海事VHF甚高频VoIP通信系统解决方案


发布时间:

2026-06-29

一、系统概况

1.1 系统背景

甚高频(VHF)通信是海事领域最重要的语音通信手段,广泛应用于船舶交通管理(VTS)、遇险搜救、船舶避让、港口生产调度、海事管理及安全信息播发等方面。传统的VHF通信系统采用专用岸台设备和线路交换方式构成通信网,存在带宽利用率低、管理维护成本高、偏远岸台无法实现无人值守等突出问题。

随着IP网络技术的成熟和VoIP(Voice over IP)技术的广泛应用,将VoIP技术引入海事VHF通信系统已成为行业发展趋势。海事甚高频VoIP通信系统通过将VHF语音信号数字化,并在IP网络上进行传输和交换,实现了VHF通信从传统电路交换向分组交换的转型升级。

 

1.2 系统架构

海事甚高频VoIP通信系统采用纯IP、端到端的无线电传输控制架构。系统总体架构由以下层次构成:

(1)岸台设备层

部署于各VHF基站的收发信机设备,负责VHF频段的无线信号收发。收发信机输出的是模拟音频信号(包括接收音频、发射音频、PTT控制等)。

(2)信号转换层(核心)

基站侧:VHF收发信机的模拟音频通过音频电缆连接到 ZMUX‑4102 VoIP复用设备。ZMUX‑4102将模拟音频进行数字化编码(支持G.711、G.726等主流编解码),封装为IP数据包,送入IP传输网。

控制中心侧:同样部署 ZMUX‑4102,其作用正好相反——将来自IP网络的语音数据包解码还原为模拟音频信号,输出至控制中心的音频设备(如调度台、扬声器、耳机麦克风等),同时将操作员的模拟语音输入编码为IP包回传至基站。这样,两端通过ZMUX‑4102完成模拟↔IP的双向转换,实现了VHF模拟电台与IP网络的平滑衔接。

该设备兼容传统模拟无线电制式,支持MDC1200、EIA Tone Remote、Selcal、DTMF等多种信令协议。

(3)IP传输网络层

利用运营商提供的IP传输网,在基站侧ZMUX‑4102与控制中心侧ZMUX‑4102之间传递VoIP数据包。传输网可以是专线、MPLS VPN或公共互联网,支持SIP协议。

(4)核心控制层

部署于VTS中心或海事指挥中心的通信服务器,负责VoIP会话管理、呼叫路由、信道分配和设备统一管理。系统支持服务器冗余配置,确保高可用性。

(5)操作终端层

操作人员通过运行无线电操作终端软件的PC或工作站,实现对远程VHF基站的呼叫、监听和控制。终端界面支持触摸屏操作,可适配多种显示设备。

该架构的去中心化设计使得系统无需中央集中控制交换节点,语音流通过两端ZMUX‑4102直接传输,路由灵活、延迟低。


二、系统实施

本系统的组网拓扑图:

 

本系统的实施遵循简洁高效的流程,重点在于ZMUX‑4102设备的部署与连接:

  1. 基站侧安装:在各VHF基站机房内安装ZMUX‑4102,将其与现有VHF收发信机的音频接口、PTT控制接口通过电缆连接。
  2. 控制中心安装:在控制中心机房或操作台旁安装ZMUX‑4102,将其模拟音频接口连接至调度台、扬声器、麦克风等音频设备。
  3. 网络配置:为所有ZMUX‑4102配置IP参数,确保基站侧与中心侧设备能够通过运营商IP传输网互通。
  4. 系统联调:部署中心服务器软件和操作终端软件,配置各信道参数。进行端到端通话测试和DSC功能测试,验证话音质量、时延等指标。
  5. 试运行与交付:系统投入试运行,完成操作人员培训后正式交付。

