一、 前言

    隨著VoIP技術在通信行業中各種應用的迅速崛起，大家越來越體會到IP數據網絡的巨大作用和應用潛力。VoIP最大的優勢是能廣泛地采用Internet和全球IP互連的環境，提供比傳統業務更多、更好的服務。VoIP可以在IP網絡上便宜的傳送語音、傳真、視頻和數據等業務，如統一消息、虛擬電話、虛擬語音/傳真郵箱、查號業務、Internet呼叫中心、Internet呼叫管理、電視會議和各種信息的存儲轉發等。為了更好的將VoIP的技術模式和原理應用于日益擴大的專業無線通信領域，彌補VoIP技術在這個領域的不足，RoIP技術隨之誕生，并逐步進入了快速發展的階段。
    RoIP是Radio Over Internet Protocol的縮寫，類似于Voice Over IP，即VoIP，但RoIP實現的是無線電臺或轉信臺的雙向通信，而不是網絡電話。從用戶的角度來看，它本質上是VoIP加上即按即講（PTT/COR）的功能。RoIP技術是通過將模擬話音利用標準的G.711、G.723或GSM等話音編碼技術進行編碼，再將數字化的語音信號和控制信號打成UDP或RTP等傳輸層協議的數據包放在IP網上進行傳輸，由于遵循了標準的TCP/IP協議，所以承載網可以是任何符合IP協議的網絡。
    鑒于RoIP技術在突破目前無線指揮調度網絡發展的瓶頸中的實際意義和技術上的優勢，為相關部門規劃設計無線網絡解決實際問題提供參考和借鑒，本文從多個方面介紹RoIP技術的應用范圍和發展前景。
二、     RoIP技術出現的背景
    無線指揮調度網絡從最早的模擬常規系統，模擬集群系統發展到現在的數字集群系統（主要指TETRA、iDEN、GoTa、GT800等），以及下一步在國內要推開的數字對講機系統（主要指DMR、DPMR、PDT），這類專用無線調度網絡憑借其接入速度、系統可靠性、專用調度功能等方面的優勢，目前不論是在我國各地政府機構還是大中型企業的指揮調度中，發揮了重要的作用。但由于受不同地區經濟和社會的發展水平，不同部門間業務需求不同以及技術標準化等方面因素的制約，這類專網的建設出現了“百家爭鳴、百花齊放”的狀態， 出現了“三個不通”的現狀，即不同部門間的系統不通、不同地區間的系統不通、不同技術體制的系統不通，我們可以看到，發達地區的無線指揮調度系統已經進入了數字時代，而欠發達地區還在用模擬常規系統，所處的發展階段存在巨大的差異。
    隨著無線指揮調度通信的應用從傳統的在公安、交通、消防、港口、市政等專業領域逐步發展到在搶險救災、應急處置、大型活動、跨區聯動等綜合性社會服務，對無線指揮調度通信的要求也隨之由原來單純本部門獨享通信資源，各自為戰，發展到現在需要的資源共享，系統互聯互通，滿足統一指揮、多部門整體聯勤聯動、多單位相互配合的要求。廢棄現有系統而新建統一的無線指揮調度共網是一種方式，但需要的財力、物力、人力都太大，周期太長，絕大多數地區不可行。因此，如何利用現有各個不能互通的系統滿足這些需求是下一步無線指揮調度網絡亟待解決的問題和發展的方向。
    另一方面，隨著社會的進步以及互聯網Internet發展，人們對信息和通訊服務的需求不斷增長，特別是對高速數據傳輸應用有了強烈需求，IP技術憑借其廣泛的應用和突出的性能脫穎而出，成為眾多數據承載網絡的首選技術。伴隨著公共通信基礎設施的不斷完善和拓展，IP承載網絡發展很快實現了從窄帶、固定通信到了寬帶、移動通信的飛躍。現有的IP承載網絡包括互聯網（Internet）、企業內部網（Intranet）、衛星通信網絡、GPRS/CDMA、3G、Wi-Fi、WiMax等等。由于這類IP承載網服務的對象廣、范圍大、投資收益快、技術成熟，它的發展和技術演進速度要遠遠快于前面提到的無線專用調度網絡，不論在系統的覆蓋能力、接入范圍、容量等方面較專用調度網絡都有著巨大的優勢。
