郝 懌

（廣西柳鋼東信科技公司，廣西 柳州 545002）

1 技術需求分析

鋼鐵行業(yè)對于語音通信提出日益豐富的功能需求，為了滿足業(yè)務應用多種通信手段的融合需要，充分利用新一代的網絡設施，構建1個可視化、網絡化以及智能化的融合通信系統(tǒng)。經分析，語音通信系統(tǒng)應包含以下功能需求。

（1）系統(tǒng)基于下一代網絡（Next Generation Netwrok，NGN）-IP網絡架構，以IP網絡為基礎、軟交換為核心的工業(yè)語音系統(tǒng)符合現在鋼鐵行業(yè)集控中心的建設標準，適用于應急指揮調度。（2）融合通信系統(tǒng)是以軟交換服務器為核心架構，涵蓋調度服務、錄音服務、聯動服務等應用服務器，各業(yè)務模塊接入相對應網關，如模擬電話接入模擬電話網關，工業(yè)有線對講接入數字對講網關，廣播接入廣播網關。各服務器與各種網關通過IP網絡連接，可以與視頻、數據、辦公自動化系統(tǒng)（Office Automation，OA）等共享網絡資源。（3）在全廠范圍統(tǒng)一規(guī)劃建設融合通信系統(tǒng)，搭建相關服務器，各分廠（或后續(xù)擴建項目）根據實際的業(yè)務需求，通過相對應的網關接入全廠融合通信系統(tǒng)，減少重復建設及投資。（4）融合通信系統(tǒng)可以包含企業(yè)行政電話、工業(yè)調度電話、工業(yè)有線對講、數字無線對講、工業(yè)自動廣播等系統(tǒng)，要求各個子系統(tǒng)之間能夠實現統(tǒng)一調度、互聯互通。（5）融合通信系統(tǒng)應有接口與生產系統(tǒng)、報警系統(tǒng)等對接，實現聯動廣播等功能。（6）可以實現對融合通信系統(tǒng)下各種終端設備的調度管理操作，包括呼叫（點呼、廣播呼叫、選呼、順序呼叫、續(xù)呼）、代答、轉接、排隊、強插、保持、強拆、強掛、監(jiān)聽、群答、應答、回呼、應急會議、緊急呼叫、夜間服務等功能。（7）系統(tǒng)內通話可以進行錄音，錄音可設置權限進行查詢。（8）全廠所有的行政電話與調度電話合并為1個系統(tǒng)，語音終端實行一機雙號，大號與市話可直接互通，小號進行本廠調度，各分廠所有語音通信終端通過國際標準會話初始協議（Session Initiation Protocol，SIP）在DX-Any綜合通信系統(tǒng)核心軟交換上實現注冊。當各廠與核心軟交換網絡故障時，不影響各分廠內部的通信。系統(tǒng)內部通信可撥打小號，不產生通話費用。（9）與集團其他基地可通過專網采用SIP中繼的方式進行組網，實現集團內小號通話，不產生通話費用。（10）在生產節(jié)奏快、生產環(huán)境腐蝕大的區(qū)域配置工業(yè)有線對講。工業(yè)有線對講通過雙線制綜合業(yè)務數字網（Integrated Services Digital Network，ISDN）信號進行通信，終端統(tǒng)一68 V集中直流供電，能夠快速直呼，從撥號到接通的時間在500 ms以內。

2 融合通信系統(tǒng)設計

為滿足上述需求，可以在廠區(qū)內建設1套融合通信系統(tǒng)與1套數字無線對講系統(tǒng)，2者之間通過IP網絡實現互聯互通。融合通信系統(tǒng)基于以IP網絡為基礎、軟交換為核心的工業(yè)語音系統(tǒng)，符合現在鋼鐵行業(yè)集控中心的建設標準，是適用于鋼鐵行業(yè)應急指揮調度的系統(tǒng)平臺。

2.1 技術架構特點

（1）基于集成視頻、語音和數據業(yè)務的新型承載網絡技術，與IP網絡相融合，方便實現各類業(yè)務的合并協作與集中管理；（2）融合現有各類通信方式，整合使用界面、配置管理、用戶管理，使用更加簡便；（3）統(tǒng)一標準的設備、業(yè)務系統(tǒng)接口和二次開發(fā)接口，維護更便利，更容易擴展未來業(yè)務；（4）節(jié)省用戶的重復投資，降低整體使用成本；（5）實現企業(yè)各生產工藝區(qū)域的通信集中、操作指揮遠程化，促進工藝系統(tǒng)的深度融合，通過一體化的融合通信平臺來規(guī)范標準，強化交流協作，提高生產指揮效率；（6）升級企業(yè)行政電話、調度電話系統(tǒng)，實現調度用戶和行政用戶二網合一；（7）在實現全廠調度通信的同時，以調度IP軟交換為核心，實現工業(yè)對講系統(tǒng)、流程廣播、無線手持系統(tǒng)的接入，實現多網融合、互聯互通。

