速公路通信網(wǎng)、電力行業(yè)、勝利油田、機場調度、跨國公司以及校園等場合［2］。據(jù)報道，日本到2020年全國范圍內將實現(xiàn)電話IP化，但將網(wǎng)絡電話技術應用于軍網(wǎng)中目前還沒有相關的報道。

1.2 網(wǎng)絡電話系統(tǒng)組成

為了在IP網(wǎng)絡上傳輸語音信號，語音信號首先通過A/D設備采樣轉換為數(shù)字信號后，利用語音編碼器對數(shù)字語音信號進行編碼壓縮，壓縮后的語音數(shù)據(jù)經(jīng)過實時傳輸協(xié)議(Real－time Transmitter Protocol，RTP)、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(User Datagram Protocol，UDP)、IP協(xié)議層層打包后封裝成MAC幀，發(fā)送到IP網(wǎng)絡進行傳輸，接收方將收到的數(shù)據(jù)幀拆包、重組、解壓縮還原成語音數(shù)據(jù)，通過D/A設備還原成聲音信號并播放，從而實現(xiàn)IP網(wǎng)絡兩端的語音通信。語音信號在IP網(wǎng)絡上傳送的整個過程如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡電話傳輸?shù)幕具^程

2 軍網(wǎng)應用現(xiàn)狀

目前，軍隊信息化建設步伐日益加快，全軍構建了軍事信息網(wǎng)絡(簡稱軍網(wǎng))，遍布各軍區(qū)、各科研單位以及各院校，現(xiàn)階段軍事通信是多網(wǎng)并存，語音、數(shù)據(jù)、視頻獨立成網(wǎng)，各個網(wǎng)絡之間相互獨立。軍網(wǎng)應用現(xiàn)狀示意圖如圖2所示。

圖2 軍網(wǎng)應用現(xiàn)狀

現(xiàn)有軍網(wǎng)以光纖通信網(wǎng)作為主干網(wǎng)絡，其容量大、帶寬高甚至可以達到太赫茲，而目前應用效率極低。在軍事通信中，除軍網(wǎng)之外，還設有傳統(tǒng)的PSTN、戰(zhàn)場監(jiān)控網(wǎng)絡。在建設多個網(wǎng)絡過程中，需要分別投入資金進行布線。由于各個網(wǎng)絡所需技術、組網(wǎng)方式不同，這就需要不同技術的人員進行日常維護?；谏鲜隹紤]，多網(wǎng)并存勢必會花費更多的資源和人力，并且光纖通信網(wǎng)以及配備的軍網(wǎng)終端PC利用率不高。

3 軍網(wǎng)網(wǎng)絡電話的應用研究

結合軍網(wǎng)及網(wǎng)絡電話技術應用現(xiàn)狀，本文提出了一種軍網(wǎng)網(wǎng)絡電話應用方案，利用現(xiàn)有的容量大、保密性好的光纖網(wǎng)絡作為傳輸網(wǎng)絡，以具有強大數(shù)據(jù)處理的PC機作為軍網(wǎng)網(wǎng)絡終端，進行語音信息傳輸。網(wǎng)絡電話終端實現(xiàn)方案目前有3種:純軟件方案、“語音采集+PC”方案、獨立終端方案［3］。3種實現(xiàn)方案各有優(yōu)缺點，由于軍隊戰(zhàn)備工作的需要，軍網(wǎng)中的大多PC機晝夜運轉，而且軍網(wǎng)建設的起點高、容量大。連接用戶的路由器數(shù)目相對有限，綜合性保密性強，這就為實現(xiàn)高質量的語音通信提供了可靠的硬件平臺。為了充分利用這種有利條件及PC機強大的數(shù)據(jù)處理能力，第2種實現(xiàn)方案更加適用于軍網(wǎng)網(wǎng)絡電話終端。軍網(wǎng)網(wǎng)絡電話終端由用戶電路及語音信息處理、網(wǎng)絡接口和微機系統(tǒng)3部分組成，其組成框圖如圖3所示［4－5］。

圖3 軍網(wǎng)網(wǎng)絡電話終端系統(tǒng)組成框圖

本文提出的軍網(wǎng)網(wǎng)絡電話實現(xiàn)方案具有以下特點:

1)充分利用了現(xiàn)有大容量軍網(wǎng)網(wǎng)絡和強大數(shù)據(jù)處理能力的PC資源。軍網(wǎng)網(wǎng)絡電話終端是利用PC的PCI總線將軍網(wǎng)網(wǎng)絡電話話機采集的語音信號進行處理保證語音信息的質量，同時按照國際各種標準進行打包轉換成數(shù)據(jù)幀，通過網(wǎng)卡傳送到軍網(wǎng)網(wǎng)絡中去，在充分利用PC強大數(shù)據(jù)處理能力的同時也充分利用了軍網(wǎng)網(wǎng)絡的帶寬。

2)具有新興網(wǎng)絡電話的優(yōu)勢，是傳統(tǒng)電話無法相比的。電路交換電話一路語音信息消耗的帶寬為64 kbit/s，而網(wǎng)絡電話只需8～10 kbit/s，從而大大節(jié)省了帶寬。軍網(wǎng)網(wǎng)絡電話號碼與分配給PC的IP地址綁定，所以辦公室遷移時無需通過技術人員進行重新分配號碼，或者另外布線。

3)易于擴展，為實現(xiàn)“多網(wǎng)一體”提供了一個可靠、實用的開發(fā)平臺。軍事信息在新時期呈現(xiàn)多樣化，如語音、數(shù)據(jù)、視頻及戰(zhàn)場信息等，利用現(xiàn)有平臺傳輸視頻、戰(zhàn)場信息時只需對PCI數(shù)據(jù)采集卡進行擴展，而PCI的擴展簡便易行。這樣為將來實現(xiàn)軍隊“多網(wǎng)一體”提供了一個可靠、實用的開發(fā)平臺。

4 應用展望

本文提出的網(wǎng)絡電話技術應用在軍網(wǎng)中的解決方案，具有一定的實用價值，符合軍事通信發(fā)展需要，其應用前景如圖4所示。在未來的發(fā)展中，可以將現(xiàn)有軍網(wǎng)(光纖網(wǎng))作為主干網(wǎng)絡，軍網(wǎng)終端PC作為多功能信息終端，使各種信息融合在軍網(wǎng)中傳輸，其他各網(wǎng)絡可以作為備用網(wǎng)提高軍事通信的可靠性。

圖4 軍網(wǎng)網(wǎng)絡電話技術的應用前景

［1］劉洪林，蔣昌茂，張建勇.IP語音通信原理、設計及組網(wǎng)應用［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2009.

［2］王瑞剛，李燕.IP電話終端設備—原理、電路及應用［M］.西安:西安電子科技大學出版社，2003.

［3］李蘇楠.VoIP語音終端的硬件設計與實［D］.北京:北京郵電大學，2009.

［4］劉樂善.微型計算機與接口技術［M］.武漢:華中科技大學出版社，2001.

［5］李貴山，陳金鵬.PCI局部總線極其應用［M］.西安:西安電子科技大學出版社，2003.