    如何充分利用IP承載網絡的優勢，并在不影響現有指揮調度網絡應用的前提下，迎接無線指揮調度網絡遇到的挑戰，解決“三個不通”的問題，實現不同通信手段的互聯成為很多人關注的焦點。RoIP技術正是在這樣的背景下誕生的，它的意義在于能夠較好的發揮兩類網絡的優勢，整合不同系統，實現互聯互通。
三、     RoIP技術原理
    在RoIP技術使用中，至少有一個網絡節點是無線電臺或轉信臺，通過IP網絡連接到其它節點，其它節點可以是另外的電臺和轉型設備，也可以是調度臺或傳統的電話或在PC上的軟件。 RoIP終端可以部署在私用網絡（如公安網）或者公共互聯網。VoIP技術僅僅將模擬話音進行IP打包，放在IP承載網絡上傳輸，而RoIP除了模擬話音外，還需要將相關的控制信號進行同步傳輸，如PTT、COR或VOX，滿足其半雙工操作的需要。
    使用該技術的系統一般由多個RoIP接入控制器（RAC）、IP承載網絡以及接入終端設備（如不同類型的電臺、轉信臺等）組成，如果需網絡管理和系統控制，還需要增加中心設備，包括網管、通信服務器以及調度臺等。    舉個例子，該系統可部署在邊遠地區指揮調度室（聯通了IP承載網，可以是有線IP專網、衛星鏈路或3G公網），利用這里的本地電臺，和RoIP接入控制器（RAC）進行連接，將電臺語音和控制信號聯入IP承載網絡，與其它地方的電臺實現語音互聯互通，通過配置可以達到不同地區的、不同電臺“一呼百應”的效果，使統一指揮調度成為可能。由于該RoIP接入控制器（RAC）采用了分布式計算的技術，支持點對點、點對多點等多種工作模式，所以每個地區的電臺都能夠獨立的實現和其它地區電臺互聯的功能。
 四、     基于RoIP技術的無線指揮調度產品概覽
    由于該技術在無線指揮調度方面具有較好應用前景，國際國內的多家公司利用該技術開發了相關產品，滿足不同用戶需求，以下是一些典型的產品及應用。
（一） 美國摩托羅拉公司的MOTOBRIDGE IP網關互聯產品
    美國911后政府非常重視應急部門間通信設備的互聯互通問題，制定了全國的應急通信互聯計劃，Motorola最近推出的該款產品也是在這個計劃下誕生的，為不同部門的互聯互通提供了一種技術解決方案。該產品作為該方案的核心設備，是連接不同系統、不同電臺的網（RGU），采用RoIP技術，利用IP承載網絡實現不同系統或設備的通信。該網關除了支持不同種類的基站、電臺外，還支持調度臺、IP電話、手機等設備，并且具備對不同基站信號強度的判選功能。
     該解決方案除了網關設備（RGU）外，還包含了連接網關的工作站（WGSU）、網絡運行管理服務器、系統管理控制設備、SIP代理服務器等組件，為用戶提供了一套整合了各種功能的聯網系統。
（二）美國雷神公司（Raytheon）的JPS ACU-2000IP
     ACU-2000IP利用IP技術，不僅能夠實現不同通信終端本地的互聯互通，還能夠與遠程電臺、SIP點換、調度終端、轉信臺等設備的聯通，使該設備能夠在更廣的范圍內進行部署和聯網，是一款典型的利用RoIP技術的商業產品，在美國警方得到了廣泛應用。該產品采用全模塊化設計，通過不同板卡接入不同通信終端。它的基本組件是接口模塊，每個模塊連接一種通信終端（VHF/UHF電臺、衛星電話、本地調度臺等），同時包括控制模塊、電源模塊、容納各類模塊的插槽以及進行音頻和控制信號路由的背板。
     該設備對于互聯的各個細節考慮周全，內置了語音提示功能，引導用戶方便的使用該設備；提供了可選插槽和擴展DTMF控制，提高了系統的可擴展性；高性能DSP芯片的處理能力為話音算法、語音識別技術、減噪提供了支持。以上的措施有效的解決了設備的吞音、話音延遲、信道阻塞、乒乓效應等常見問題，提高了系統的可靠性和穩定性。鑒于該設備的便攜性和可靠性，911事件后美國聯邦政府為多個應急處置部門進行了配備，并簽訂了多部門現場處置協作協議，定期開展聯合演練，為該設備的實戰應用進行準備。