該系統(tǒng)依托企業(yè)已有的IP網絡資源，可以與視頻、數據網、辦公自動化（Office Automation，OA）網共享網絡資源（需采用虛擬局域網的方式），也可以獨立組建網絡，將整個企業(yè)的工業(yè)有線調度、工業(yè)有線對講、數字無線對講、行政自動辦公電話、工業(yè)視頻監(jiān)控、工業(yè)廣播等系統(tǒng)有機融合起來，組成完善的生產、能源調度系統(tǒng)，滿足集中管控、扁平管理、全平臺、多終端融合指揮調度的通信需求，實現全廠所有語音終端統(tǒng)一編碼、統(tǒng)一使用、統(tǒng)一管理。

2.2 技術架構組成

系統(tǒng)核心包含軟交換主機、調度服務器、錄音服務器以及聯動服務器。軟交換主機具有雙冗余、高可靠性和強穩(wěn)定性，核心處理部件、核心電源系統(tǒng)部件、核心通信板部件、核心資源系統(tǒng)部件等關鍵部件必須采用在線熱冗余，并且支持在線熱插拔功能。在主備部件切換時，對業(yè)務不應產生影響。此外，軟交換主機采用雙中央處理器（Central Processing Unit，CPU）、雙電源冗余備份，可實現全廠行政電話、調度電話、工業(yè)有線對講以及自動廣播系統(tǒng)的接入，與無線對講系統(tǒng)進行對接實現互聯互通。系統(tǒng)采用分布式架構，對于新增分廠或生產線，只需在生產線附近新增對應網關設備即可。

2.3 辦公行政管理電話融合

2.3.1 融合要求

融合通信系統(tǒng)平臺還需要考慮將現有的行政管理電話接入到融合通信系統(tǒng)平臺，接入后應滿足以下要求：（1）一機雙號，內部小號撥，不產生通信費用；（2）在電力供應中斷4 h以內，保證電話業(yè)務正常；（3）外線傳輸全斷后，廠區(qū)固話內線仍能通話；（4）實現選擇性號碼錄音功能；（5）呼叫特種業(yè)務或長途電話功能；（6）可選擇性限制呼叫，可實現自動話務分配，自動路由選擇；（7）具備靈活的編號功能以及集中語音信箱、集中計費、集中話務臺等功能；（8）撥號可實現全網全透明，話機可設置呼出限制、呼叫等待、熱線服務、轉移呼叫、免打擾、遇忙回叫等。

2.3.2 行政電話的接口互連

行政電話系統(tǒng)可以通過多種接口與公共交換電話網絡（Public Switched Telephone Network，PSTN）或其他公司內部使用的電話業(yè)務網絡（Private Branch Exchange，PBX）互連，互連方式包括（E1）數字中繼接口、外部交換局（Foreign Exchange Office，FXO）模擬環(huán)路中繼或SIP中繼等。其中，（E1）數字中繼接口可以支持Q.SIG信令、ISDN-PRI信令、（R2）中國一號信令、NO.7信令。與集團其他異地分支機構，可通過專網采用SIP中繼的方式進行組網，實現集團內小號通話，不產生通話費用。

2.3.3 融合改造方式

采用融合通信系統(tǒng)加模擬電話網關的方式進行改造。廠區(qū)內行政電話通過模擬電話網關接入到融合通信系統(tǒng)，可以與調度電話共用網關。模擬電話的網關與融合通信系統(tǒng)平臺直接通過網絡連接。本系統(tǒng)由模擬電話網關、模擬電話機（或IP電話機）、總配線架等組成，由融合通信系統(tǒng)提供語音服務。

2.4 工業(yè)調度電話融合

在企業(yè)的工業(yè)生產調度崗位也要考慮設計調度電話，以滿足調度人員及時掌握生產情況、組織和協調生產作業(yè)計劃、迅速進行生產指揮以及召開生產調度電話會議等需要。調度電話通過模擬網關接入到融合通信系統(tǒng)與生產管控中心，通過配置調度電話服務器實現工業(yè)調度電話功能。工業(yè)調度電話系統(tǒng)與行政電話系統(tǒng)采用綜合配線的方式[1]。

