某试验区语音通讯系统设计

　　1项目概述与需求

　　试验区内368和371两个厂房包含多个试验间，需统筹建设语音通讯系统，总体设备数量如下：368厂房提供21台语音对讲终端、2台语音对讲核心终端；371厂房提供25个语音通讯终端、2台对讲核心终端、13个音箱终端、8个防爆音箱终端、9个拾音器。

　　1.1368厂房终端要求

　　在368厂房各工房或工位与控制中心间隔建立一套IP网络内部通讯系统。合计共23台IP对讲终端，就近选择网络接口和电源，控制中心部署1台主控设备和2台对讲核心终端。传输部分基于局域网。

　　1.2371厂房终端要求

　　在371厂房各工房或工位与控制中心间隔建立一套IP网络内部通讯系统。合计共25台对讲终端、2台对讲核心终端、9个拾音器、8个防爆音箱、13个IP音箱。就近选择网络接口和电源，控制中心部署1台主控设备。传输部分基于局域网。

　　终端位置表分布如下：

　　2功能要求

　　（1）实现会议模式、指挥模式、应答模式、紧急模式等多种通话模式，可根据不同试验任务任意调整工位所参与的模式；（2）会议模式时，各个终端之间属于相同等级，参加会议的终端同时可听到相互发言，局域网内可以至少支持15个终端设备在会议模式下进行多方通话（全双工）；（3）指挥模式，终端之间属于主从关系，在“主终端”设备发起通话后，所有参加的“从终端”都可以与“主终端”之间通话，但是“从终端”之间不能直接通话，局域网内可以至少支持30个终端设备在指挥模式下进行多方通话（全双工）；（4）应答模式时，终端之间关系同指挥模式，区别在于“从终端”说话时，需要按住PTT键。局域网内至少支持50个终端的应答模式多方通話（半双工）；（5）紧急模式时，即指挥中心可对全部或事先设定的调度点进行紧急调度，受控调度点无需也不能回话，此模式下受控调度点数量不限；（6）服务器设置好各工位的对讲路径，支持服务器脱机情况下的脱机对讲（发起和接收）；（7）任意模式下满足高音质、无感延迟、回声消除、噪音抑制、全双工通话；（8）任意2工位通话时，第三方呼叫其中任意1工位时，被呼叫方可以选择将其加入进行三方临时对讲，也可忽视让第三方排队等待；（9）四个工作模式级别排列如下：紧急模式→指挥模式→会议模式→应答模式，即高级别模式启动时，启动中的低级模式都被暂时中止，没有启动的低级模式将不能启动，直到高级别模式停止；（10）每个房间使用的调度点可任意指定，事先设定，并能存储设置，使用时互不冲突；（11）可对指挥中心设置权限，在会议或指挥模式下设定受控调度点产生重复时，高权限的优先占用资源；（12）模式切换由指挥中心控制，紧急模式要求通过硬件按键实现一建切换；（13）指挥调度点能够直观地了解各个受控调度点的状态，如接通、通话中、无法接通等，麦克风在不使用时可自动待机，使用时有指示灯和声音提示；（14）所有通话可全程录音存储，作为事后检查问题时回放使用；（15）采取技术措施避免音箱和耳麦之间引起的回声干扰和嚣叫声。

　　3IP网络语音通讯方案设计

　　在进行368、371厂房IP语音通讯对讲系统设计的时候，依照对该系统的基本需求，设计先进、安全、可靠、高效的系统解决方案。

　　3.1功能介绍

　　四种模式为会议模式、指挥模式、应答模式、紧急模式。在指挥服务器内事先设置好虚拟对讲终端，一开即用。主要采用数字音频处理技术，具有回声抵消和噪声抑制功能，全双工通话、多方通话和分区广播均能轻松实现。

　　3.1.1IPAudio技术：IPAudio音频编解码网络传输技术能自动侦测网络带宽状况，调整编码格式将模拟音频信号实时编码压缩，传送到远端并还原成高保真的模拟音频信号。可实现多路、双向传输，延迟时间仅为数十毫秒，并具有音质优先和带宽优先等模式选择。支持移动IP数据业务，能实现全球音频实时传输。与传统VoIP技术相比，IPAudio技术更强调音频质量（通话音质、噪音抑制、声音响亮）、多点传输（广播功能及多方通话）。专用协议能防止窃听和篡改。

　　3.1.2多方通话技术。采用高效混音算法并结合P2P技术，使一方同时听到其他多方的声音。支持全双工下的免提通话功能，语音通话质量清晰稳定。创造性的将多方通话功能细分为会议模式和指挥模式两种情景，更方便于整个场景的调度通讯。

　　第一，会议模式：在会议模式下，各终端之间属于平等关系，参加会议的终端设备相互可听到发言。局域网内至少支持15个终端设备的会议模式通话。会议通话能被高优先级的对讲呼叫中断，对讲结束后恢复会议进程。另外，话筒选型具有音频线路输入/输出接口，可扩展本地会议系统。

　　第二，指挥模式：指挥模式时，终端之间具有主从关系，在“主终端”设备发起通话后，所有“从终端”都能与“主终端”通话，但是“从终端”设备之间不能通话。局域网内至少支持30个终端设备在指挥模式下的通话。指挥模式能被高优先级的对讲呼叫中断，对讲结束后自动恢复指挥模式。

　　第三，应答模式：应答模式时，终端之间关系同指挥模式，区别在于“从终端”说话时，需要按住PTT键。局域网内至少支持50个终端设备应答模式下的多方通话（半双工）。整个过程自动录音。能被高优先级对讲呼叫中断，对讲结束后恢复。

　　第四，紧急模式：通过IP对讲终端能对预先设定的单个或多个工位终端紧急喊话，可以设置指挥为最高优先级，当发生紧急情况时，指挥拥有最高权限临时强切其他工位的对讲状态，指挥取消紧急模式时，其他工位恢复之前的对讲状态。

　　3.2系统的主要特点

　　（1）语音通话质量清晰流畅，不受外界电磁场干扰，占用网络带宽最低仅34kbps，局域网内语音通话延迟≤30毫秒；（2）传输距离可以无限延伸，有网络连通的地方即可实现语音对讲及多方通话，方便构筑更广阔范围内的信息通讯系统；（3）采用全数字音频处理技术，音频频宽可达7kHz，具有回声抵消、噪声抑制等功能，全双工通话、多方通话和分区广播功能均能轻松实现；（4）保密通话，专用音频编码格式，对通话内容进行加密处理，可防止窃听；（5）调整通讯网络规模简便，增加终端数量就可完成系统扩容；（6）同时可与报警系统和广播系统进行兼容。

　　4结语

　　IP网络语音通讯系统将音频信号以数据包形式在局域网和广域网上进行传送，解决了传统对讲系统存在的传输距离有限、易受干扰等问题。该系统架构清晰，只需将终端设备接入计算机网络即可构成功能强大的数字化通讯系统，通过整合公共广播，满足点对点、点对多点的全方位通讯。

　　（责任编辑：秦逊玉）

　　来源：中国高新科技·下半月 2017年1期

　　作者：王鹏涛