一种海上无线通信控制系统的制作方法

本实用新型涉及一种海上无线通信控制系统，属通信设备组网技术领域。

背景技术：

沿海或高山等制高点的超短波通信装备，由于安装地点分散，使得通信控制中心集中管理很困难，限制了通信控制中心的通话距离、控制范围及控制的灵活性。网络技术的飞速发展使通信控制中心通过网络化进行无线通信集中管理成为现实。不过，要实现多个超短波通信装备的语音保密通话与参数控制，达到通信控制中心多点多控和移动指挥的目的，就需要有与之配套的控制载体才能实现。因此，研发一款利用IP组网技术，针对超短波无线通信运用现状，将多个超短波电台组成内部局域网，多路通话互不干扰，保密性强，通信安全可靠；多点控制、移动指挥灵活、方便的无线通信控制系统是十分有必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种针对目前超短波远程控制单点单控现状，利用IP组网技术，将多个超短波电台组成内部局域网，多路话音通信互不干扰，保密性强，通信安全可靠；多点多控，控制覆盖范围广，移动控制指挥灵活、方便的无线通信控制系统；解决现有技术单点单控，限制通信控制中心通话距离、控制范围及控制灵活性，导致集中管理困难的问题。

本实用新型是通过如下的技术方案来实现上述目的的：

该海上无线通信控制系统由系统交换机，网络交换机，话音控制器，录音服务器、组合电源、机壳、调度台、远端机构成，机壳内从上至下安装有系统交换机、话音控制器、网络交换机、录音服务器、组合电源；调度台通过网线与系统交换机连接，远端机通过遥控电缆与超短波通信终端设备连接；其特征在于：系统交换机、话音控制器、录音服务器的工作电压端通过电缆分别与组合电源连接，系统交换机、话音控制器、录音服务器通过网线连接至网络交换机，网络交换机与外部局域网连接；

系统交换机由工控机、6块数字中继板、1块网络交换板、电源板、工控机电源板、显示板组成；工控机和网络交换板的工作电压端分别与电源板连接，工控机通过网络交换板与数字中继板连接，网络交换板与显示板连接；

话音控制器由中心控制板、2块网络交换板、16路话音保护模块、母板、显示器、按键板组成；母板上制作有话音保护模块、网络交换板、中心控制板的安装连接插座，中心控制板通过2块网络交换板与16路话音保护模块连接，一块网络交换板与8路话音保护模块连接；

录音服务器由工控机、电源模块、固态硬盘、网口组成；工控机的工作电压端连接电源模块，工控机的数据调用及存档端与固态硬盘连接，工控机的数据包发送端与网口连接；

网络交换机H3CS5500为三层交换机，网络交换机是系统交换机的IP扩展单元，网络交换机集合话音控制器、录音服务器各分设备的IP接口，并提供连接至外部网络的IP接口。

组合电源由指示灯板、电源滤波板、220-240转换板、240V-360V转换模块、360-24转换模块、360-12转换模块、24V接口，12V接口组成。

所述的系统交换机的工控机型号为EC3-1813CLD2NA，程序运行于Linux操作系统。

所述的话音控制器的中心控制板(为公司研发设备，无型号)，将16路V波段或U波段语音信号转换为适合于网络传输的信号格式。

所述的录音服务器的工控机的型号为EC3-1813CLD2NA，程序运行于Windows2007操作系统。

所述的网络交换机的型号为H3CS5500。

本实用新型与现有技术相比的有益效果在于：

该海上无线通信控制系统通过话音控制器的16路话音保护模块实现收发16个对话端的保密通话，通过录音服务器、系统交换机、网络交换机，基于IP组网技术，将海上多个超短波电台组成内部局域网，同时自由设立多个指挥站点，实现多个超短波电台的语音通话与参数控制，多路话音通信互不干扰，保密性强，通信安全可靠；控制覆盖范围广，集中管理灵活方便。达到通信控制中心多点多控、移动指挥的目的。解决了现有技术只能单点单控，影响通信控制中心的控制范围、通话距离及控制的灵活性，导致集中管理困难的问题。

