徐 沫，王寬仁

(西安空軍工程大學(xué)電訊工程學(xué)院，陜西 西安 710077)

責(zé)任編輯:許 盈

0 引言

信息化網(wǎng)絡(luò)化戰(zhàn)爭(zhēng)中，戰(zhàn)場(chǎng)信息瞬息萬(wàn)變，現(xiàn)代軍事信息呈現(xiàn)多樣化，其中包括語(yǔ)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(yīng)的終端設(shè)備，這種方案專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，保密性能高，但互通性較差，造成人力與財(cái)力資源的浪費(fèi)。能否在個(gè)人PC的基礎(chǔ)上做少量的硬件開(kāi)發(fā)，充分利用個(gè)人PC強(qiáng)大的運(yùn)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(shí)現(xiàn)多網(wǎng)合一，既提高信息傳輸?shù)男剩瑫r(shí)還可節(jié)約資源，這種設(shè)想的特點(diǎn)是功能強(qiáng)大，開(kāi)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(luò)電話(huà)應(yīng)用研究就是在這種設(shè)想的背景下提出的。

1 網(wǎng)絡(luò)電話(huà)技術(shù)概述

1.1 網(wǎng)絡(luò)電話(huà)技術(shù)原理概述

網(wǎng)絡(luò)電話(huà)通常稱(chēng)為IP電話(huà)，是以IP為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行語(yǔ)音通信的系統(tǒng)，它采用的技術(shù)統(tǒng)稱(chēng)為VoIP(Voice over IP)。網(wǎng)絡(luò)電話(huà)誕生于計(jì)算機(jī)電話(huà)集成(Computer Telephony Integration，CTI)技術(shù)，是 CTI技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是在CTI基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)將IP數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與公用電話(huà)網(wǎng)絡(luò)(Public Switch Telephone Network，PSTN)無(wú)縫集成的新技術(shù)。目前所說(shuō)的網(wǎng)絡(luò)電話(huà)是分組交換技術(shù)和PSTN網(wǎng)絡(luò)融合后的結(jié)果［1］。經(jīng)過(guò)十余年的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)電話(huà)技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)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(jī)場(chǎng)調(diào)度、跨國(guó)公司以及校園等場(chǎng)合［2］。據(jù)報(bào)道，日本到2020年全國(guó)范圍內(nèi)將實(shí)現(xiàn)電話(huà)IP化，但將網(wǎng)絡(luò)電話(huà)技術(shù)應(yīng)用于軍網(wǎng)中目前還沒(méi)有相關(guān)的報(bào)道。

1.2 網(wǎng)絡(luò)電話(huà)系統(tǒng)組成

為了在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸語(yǔ)音信號(hào)，語(yǔ)音信號(hào)首先通過(guò)A/D設(shè)備采樣轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后，利用語(yǔ)音編碼器對(duì)數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行編碼壓縮，壓縮后的語(yǔ)音數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議(Real－time Transmitter Protocol，RTP)、用戶(hù)數(shù)據(jù)報(bào)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(luò)進(jìn)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(yǔ)音數(shù)據(jù)，通過(guò)D/A設(shè)備還原成聲音信號(hào)并播放，從而實(shí)現(xiàn)IP網(wǎng)絡(luò)兩端的語(yǔ)音通信。語(yǔ)音信號(hào)在IP網(wǎng)絡(luò)上傳送的整個(gè)過(guò)程如圖1所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)電話(huà)傳輸?shù)幕具^(guò)程

2 軍網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，軍隊(duì)信息化建設(shè)步伐日益加快，全軍構(gòu)建了軍事信息網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)稱(chēng)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(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻獨(dú)立成網(wǎng)，各個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間相互獨(dú)立。軍網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀示意圖如圖2所示。

圖2 軍網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)有軍網(wǎng)以光纖通信網(wǎng)作為主干網(wǎng)絡(luò)，其容量大、帶寬高甚至可以達(dá)到太赫茲，而目前應(yīng)用效率極低。在軍事通信中，除軍網(wǎng)之外，還設(shè)有傳統(tǒng)的PSTN、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。在建設(shè)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)過(guò)程中，需要分別投入資金進(jìn)行布線(xiàn)。由于各個(gè)網(wǎng)絡(luò)所需技術(shù)、組網(wǎng)方式不同，這就需要不同技術(shù)的人員進(jìn)行日常維護(hù)。基于上述考慮，多網(wǎng)并存勢(shì)必會(huì)花費(fèi)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(luò)電話(huà)的應(yīng)用研究