整个实施过程充分利用现有VHF基站和控制中心已有设备,以ZMUX‑4102为核心转换节点,快速完成VoIP化改造。


三、核心功能

3.1 远程语音通信

操作中心工作人员可通过IP网络与远程基地站台的收发信机建立通信连接,进而与辖区内船舶进行VHF语音通话。系统支持通过左右声道区分值守信道和监听信道。

3.2 远程设备控制

支持远程控制VHF电台的接收、发射以及频道切换。海事监管人员仅需通过操作终端即可轻松实现对VHF基站的远程操控,包括远程播发、远程调频、远程调整功率等功能。

3.3 多信道管理

系统支持2至12个VHF信道的管理和控制,用户可灵活扩展信道容量。操作员可以同时控制和连接多达12个无线电通道。

3.4 内部通信

支持操作员之间通过内部对讲进行即时语音通信。

3.5 录音与回放

系统配备自动持续归档功能,对所有语音和数据进行索引记录,支持在操作终端上快速回放最新的语音消息、电话呼叫。


四、系统优势

4.1 双向转换,平滑升级

ZMUX-4102 VoIP复用设备是系统的核心转换枢纽,它直接对接现有VHF收发信机的模拟音频接口,无需更换或改造既有的模拟电台设备,即可将传统模拟VHF基站平滑升级为IP化通信节点,极大保护了用户已有投资。

4.2 拓展通信覆盖范围

传统VHF通信受限于专线传输和基站布局,覆盖范围有限。VoIP系统借助IP网络的广域覆盖能力,实现了由无人值守站到工作人员远程值守的重要转变,大大拓展了VHF通信系统的通信范围。

4.3 降低建设和运营成本

相比传统采用专用岸台设备和线路交换方式的VHF系统,VoIP方案可利用现有成熟的IP基础设施进行远距离传输。系统采用通用IT设备和标准网络协议,工程造价大幅降低,管理维护成本显著减少。

4.4 提高系统灵活性和可扩展性

系统采用模块化设计和开放架构,易于根据需求进行扩展和升级。信道容量可通过软件授权灵活扩展。系统可轻松与其他通信网络、船舶交通管理系统或第三方系统集成。

4.5 提升话音质量和管理水平

系统采用主流音频编解码格式(G.711、G.726、GSM等),确保清晰的话音质量。数字化话音管理方案实现了通话的自动记录、存储和远程重放,满足了VHF通信系统话音管理的现代化需求。

4.6 增强系统可靠性

系统支持主控、电源、链路、信道冗余配置,具备高可用性。

4.7 实现无人值守

偏远岸台可实现无人值班守听,工作人员在控制中心即可完成对远程VHF基站的操作和监控。这一转变不仅节约了人力成本,也改善了偏远站点工作人员的工作条件。

4.8 兼容性强

ZMUX-4102与传统的模拟无线电制式兼容,使得现有模拟无线电设备可以利用成熟的IP基础设施进行远距离传输。


五、后续扩展

5.1 信道容量扩展

系统支持通过购买软件许可证的方式逐步扩展信道容量,用户可根据业务发展需要灵活调整系统容量。

5.2 多站点联网扩展

系统可基于现有IP网络架构,方便地接入新的VHF基站站点。新站点仅需部署VHF收发信机和一台ZMUX-4102设备即可接入现有系统,实现更大范围的海域VHF信号覆盖。

5.3 功能模块扩展

系统可集成多种可选功能模块:

  • 无线电定位(TDoA/RDF) :基于多站时差定位技术,实现对VHF信号源的定位和可视化
  • AIS信息管理:整合多个AIS基站信息,构建统一的交通态势图
  • 电话模块:操作员可直接从控制台拨打移动电话或固定电话
  • 监控管理系统:实现对所有系统组件的自动化监控

5.4 智能化升级

系统可与人工智能技术深度融合,实现语音指令识别、文字转语音播发等智能化功能。例如,将关键信息迅速转化为清晰可辨的语音,确保紧急信息第一时间传达至航行中的船舶。

5.5 与e-Navigation框架融合

系统设计符合IALA(国际航标协会)相关标准和建议,可与e-Navigation框架下的海事服务进行对接。

5.6 数字语音信道扩展

随着VHF频段数字化的发展,系统可支持在每个25kHz海事VHF语音频道上承载4个或更多数字语音信道,进一步提升频谱利用效率。


六、总结

海事甚高频VoIP通信系统是将现代VoIP技术引入海事VHF通信领域的创新解决方案。系统基于纯IP架构,以ZMUX-4102 VoIP复用设备为核心转换设备,将VHF收发信机的模拟音频信号高效转换为IP数据包,实现了VHF通信的数字化、网络化和智能化。该系统有效解决了传统VHF通信系统存在的工程造价高、覆盖范围有限、维护成本高、偏远岸台难以值守等问题,在拓展通信覆盖、降低运营成本、提升管理效能等方面具有显著优势。同时,系统具备良好的可扩展性,可随业务发展需要进行信道扩展、站点扩容和功能升级,是适应海事通信现代化发展需求的理想选择。

 

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