吳建華

（中國(guó)船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院 上海200011）

0 引 言

目前國(guó)內(nèi)艦船通信系統(tǒng)主要由內(nèi)部通信系統(tǒng)和外部通信系統(tǒng)組成。艦艇內(nèi)部通信系統(tǒng)主要用于艦艇內(nèi)部各部門(mén)、各戰(zhàn)位和有關(guān)艙室間的通信聯(lián)絡(luò)，是艦船通信的重要組成部分，主要用于保障艦內(nèi)作戰(zhàn)訓(xùn)練及日常生活時(shí)的信息傳輸與交換。外部通信系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)本艦到其他艦、空中平臺(tái)和岸基設(shè)施的通信。

隨著現(xiàn)代信息通信技術(shù)的飛速發(fā)展，艦艇內(nèi)部各設(shè)備之間需要傳送的信息容量急劇增大，原有的傳輸模式和傳輸容量已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足艦艇內(nèi)部通信的需求。此外，艦艇通信已不再是簡(jiǎn)單的話音通信，而是需要實(shí)現(xiàn)內(nèi)部指揮通信系統(tǒng)、勤務(wù)通信系統(tǒng)、岸線通信系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、IP電視、計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、生活?yuàn)蕵?lè)等多種子系統(tǒng)的接入，及多種業(yè)務(wù)信息的交換傳輸，這就要求艦船通信系統(tǒng)具備大容量接入能力，且能對(duì)話音、報(bào)文、數(shù)據(jù)、視頻圖像等多種業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)行統(tǒng)一承載。

因此，結(jié)合目前艦船通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需求以及當(dāng)前技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，本文提出了一種基于多網(wǎng)絡(luò)融合的大容量艦船通信系統(tǒng)解決方案，為各系統(tǒng)提供綜合接入能力，實(shí)現(xiàn)話音、數(shù)據(jù)、視頻業(yè)務(wù)信息的一體化傳輸［1］。

1 艦船綜合通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法

基于大容量、多網(wǎng)絡(luò)融合的艦船綜合通信系統(tǒng)主要由網(wǎng)元、數(shù)字內(nèi)通站、無(wú)線接入設(shè)備、指揮終端、抗噪終端、勤務(wù)電話等設(shè)備組成［2，3］，如圖1所示。

圖1 艦船綜合通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法

系統(tǒng)通過(guò)四個(gè)網(wǎng)元組成一個(gè)光纖環(huán)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)端口接入、數(shù)據(jù)交換等功能。系統(tǒng)通過(guò)網(wǎng)元加數(shù)字內(nèi)通站的方式實(shí)現(xiàn)各種通信用戶設(shè)備、終端、無(wú)線信道設(shè)備的接入，有效地連接各系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的統(tǒng)一交換傳輸。

本系統(tǒng)中的指揮終端可完成內(nèi)部指揮通信、與勤務(wù)電話通信、無(wú)線話音業(yè)務(wù)通信，并可以進(jìn)行集中式的多方語(yǔ)音會(huì)議。授權(quán)的勤務(wù)電話可完成勤務(wù)電話通信、與岸基電話通信。

1.1 艦船通信中大容量接入的實(shí)現(xiàn)

數(shù)字內(nèi)通站采用插卡式框架結(jié)構(gòu)，內(nèi)部可插入多個(gè)業(yè)務(wù)板卡，具備大容量接入能力，因此本文主要通過(guò)數(shù)字內(nèi)通站來(lái)解決艦船通信中的大容量接入問(wèn)題。

在功能上，數(shù)字內(nèi)通站主要為艦船上的生活勤務(wù)終端、抗噪終端、廣播告警子系統(tǒng)以及岸線通信子系統(tǒng)提供接口，實(shí)現(xiàn)電話用戶、戰(zhàn)位用戶的接入。

數(shù)字內(nèi)通站可提供20個(gè)單板槽位，除電源板、系統(tǒng)板、時(shí)鐘板幾個(gè)必插板卡之外，數(shù)字內(nèi)通站最大可插入16個(gè)電話板。電話板為用戶提供基本的電話業(yè)務(wù)接口，每個(gè)電話板可提供16個(gè)用戶端口，因此，單個(gè)數(shù)字內(nèi)通站設(shè)備就可提供最大256門(mén)的用戶接入能力。

數(shù)字內(nèi)通站采用全TDM（試驗(yàn)數(shù)據(jù)管理）電路交換的硬件平臺(tái)作為承載體，各接口板卡將接口上的語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換成基于時(shí)分復(fù)用模式的TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，并集中交換到背板總線，完成時(shí)隙的交叉，數(shù)字內(nèi)通站中所有業(yè)務(wù)均基于“時(shí)隙”交換和流程控制。數(shù)字內(nèi)通站可提供2 M交換容量，能夠滿足實(shí)際應(yīng)用需求。同時(shí)，采用時(shí)分復(fù)用的電路交換方式，還可以保證業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸交換的實(shí)時(shí)性。

