RoIP 技術在鐵路公安站車無線通信中的應用

姚建飛 吳岳德

（肇慶鐵路公安處 廣東 肇慶 526020）

公安站車無線通信網(wǎng)有著全路頻率統(tǒng)一、站車聯(lián)動、反應快速的優(yōu)點，在打擊違法犯罪，保障鐵路運輸生產(chǎn)安全方面發(fā)揮著重要的作用。但是，由于鐵路公安機構呈線狀分布，沿線崇山峻嶺，高山轉信臺架設困難，無線電信號受高山阻隔無法傳輸，站車無線通信網(wǎng)一直不能全線聯(lián)網(wǎng)，派出所甚至呼叫不到偏遠的警務區(qū)，使用效果大打折扣。近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)通信技術的發(fā)展，利用RoIP技術，可以有效解決鐵路沿線高山對無線電信號阻隔的難題，真正實現(xiàn)全線站車通信互聯(lián)。從目前的實際情況來看，隨著鐵路公安網(wǎng)絡帶寬擴容以及警務區(qū)公安網(wǎng)絡的開通，利用RoIP技術重建站車無線通信網(wǎng)，建立站車聯(lián)動、統(tǒng)一指揮、反應快速的高效能無線指揮平臺是可行的。

1 RoIP技術原理

RoIP是將無線電信號所承載的語音信號通過IP網(wǎng)進行傳輸?shù)囊环N技術，它要解決的主要問題是實時性和PTT信號的無錯誤傳輸，從而解決無線電傳輸中受發(fā)射功率、天線靈敏度等約束傳輸距離的難題，不但實現(xiàn)了超長距離無中繼互聯(lián)的目的，同時可以組成小功率分布式對講機信號覆蓋系統(tǒng)。

1.1 RoIP 技術標準

RoIP是Radio Over Internet Protocol的縮寫，RoIP技術是利用標準的G.711、G.723或GSM等語音編碼技術對模擬語音信號進行編碼，再將數(shù)字化的語音信號和控制信號打成UDP或RTP等傳輸層協(xié)議的數(shù)據(jù)包，利用網(wǎng)絡進行傳輸，由于遵循了標準的TCP/IP協(xié)議，所以承載網(wǎng)可以是任何符合IP協(xié)議的網(wǎng)絡，比如公安網(wǎng)、鐵路網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。

1.2 RoIP無線通信網(wǎng)絡構成

典型的RoIP技術應用一般有如下幾種模式：點對點模式，網(wǎng)狀拓撲模式以及星型拓撲模式。

RoIP無線通信網(wǎng)由多個節(jié)點組成，一個節(jié)點的無線電臺或轉信臺，通過IP網(wǎng)絡連接到其它節(jié)點，其它節(jié)點可以是無線電臺和轉型設備，也可以是調度臺或傳統(tǒng)的電話。使用RoIP技術的無線通信網(wǎng)由多個RoIP接入控制器（RAC）、IP承載網(wǎng)絡以及接入終端設備（如不同類型的電臺、轉信臺、電話等）組成，如果采用星型拓撲模式，還需配置中心設備，包括網(wǎng)管、通信服務器以及調度臺等。

2 RoIP技術在鐵路公安站車無線通信中的應用

RoIP技術的特點就是充分利用傳統(tǒng)的無線電資源，結合ip網(wǎng)絡進行組網(wǎng)，實現(xiàn)統(tǒng)一指揮調度功能。因此，利用RoIP技術重建鐵路公安站車無線通信網(wǎng)，必須要結合現(xiàn)有的站車無線通信網(wǎng)絡及公安網(wǎng)絡進行規(guī)劃和設計，盡可能利用現(xiàn)有的設備和資源，科學配置，合理安排，減少浪費。