附图说明

图1为一种海上无线通信控制系统的整体结构示意图；

图2为系统交换机的工作原理示意图；

图3为话音控制器的工作原理示意图；

图4为录音服务器的工作原理示意图；

图5为组合电源的工作原理示意图；

图6为工控机的工作原理示意图；

图7为系统交换机的外形结构示意图；

图8为系统交换机的内部结构示意图；

图9为话音控制器的外形结构示意图；

图10为话音控制器的内部结构示意图；

图11为录音服务器的外形结构示意图；

图12为录音服务器的内部结构示意图。

图中：1、系统交换机，2、话音控制器，3、网络交换机，4、录音服务器，5、组合电源，6、机壳。

具体实施方式

下面结合附图对该海上无线通信控制系统的实施方式作进一步详细说明：

该海上无线通信控制系统由系统交换机1、话音控制器2、网络交换机3、录音服务器4、组合电源5、机壳6、调度台、远端机构成，机壳6内从上至下安装有系统交换机1、话音控制器2、网络交换机3、录音服务器4、组合电源5；调度台通过网线与系统交换机1连接，远端机通过遥控电缆与超短波通信终端设备连接；系统交换机1、话音控制器2、录音服务器4的工作电压端通过电缆分别与组合电源5连接，系统交换机1、话音控制器2、录音服务器4通过网线连接至网络交换机3，网络交换机3与外部局域网连接；

系统交换机1由工控机、6块数字中继板、1块网络交换板、电源板、工控机电源板、显示板组成；工控机和网络交换板的工作电压端分别与电源板连接，工控机通过网络交换板与数字中继板连接，网络交换板与显示板连接；

话音控制器2由中心控制板、2块网络交换板、16路话音保护模块、母板组成；母板上制作有话音保护模块、网络交换板、中心控制板的安装连接插座，中心控制板通过2块网络交换板与16路话音保护模块连接，一块网络交换板与8路话音保护模块连接；

录音服务器4由工控机、电源模块、固态硬盘、网口组成；工控机的工作电压端连接电源模块，工控机的数据调用及存档端与固态硬盘连接，工控机的数据包发送端与网口连接；

网络交换机3为三层交换机，网络交换机是系统交换机的IP扩展单元，网络交换机集合话音控制器、录音服务器各分设备的IP接口，并提供连接至外部网络的IP接口。

组合电源5由指示灯板、滤波电路板、输出电路板、电源滤波器、240V-360V电源转换模块、24V电源模块，12V电源模块组成。

所述的系统交换机1的工控机型号为EC3-1813CLD2NA，程序运行于Linux操作系统。

所述的话音控制器2的中心控制板将16路V波段或U波段语音信号转换为适合于网络传输的信号格式。

所述的录音服务器4的工控机的型号为EC3-1813CLD2NA，程序运行于Windows2007操作系统。

所述的网络交换机3的型号为H3CS5500（参见图1～12）。

一种海上无线通信控制系统的工作原理如下所示：

系统交换机1（参见图2、6、7、8）：系统交换机1为网络中语音与控制协议的交换中心，它由型号为EC3-1813CLD2NA的工控机、6块数字中继板、1块网络交换板、电源板、工控机电源板、显示板组成。其中工控机程序运行于Linux操作系统，进行各设备语音数据包的转发和参数控制。6块数字中继板为E1信号管理单元，每块数字中继板控制4路E1，进行相应E1的语音收发与E1控制协议转发。网络交换板将工控机的IP包解析出来，送至相对应的数字中继板。电源板为系统交换机1和各数字中继板提供各种工作电压。工控机电源板为工控机提供工作电压。显示板将24路E1控制电压转换为相应的LED显示信号（红、绿、灭）。

话音控制器2（参见图3、9、10）：语音数据在网络中传输需要保密。话音控制器2主要将16路V波段或U波段语音信号转换为适合于网络传输的信号格式。话音控制器2由中心控制板、2块网络交换板、母板、显示器、按键板组成。其中,中心控制板集中管理16路话音保护模块的RS232控制协议、busy、LED显示。网络交换板将16路话音保护模块的语音数据转换为IP语音包，同时处理中心控制板下发的RS232串口协议。1块网络交换板处理8路话音保护模块。母板为话音保护模块、网络交换板、中心控制板提供连接插座。

录音服务器4（参见图4、11、12）：将网络中的语音存档供查询回放，同时通过工控机将发往本地IP地址的语音存档，并根据查询指令查询固态硬盘中相应日期的录音文件进行转发回放。

网络交换机3：为系统交换机1的IP扩展单元，集合各分设备的IP接口，并提供连接至外部网络的IP接口。本实用新型的网络交换机3为三层交换机，型号为H3CS5500。

组合电源5（参见图5）：组合电源为该海上无线通信控制系统的各分设备提供工作电压。组合电源5由指示灯板、滤波电路板、输出电路板、电源滤波器、240V-360V电源转换模块、24V电源模块，12V电源模块组成。前面板上安装有24V、12V指示灯、开关。

网管：是运行于电脑上的终端软件，管理网内所有呼叫设备，可进行呼叫链路和超短波电台工作参数的配置，可设置呼叫工作组，呼叫权限，超短波电台工作信道，默认组内成员，录音查询回放。系统内可容纳多个网管，并根据实际情况设置高低级别网管，网管中包含的显示界面有电台参数设置，系统界面显示，系统告警信息等。