（三）英國Trilogy公司的Mercury IP綜合應急語音指揮通信互聯平臺
     該產品是英國Trilogy公司研發的一款語音互聯交換設備，基于IP交換，支持VoIP國際標準（SIP)，兼容的設備包括了各類電臺（HF/VHF/UHF/TETRA）、模擬電話（PSTN）、SIP電話、衛星電話、GSM/CDMA/3G手機、麥克風/喇叭、模擬或IP錄音設備等等。支持異類通信設備互通互連，可應用于網絡級聯，全網絡集中/分級指揮調度；支持點對點通信架構，確保系統的高可靠性；具備一鍵通功能，無需撥號和排隊等待；支持點對點、點對多點和多方會議以及多路監聽，強拆、強插和用戶調度；具備網絡化管理和控制。而且，提供了較為豐富的外圍產品和二次開發接口，方面了用戶的使用，增強了其適用性。
     除了國外公司的商業產品外，國內一些公司也先后研發了相關采用RoIP技術的無線指揮調度通信設備，如北京達因瑞康公司的IP智能同播設備、安世創通公司的網絡駁接器、巡易科技的IP無線調度控制系統、南京旋谷通信公司的IP互聯互通設備等，并在多個行業無線指揮調度應用中取得了較好的效果。
五、     RoIP技術在無線指揮調度通信中的應用模式
    RoIP技術擁有多種應用模式，不僅可以完成不同無線電臺終端的互聯和指揮調度，還可以將轉信臺、基站、電話等多種通信方式進行集成，使用戶能夠在調度中心靈活進行指揮，而不用擔心不同通信方式和手段不能兼容的問題。采用RoIP技術的系統至少都會有一對RoIP接入控制器或網關，負責電臺或其它無線終端的接入，不同的應用模式會有不同的系統組成。
    典型的RoIP技術應用一般有如下幾種模式：
（一）點對點聯通模式
    該模式是RoIP應用的最基本的模式，可以完成不同地理位置、不同電臺間的互聯互通，該模式常應用于無線覆蓋的延伸或不同制式電臺的互聯。系統僅有兩端的電臺和RoIP接入控制器組成，完成點對點的通信。
 （二）網狀拓撲模式
    所謂網狀拓撲模式是指所有電臺的接入控制器都具備直接和其它節點通信的能力，不需要服務器的直接支持（可以有網管服務器），在事先配置好的情況下，各個控制器連接的電臺可以直接呼叫其它遠端電臺，做到一呼百應的效果。該結構應用靈活方便、實用性強，系統穩定性好，但系統容量有限制，連接的節點數量不宜太多；調度和管理配置功能比較簡單；網絡的擴展性不及星型拓撲結構，調整起來較復雜。
（三）星型拓撲模式
    所謂星型拓撲模式是指所有分布在遠端的網絡接入控制器RAC都和中心調度服務器直接通信，通過服務器端的調度軟件，實現對所有連接遠端節點的電臺單呼、組呼等功能，同時能夠實現任意遠端電臺的派接，這種模式系統功能強、安全性好，系統容量大、擴展性好，但必須要有中心調度服務器和調度軟件的支持，否則所有節點將失效。而且由于網管服務器統管所有遠端RAC節點，所有語音的交換由通信服務器承擔，因此一旦該服務器出現故障，將造成全網癱瘓，這是一個單點故障。為確保系統穩定運行，建議采用雙機熱備的方式，有效保證服務器正常運轉。
 六、     RoIP技術在無線指揮調度通信中的典型應用案例
    RoIP技術在實用性、安全性和可靠性等方面有著較為突出的優勢，因此在無線指揮調度通信中得到了較為廣泛的實際應用。這里提供兩個案例供讀者參考。
（一）地市級公安機關無線常規系統聯網應用
    某省公安廳所轄了多個地市級公安局，這些各個地方的公安局為滿足本地區無線指揮調度的需求，各自分別建設了350兆常規轉信系統覆蓋本地區。由于沒有統一的建設標準，這些不同地區的系統和電臺終端分別采用了不同公司的產品。省廳目前希望將這些地市級建設的系統進行聯網，既要求不影響現有本地區的無線指揮調度工作，又能夠在需要的時候實現全省的無線指揮調度，滿足全省性質的大型活動，如火炬接力、汽車拉力賽等的公安調度需要。經過綜合考慮，決定采用RoIP技術實施聯網。