2.4.1 工業(yè)調度電話需求分析

（1）調度電話（調度臺級別）與行政電話實現互撥；（2）通過錄音服務器，實現對指定或全部語音電話的錄音，同時支持200線以上的錄音，包括辦公行政電話、工業(yè)調度電話；（3）會議功能，可同時召開7個以上（或不少于10個）會議，每1個會議不少于32方；（4）調度臺能對級別低的電話實行強插、強拆操作；（5）調度電話分組，組間用戶可以交叉；（6）摘機通話（立即熱線），如果設定的被叫正在通話，拆掉正在通話的電話，建立本機跟被叫的通話（強拆）；（7）包括呼叫、轉接、排隊、代答、保持、強插、強拆、強掛、監(jiān)聽、應答、群答、回呼、緊急呼叫、應急會議、夜服等調度管理功能；（8）包括群呼、會議呼叫、廣播、踢出成員、添加成員、隔離/解除隔離、禁言/解除禁言、點名、輪詢等群組管理功能；（9）實時狀態(tài)監(jiān)控，能夠通過圖標顏色和文字實時指示出用戶狀態(tài)，包括未預約、未知、故障、禁止通話、空閑、呼入、呼出、通話等多種狀態(tài)及通話號碼；（10）應急指揮臺呼叫記錄查詢、錄音回放；（11）支持分級調度、多坐席主備調度、協同調度功能；（12）支持應急指揮臺故障時通過話機實現基本調度功能；（13）支持一鍵選擇發(fā)起會議、會話、強拆、監(jiān)聽、強插等調度指令；（14）支持在突發(fā)緊急情況下調度員調用預先設置好的預案，觸發(fā)緊急流程后，自動實現一鍵會議、一鍵傳真、一鍵廣播等方式的聯動；（15）支持靈活的分組和管理，可以根據企業(yè)內部人員架構或事件關聯到員工，在調度臺上對員工進行分組，建立固定員工組和臨時員工組，隨時選擇對應的分組搜索用戶、發(fā)起會議等；（16）支持各級協同統(tǒng)一調度，權限分配及管理可支持上下級調度平臺，并可指定調度臺的等級及可調度用戶，調度臺之間可以相互協同工作，滿足分級別、多級調度中心的協同指揮，統(tǒng)一調度的需求；（17）支持電話號碼與監(jiān)控攝像頭綁定，實現語音視頻聯動一體化調度。

2.4.2 工業(yè)調度電話融合架構

工業(yè)調度電話由調度鍵盤、模擬電話網關、模擬電話機（或IP電話機）以及總配線架等設備組成，統(tǒng)一接入融合通信系統(tǒng)平臺，由融合通信系統(tǒng)提供語音及調度服務。接入融合通信系統(tǒng)不僅可以實現調度電話與行政電話的通信，還可以節(jié)省1套調度系統(tǒng)，降低系統(tǒng)負責度，實現1套平臺統(tǒng)一管理所有語音業(yè)務。

2.5 工業(yè)有線對講融合

在生產現場還需要設計工業(yè)有線對講系統(tǒng)，以滿足生產操作人員在工業(yè)現場高效、快速下達指令的需要。工業(yè)有線對講通過對講網關接入到融合通信系統(tǒng)，實現對講功能，可以與調度系統(tǒng)、自動廣播系統(tǒng)以及無線對講系統(tǒng)實現互聯互通[2]。

2.5.1 工業(yè)有線對講特點

（1）基于IP的網絡架構，采用高效的軟交換技術；（2）用戶線路采用數字編碼，抗干擾能力強、音質清晰、傳輸距離遠；（3）可以實現單呼、組呼、撥號呼叫；（4）可以進行廣播呼叫、雙工會議；（5）能夠實現強插，設置8個優(yōu)先級，高級別用戶可以插入低級別用戶的通話；（6）呼叫記憶，用戶話站記憶最后一次呼入的用戶；（7）示忙，用戶話站在通話時，向有互聯關系的用戶示忙。

2.5.2 工業(yè)有線對講融合架構

工業(yè)有線對講融合架構由對講網關、電源、對講終端以及總配線架等組成，系統(tǒng)由融合通信系統(tǒng)提供語音及調度服務。對講網關負責將有線對講的通信數據與融合通信系統(tǒng)進行對接，實現有線對講的語音可以傳輸到調度系統(tǒng)或廣播系統(tǒng)中，還可以實現有線對講和無線對講的互通。

2.6 自動廣播系統(tǒng)融合

在生產現場設計自動廣播系統(tǒng)，根據工藝流程，自動生產流程語音、報警語音和提示語音，通過廣播域播放出去，達到通知或者警示現場操作人員的目的。

自動廣播系統(tǒng)由自動廣播服務器、自動廣播接入網關、功放和揚聲器等設備組成。廣播服務器用于與可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）系統(tǒng)和軟交換服務器通信。廣播服務器根據PLC指令，與軟交換服務器通信，將指定的生產語音流程指令傳送至現場單個或多個IP廣播接入網關進行廣播。在已安裝工業(yè)對講的區(qū)域，由有線對講揚聲器直接播放自動廣播語音。