下行呼叫（调度台发起呼叫的过程）：调度台将话筒传来的模拟语音通过调度台网络板转换为IP包，送至交换中心，交换中心根据调度台预先设置好的呼叫组号与网管设置对应组号的呼叫对端进行语音转发，如果调度台预先设置为密话呼叫，则语音会进入话音控制器进行加密保护，如果为明则不进入话音控制器直接转发，语音包通过承载网络送至相应远端机，远端机网络板将IP包解包并转换为模拟语音，送至对应电台控制口，电台收到语音和PTT发射信息，将语音发射给接收电台。

工作时，上行呼叫（电台发起呼叫的过程）：上行与下行为相反的过程，当电台发起呼叫，接收电台收到Busy与语音，送至远端机，远端机将语音打包，送至承载网，交换中心将数据根据预先设置的该远端机对应的调度台编号，将同组语音叠加转发，如果通话需要加密保护，则中间会进入话音控制器进行解密，再送至调度台。调度台将收到的语音包解包为模拟语音，送至话筒。系统也支持拨号呼叫，调度台可以通过拨号自由选择需要呼叫的对端。

实施例：

（参见图1），该海上无线通信控制系统由系统交换机1，话音控制器2，网络交换机3，录音服务器4，组合电源5组成，使用时与网管，调度台，远端机，超短波电台一起组成网络。

系统交换机1为整个网络的数据包转发中心，负责语音包的转发路由控制、16路调度台的PTT、呼叫组切换，及单呼对端等信息的控制与管理。

系统交换机1为局域网的核心，进行电台配置与收发控制，调度台管理，E1配置与话音保护控制，编组与优先级控制，媒体流叠加与分发，录音控制。

网管为控制端软件，安装于电脑中运行，通过网管终端可以对网络各设备的参数进行设置。

各设备间使用UDP传输媒体流的分组格式，参照RTP协议：

E1网关：工控机与系统交换机1内的网络交换板为串口通信，与各数字中继板、网管、话音控制器2、远端机、调度台之间为UDP控制数据与媒体流传输，控制数据即网络字节序传输。网络交换板内含有Cortex-M3芯片内核与FPGA，工控机通过串口发送MT9041控制信息与E1指示灯控制信息至Cortex-M3芯片，如10 0f 02 02 00 07 01，Cortex-M3芯片根据收到信息回复MT9041状态与E1指示信息接收应答。同时Cortex-M3芯片接收工控机0f 04 01 02 55指令以显示工控机是否工作正常，点亮运行指示灯。工控机对数字中继板的控制通过Cortex-M3芯片转发，包括查询数字中继板IP，子网掩码，MAC地址，数字中继板上报本地IP，如果工控机经查询数字中继板IP与网管中设置不同，则重置IP，这即是数字中继板的IP自适应。同理，工控机与其他设备一样采用网络UDP数据包传输，包括控制信息与媒体流。媒体流分非保护与保护话音数据，非保护为PCM数据，数据包长度为400byte，保护数据经算法保护可压缩为100byte。

系统交换机1与各设备间传输的控制信息均采用网络字节序，数据格式如表：

电台网关：电台网关是系统交换机1与电台之间沟通的模块，包括电台配置与状态管理，处理电台业务，电台媒体流端口管理等。

调度网关：调度台网关为调度台管理模块，调度台配置管理，调度台分组管理，PTT、Busy接收与下发，媒体流叠加与分发。

Kagent接口：Kagent端口为话音保护模块管理端口。系统中可容纳16路语音通话，由于话音解码与编码压缩需要通过话音保护模块，则需要16路话音保护模块， 由Kagent管理端口统一管理。

管理终端：管理终端可设置网内各设备的IP，电台参数，工作模式，调度台优先级，编组等信息。管理终端可查询系统交换机1的工作状态，及与系统交换机1相连的各设备链接及工作状态。包括：电台连接状态，工作状态；调度台连接状态，工作状态；E1板连接状态，各链路工作状态；BMJ连接状态，各编解码通道工作状态；录音服务器连接状态，各通话信息。管理终端可修改登录帐户名及密码。在系统交换机1和与其相连设备的工作状态发生变化时，系统交换机1会主动向管理终端发出通知或警告。

以上所述只是本实用新型的较佳实施例而已，上述举例说明不对本实用新型的实质内容作任何形式上的限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了本说明书后依据本实用新型的技术实质对以上具体实施方式所作的任何简单修改或变形，以及可能利用上述揭示的技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，均仍属于本实用新型技术方案的范围内，而不背离本实用新型的实质和范围。