2.1 鐵路公安站車無線通信網(wǎng)的組網(wǎng)模式

目前，公安處到派出所2M公安網(wǎng)絡已全面開通，派出所到警務區(qū)2M公安網(wǎng)絡通道即將建設開通，公安處到派出所網(wǎng)絡通道帶寬也將升級到10M。因此，根據(jù)鐵路公安網(wǎng)絡結構模式以及實際應用需要，采用星型拓撲模式，通過公安網(wǎng)，分布在遠端的接入控制器RAC（派出所、警務區(qū)）都和中心調度服務器（公安處）直接通信，通過中心設備及服務器端的調度軟件，實現(xiàn)對所有連接遠端節(jié)點的電臺單呼、組呼等功能，同時能夠實現(xiàn)任意遠端電臺的派接，這種模式系統(tǒng)功能強、安全性好，系統(tǒng)容量大、擴展性好。筆者結合鐵路線路以及現(xiàn)有設備的實際情況，設計如下結構圖：

每個節(jié)點（派出所、警務區(qū)）通過無線組網(wǎng)連接旅客列車、車站、警務區(qū)線路等，形成全線站車之間的大聯(lián)網(wǎng)。

2.2 RoIP 接入設備選擇

一是派出所及警務區(qū)的接入設備。考慮信號區(qū)域覆蓋問題，派出所或警務區(qū)的接入控制器采用IP中繼臺，IP中繼臺運用全新RoIP技術，將傳統(tǒng)中繼臺無線電（Radio）信號所承載的語音信號通過IP網(wǎng)絡進行傳輸?shù)囊豢钪欣^臺。IP中繼臺功率為25—40W,架設足夠高的天線，信號可覆蓋警務區(qū)或派出所周邊半徑10—30公里的區(qū)域，可將本區(qū)域內(nèi)手持電臺、基地臺、車載臺等信號通過公安網(wǎng)絡傳輸，與網(wǎng)內(nèi)其它無線電臺通信，完全可以滿足民警執(zhí)勤、巡線或者在鐵路沿線開展統(tǒng)一行動的需要。

二是公安處指揮中心的控制設備。由于我們設計星型拓撲模式，因此在公安處指揮中心部署RoIP控制中心，架設Linux調度服務器，在公安處指揮中心的調度服務器和RoIP中心控制器上配置好各個派出所警務區(qū)的IP中繼臺，就可以靈活的進行調度和控制，既可以全網(wǎng)呼叫、也可以個別派出所或警務區(qū)進行互聯(lián)通信，還可以進行監(jiān)聽、錄音等操作，同時，完全不影響各派出所的日常使用，而且不需要各個派出所更換任何設備和終端。RoIP中心控制器可以疊加組網(wǎng)，一般只能連接11臺IP中繼器，超過11臺需另行增加中心控制器進行組網(wǎng)。

2.3 IP 網(wǎng)絡的 QoS 配置

公安處到派出所的公安網(wǎng)絡通道是要傳輸各種數(shù)據(jù)的，如視頻會議信號、視頻監(jiān)控信號以及日常的信息傳遞等。用G.711編解碼方式的語音信號在IP網(wǎng)絡上傳輸帶寬為64kbps，算上網(wǎng)絡開銷大概是89kbps，雖然所占帶寬不多，但需要保證多種業(yè)務數(shù)據(jù)同時傳輸時RoIP數(shù)據(jù)包的優(yōu)先性及可靠性，確保在應急突發(fā)或災難發(fā)生的情況系統(tǒng)不中斷。

現(xiàn)在的路由器都帶上了Qos功能。Qos是用來解決帶寬解決網(wǎng)絡延遲和阻塞等問題的一種技術，一般里面包含優(yōu)先級別：小包優(yōu)先、IP/網(wǎng)段優(yōu)先、端口優(yōu)先、剩余帶寬搶占優(yōu)先級）、彈性帶寬管理等等。由于IP/網(wǎng)段優(yōu)先可針對源IP、目的IP或者段來設置優(yōu)先級別，而且IP中繼器以及控制中心都有自己固定的IP地址，在保證RoIP數(shù)據(jù)包的優(yōu)先性及可靠性時，我們采用IP優(yōu)先的Qos是比較合理的。