    該方案在省廳指揮中心部署系統通信服務器、網管調度服務器和調度臺等中心設備；每個地市級公安局以公安網為IP承載網絡，將RAC接入控制器連接本地的一個無線電臺（基地臺或車臺）即可。省廳的網管服務器和調度臺上配置好各個地方的RAC，就可以靈活的進行調度和控制，既可以全網呼叫、也可以個別地方公安局進行互聯通信，還可以進行監聽、錄音等操作，同時，完全不影響各地市的日常使用，而且不需要各個地方更換任何設備和終端，保證了投入產出比。
    點評：各地建設了大量用于無線指揮調度的常規轉信系統，將這些分離的系統聯網有效提升網絡的覆蓋范圍和使用率。目前常規聯網普遍采用了同播的方式，利用有線或無線鏈路實現聯網，但這種需要在每個現有轉信臺上加裝鏈路設備，部署起來難度大、工期長，而且如果是多個公司的產品聯網，實現兼容也是一個大問題。RoIP技術為這類聯網提供了更優的選擇，不需要在改變現有設備，只需在覆蓋區內任一電臺加裝控制設備，即可實現聯網，最大限度的保證了現有系統的正常運行。相比其它聯網方式，RoIP技術不論從成本還是操作性上，都有著不可比擬的優勢。
（二）邊防海岸巡邏無線指揮調度應用
    目前，某武警邊防部隊后方總部通過有線電話與60余個分布在各沿海邊防站間進行聯絡，各邊防站使用電臺以無線直通的方式，與一定距離內的巡邏艇進行半雙工通信。當總部需要向巡邏艇下達指揮命令時，需要先知道目前巡邏艇的大致位置，然后通過有線電話通知就近的邊防站，邊防站再通過電臺直通的方式，呼叫巡邏艇。這種方式存在很多弊端，如信息溝通時間太長，不可靠，保密性不強等。為改變現有的無線指揮調度模式，而且考慮到邊防站沒有現成IP鏈路的現實狀況，因此利用現有覆蓋面廣的3G公網做IP承載鏈路，采用RoIP技術構建無線指揮調度網絡。
    在邊防站將現有的無線電臺與RAC電臺接入控制器相連，再將RAC與3G鏈路模塊連接，接入現有3G網絡，并在后方總部搭建無線指揮調度中心，安裝一臺通信服務器、網管調度服務器和一臺調度臺。該項目搭建完成后，將可以實現后方總部通過邊防站電臺直接呼叫巡邏艇或巡邏艇直接呼叫總部，同時也可以不改變現有的應用模式。該系統建成了集音頻互聯、通播、監聽、錄音、強插等調度功能于一體的無線指揮系統，有效提高了指揮和管理效率。
    點評：該項目可以看出，對于分布點多、范圍大，但通信量小的情況，建設無線集群系統或常規系統在投資和產出比上不合算，而且還存在鏈路建設的問題。結合公網覆蓋廣的特點和RoIP技術指揮調度功能強的優勢，能夠實現低投入、高產出的效果。當然，利用公網作鏈路，需要考慮安全性方面的問題。
七、     結束語
    綜上所述，RoIP技術在系統的部署、性價比、可靠性、安全性等方面有著其它技術不可比擬的優勢，可以將不同通信手段進行有效的整合，已經在公安、消防、邊防、武警、油田、機場、應急救援等行業的無線指揮調度領域得到了實際應用，發揮了重要作用。
    我們也清楚的看到，要進一步發揮該技術的優勢還需要解決一些技術方面的難點，比如IP網絡的QoS問題，一旦承載的IP網絡出現了多種傳輸業務，如何保證RoIP中話音的優先和可靠性；同時，由于該技術是構建在IP承載網絡下的調度應用，如何做好鏈路和系統的備份，確保在應急突發或災難發生的情況系統不中斷，也是需要研究解決的問題。
    雖然RoIP技術不能替代傳統的無線指揮調度專網技術，只是作為無線專網技術的一種有益的補充和備份，但鑒于該技術的固有特性，筆者認為該技術在實現不同地區、不同部門、不同頻率、不同制式的無線指揮調度系統的互聯互通方面，具有其它技術手段不可比擬的優勢，因此，在目前無線指揮調度通信發展從模擬到數字，分散到整合，各自為戰到聯動共享的大背景下，該技術具有很強的市場應用需求和前景。