3 數字無線對講系統(tǒng)設計

3.1 無線對講系統(tǒng)簡介

無線對講系統(tǒng)具有終端設備使用靈活、用戶操作簡便、通話語音傳遞快捷、使用成本低等特點，是實現工業(yè)生產調度自動化和管理現代化的基礎手段。

由于企業(yè)內部建筑結構復雜及各種電子設備的影響，可能會造成無線對講機信號無法到達企業(yè)內各個區(qū)域，尤其是消防通道、地下室、電梯等區(qū)域。建設無線對講系統(tǒng)對于調度、安保、施工、工業(yè)等部門的各項管理工作將帶來極大便利，可快速、高效處理各種突發(fā)應急事件，最大可能地減少事件造成的損失。尤其是突發(fā)緊急事件時，1套覆蓋整個企業(yè)生產辦公區(qū)域的無線對講系統(tǒng)可以實現無處不通、一呼百應，能夠快速組織調度人員進行逃生、搶險、救援等工作，有效實施應急預案。

3.2 數字無線對講系統(tǒng)

采用數字無線對講系統(tǒng)基站異頻中轉技術擴大對講機的通信范圍，當對講機之間由于距離較遠或建筑物阻擋而無法實現通信時，基站可將對講機信號進行異頻中轉，然后通過室內天線分布系統(tǒng)將信號發(fā)送出去，由此擴大了對講機之間的通信距離。采用基站后，將克服建筑結構和環(huán)境對無線信號造成的阻擋與屏蔽，使信號能從地上樓層穿透到地下樓層，起到接力通信的作用，達到樓宇內通信無盲區(qū)[3]。

3.3 數字無線中繼臺

通過數字無線中繼臺的建設，可以在廠區(qū)范圍內實現無線電頻段覆蓋，在中繼覆蓋范圍內任意時間、任意地點實現實時數字對講通話，并且借助無線中繼臺可實現中繼臺IP互聯、指揮調度、廠區(qū)內部電話互聯等業(yè)務。其中，數字手持對講機獨創(chuàng)性地實現了電話互撥功能，極大擴展了手持對接機的通話范圍與通話對象[4]。

3.4 功能優(yōu)勢

能夠滿足企業(yè)的管理和控制，進行日常值班、監(jiān)控、應急指揮等。在發(fā)生突發(fā)事件時，及時上報相關信息，上級可對突發(fā)事件進行及時、有效地應對與處置。此外，也可部署調度系統(tǒng)，滿足跨區(qū)域和跨服務器的呼叫需求。如果存在模擬設備，可通過背靠背形式實現模擬設備和數字設備通信。

3.5 技術特點

數字無線對講系統(tǒng)因采用語音信號數字化及壓縮編碼技術，相比模擬系統(tǒng)有其獨特功能，如保密性強、頻率利用率高、通話質量高、語音和數據并存、調度管理易實現等。數字無線對講系統(tǒng)能夠更好地利用頻譜資源，與蜂窩數字技術相似，可以在1條指定的信道上裝載更多用戶，提高頻譜利用率，這是1種解決頻率擁擠的解決方案，具有長遠的意義[5]。

3.6 系統(tǒng)擴展性

系統(tǒng)具有優(yōu)秀的擴展性，在新增場所或覆蓋不足的情況下，每1根饋線上方都可以快速增加耦合器分流出另1根饋線，連接室內天線后即可進行區(qū)域補充覆蓋，如果信號強度不足，也可快速地在饋線上增加雙向放大器進行信號放大。若通話組數量不足，則可在機房新增數字中繼臺，無縫接入原系統(tǒng)，擴容成更多信道的無線對講系統(tǒng)。系統(tǒng)中，每增加1套數字中繼臺，則會增加2組通話頻道。

4 結 論

在實施和部署以上整套語音通信系統(tǒng)及數字無線對講系統(tǒng)時，最困難的問題是數字無線對講系統(tǒng)與語音融合通信系統(tǒng)的集成和對接。由于2個系統(tǒng)是不同的語音技術范疇，因此在技術對接和功能實現方面需要進行大量的二次開發(fā)及兼容性測試。軟件研發(fā)和測試人員通過不懈的努力，最終達成了系統(tǒng)無縫對接，設備全兼容，功能符合設計要求，實現了融合技術獨創(chuàng)和系統(tǒng)軟硬件大集成的最終目標。