此外，數(shù)字內(nèi)通站內(nèi)部可插入數(shù)字中繼板實(shí)現(xiàn)與多個(gè)數(shù)字內(nèi)通站的互聯(lián)，達(dá)到擴(kuò)展系統(tǒng)容量的目的，從而當(dāng)用戶接入容量需求大于單個(gè)數(shù)字內(nèi)通站提供容量時(shí)，也能為艦船通信系統(tǒng)提供大容量接入能力。

由此可見(jiàn)，數(shù)字內(nèi)通站自身的大容量接入能力及其良好的擴(kuò)容能力，能很好滿足艦船內(nèi)部綜合通信的大容量需求。

1.2 艦船通信中多網(wǎng)絡(luò)融合的實(shí)現(xiàn)

針對(duì)艦船通信中多種業(yè)務(wù)應(yīng)用需求，本方案主要通過(guò)系統(tǒng)中的網(wǎng)元來(lái)實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)元可以為指揮終端、無(wú)線外通設(shè)備、IP電視子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、生活?yuàn)蕵?lè)子系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)等提供接口，實(shí)現(xiàn)IP業(yè)務(wù)的接入、交換和傳輸功能。

網(wǎng)元主要由傳輸交換模塊、各種業(yè)務(wù)接口模塊、電源模塊等部分組成。傳輸交換模塊主要實(shí)現(xiàn)基于IP交換和GE傳輸組網(wǎng)功能。各網(wǎng)元內(nèi)置的傳輸交換模塊通過(guò)互聯(lián)構(gòu)成光傳輸平臺(tái)，可提供1 Gbit/s傳輸能力，實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)元之間的數(shù)據(jù)傳輸和交換，以及各種業(yè)務(wù)的寬帶承載，并通過(guò)優(yōu)先級(jí)分類(lèi)控制保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量［4］。

網(wǎng)元中提供了多種業(yè)務(wù)接口模塊，用于實(shí)現(xiàn)上述各種子系統(tǒng)及終端的接入。網(wǎng)元內(nèi)置的業(yè)務(wù)接口模塊包括以太網(wǎng)接口、中繼接口、會(huì)議控制、視頻接口等模塊。以太網(wǎng)接口模塊為系統(tǒng)提供IP端口的接入，用于連接系統(tǒng)內(nèi)各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器及指揮終端等；中繼接口模塊連接岸基電話和數(shù)字內(nèi)通站系統(tǒng)；會(huì)議控制模塊提供集中式會(huì)議功能；視頻接口模塊實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)的接入與數(shù)字化傳輸。各業(yè)務(wù)接口模塊分別將電話、外通業(yè)務(wù)和視頻等業(yè)務(wù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換成IP媒體流和SIP控制流，結(jié)合傳輸交換模塊實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)外部通信的綜合接入、傳輸、交換、控制和管理；不同的業(yè)務(wù)媒體再統(tǒng)一到IP流，實(shí)現(xiàn)了多業(yè)務(wù)的一體化融合，并保證了業(yè)務(wù)接入的獨(dú)立性和靈活性。

此外，網(wǎng)元采用MicroTCA架構(gòu)，適用于業(yè)務(wù)類(lèi)型多、擴(kuò)展性要求強(qiáng)的場(chǎng)合。雙環(huán)的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)具有很好的抗毀性和故障恢復(fù)機(jī)制，當(dāng)環(huán)路中斷或發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)能夠在50 ms內(nèi)自動(dòng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)，以確保數(shù)據(jù)的安全和實(shí)時(shí)性。

綜上，本系統(tǒng)采用基于RPR（彈性分組環(huán)）技術(shù)的傳輸交換平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)各終端、子系統(tǒng)統(tǒng)一接入，并將各種業(yè)務(wù)媒體統(tǒng)一到IP流，為其提供透明的數(shù)據(jù)傳輸通道，實(shí)現(xiàn)多業(yè)務(wù)的綜合接入、交換、傳輸，使各種信息安全、靈活、可靠地在艦船內(nèi)部傳輸，或被傳送到其他艦船與岸基。

2 結(jié) 論

基于綜合通信系統(tǒng)的本設(shè)計(jì)方案不僅能解決艦船大容量接入問(wèn)題，并可以此平臺(tái)為基礎(chǔ)，進(jìn)一步融合艦船上的各個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)艦船通信多業(yè)務(wù)一體化傳輸，極大地提高了系統(tǒng)的靈活性、擴(kuò)展性和安全性。

［1］范楷，丁劍.淺析艦船內(nèi)外通一體化［J］.艦船電子工程，2008（7）：104-106.

［2］劉靜，王飛.艦載作戰(zhàn)系統(tǒng)新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展探討［J］.數(shù)字通信世界，2007（9）：69-72.

［3］林海濤，何如龍，劉波.外軍艦船綜合通信系統(tǒng)技術(shù)分析［J］.中國(guó)修船，2006（3）：31-33.

［4］張德?lián)P.海軍C-3I系統(tǒng)中艦船通信傳輸集成一體化探索［J］.艦船工程，1997（3）：54-56.