結(jié)合軍網(wǎng)及網(wǎng)絡(luò)電話(huà)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀，本文提出了一種軍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)電話(huà)應(yīng)用方案，利用現(xiàn)有的容量大、保密性好的光纖網(wǎng)絡(luò)作為傳輸網(wǎng)絡(luò)，以具有強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理的PC機(jī)作為軍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)終端，進(jìn)行語(yǔ)音信息傳輸。網(wǎng)絡(luò)電話(huà)終端實(shí)現(xiàn)方案目前有3種:純軟件方案、“語(yǔ)音采集+PC”方案、獨(dú)立終端方案［3］。3種實(shí)現(xiàn)方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，由于軍隊(duì)?wèi)?zhàn)備工作的需要，軍網(wǎng)中的大多PC機(jī)晝夜運(yùn)轉(zhuǎn)，而且軍網(wǎng)建設(shè)的起點(diǎn)高、容量大。連接用戶(hù)的路由器數(shù)目相對(duì)有限，綜合性保密性強(qiáng)，這就為實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的語(yǔ)音通信提供了可靠的硬件平臺(tái)。為了充分利用這種有利條件及PC機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力，第2種實(shí)現(xiàn)方案更加適用于軍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)電話(huà)終端。軍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)電話(huà)終端由用戶(hù)電路及語(yǔ)音信息處理、網(wǎng)絡(luò)接口和微機(jī)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(luò)電話(huà)終端系統(tǒng)組成框圖

本文提出的軍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)電話(huà)實(shí)現(xiàn)方案具有以下特點(diǎn):

1)充分利用了現(xiàn)有大容量軍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)和強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力的PC資源。軍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)電話(huà)終端是利用PC的PCI總線(xiàn)將軍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)電話(huà)話(huà)機(jī)采集的語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行處理保證語(yǔ)音信息的質(zhì)量，同時(shí)按照國(guó)際各種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行打包轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀，通過(guò)網(wǎng)卡傳送到軍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中去，在充分利用PC強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力的同時(shí)也充分利用了軍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的帶寬。

2)具有新興網(wǎng)絡(luò)電話(huà)的優(yōu)勢(shì)，是傳統(tǒng)電話(huà)無(wú)法相比的。電路交換電話(huà)一路語(yǔ)音信息消耗的帶寬為64 kbit/s，而網(wǎng)絡(luò)電話(huà)只需8～10 kbit/s，從而大大節(jié)省了帶寬。軍網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)電話(huà)號(hào)碼與分配給PC的IP地址綁定，所以辦公室遷移時(shí)無(wú)需通過(guò)技術(shù)人員進(jìn)行重新分配號(hào)碼，或者另外布線(xiàn)。

3)易于擴(kuò)展，為實(shí)現(xiàn)“多網(wǎng)一體”提供了一個(gè)可靠、實(shí)用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。軍事信息在新時(shí)期呈現(xiàn)多樣化，如語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻及戰(zhàn)場(chǎng)信息等，利用現(xiàn)有平臺(tái)傳輸視頻、戰(zhàn)場(chǎng)信息時(shí)只需對(duì)PCI數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)行擴(kuò)展，而PCI的擴(kuò)展簡(jiǎn)便易行。這樣為將來(lái)實(shí)現(xiàn)軍隊(duì)“多網(wǎng)一體”提供了一個(gè)可靠、實(shí)用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

4 應(yīng)用展望

本文提出的網(wǎng)絡(luò)電話(huà)技術(shù)應(yīng)用在軍網(wǎng)中的解決方案，具有一定的實(shí)用價(jià)值，符合軍事通信發(fā)展需要，其應(yīng)用前景如圖4所示。在未來(lái)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(luò)，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(luò)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(luò)電話(huà)技術(shù)的應(yīng)用前景

［1］劉洪林，蔣昌茂，張建勇.IP語(yǔ)音通信原理、設(shè)計(jì)及組網(wǎng)應(yīng)用［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2009.

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［3］李蘇楠.VoIP語(yǔ)音終端的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)［D］.北京:北京郵電大學(xué)，2009.

［4］劉樂(lè)善.微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)［M］.武漢:華中科技大學(xué)出版社，2001.

［5］李貴山，陳金鵬.PCI局部總線(xiàn)極其應(yīng)用［M］.西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2003.