基于風(fēng)電場實(shí)際通信及風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施情況 ， 本文設(shè)計(jì)了一種以風(fēng)機(jī)塔筒底部的光纖環(huán)網(wǎng)為傳輸平臺,利用開源軟件Elastix為PBX的風(fēng)電機(jī)組IP電話對講系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用標(biāo)準(zhǔn)的 TCP/IP通信協(xié)議，利用語音對講終端將語音信號轉(zhuǎn)化為可以在光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)IP包，成功解決了風(fēng)電場不同機(jī)組及主控室的通信問題，為風(fēng)電場人員通信提供了有力的保障 。
引言
近年來，隨著國家在風(fēng)力發(fā)電方面不斷加大支持力度，新增并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量持續(xù)增加。2017 年前三季度，新增并網(wǎng)風(fēng)電裝機(jī)容量970萬 kW, 截至2017年9月全國累計(jì)風(fēng)電并網(wǎng)容量達(dá)到1.57億 kW 0因此，國內(nèi)風(fēng)電場的數(shù)量快速增加，風(fēng)電場的位置分布全國各地。目前，風(fēng)電場通信主要依靠模擬對講機(jī)，移動(dòng)電話等方式進(jìn)行聯(lián)系。但是，多數(shù)風(fēng)電場為獲得優(yōu)質(zhì)的風(fēng)資源，所處位置相對偏僻，移動(dòng)信號覆蓋較差，在場區(qū)內(nèi)部主控室人員與風(fēng)機(jī)檢修人員之間通信困難，少數(shù)山區(qū)樹木茂盛的風(fēng)電場,存在通信盲區(qū)?；谟?jì)算機(jī)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)IP電話應(yīng)運(yùn)而生“。網(wǎng)絡(luò)IP電話將語音、對講、視頻等功能進(jìn)行融合,形成一種具有即時(shí)通信、視頻通信、視頻會(huì)議 、E-mail等多種通信方式的專業(yè)通信系統(tǒng)何。IP電話的經(jīng)濟(jì)性決定著其具有廣泛的應(yīng)用市場，基于集團(tuán)辦公室叭家庭回及軍事化礦井叫物流問等場合的IP電話系統(tǒng)。目前，關(guān)于IP電話在風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組中的應(yīng)用較少，利用風(fēng)電機(jī)組內(nèi)備用光纖，構(gòu)建基于光纖環(huán)網(wǎng)為骨干的局域網(wǎng)絡(luò)IP電話系統(tǒng),可以較好的解決風(fēng)電場通信問題。本文通過設(shè)計(jì)一種基于風(fēng)電機(jī)組環(huán)網(wǎng)的IP電話系統(tǒng)，利用開源IPPBX系統(tǒng)的Elastix軟件做網(wǎng)關(guān) ，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場檢修人員之間對講、語音、廣播等功能。
1 風(fēng)電場 IP 電話系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
1.1結(jié)構(gòu)組成及工作原理
風(fēng)電場IP電話系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。
該系統(tǒng)主要包括風(fēng)電場風(fēng)機(jī)現(xiàn)場和風(fēng)電場主控室兩部分風(fēng)機(jī)與風(fēng)機(jī)之間通過光纖環(huán)網(wǎng)連接，每11臺風(fēng)機(jī)形成一個(gè)環(huán)網(wǎng)，每個(gè)環(huán)網(wǎng)連接到風(fēng)場主控室的中央交換機(jī)上。風(fēng)電場風(fēng)機(jī)機(jī)艙和塔底安裝設(shè)備IP電話、光電轉(zhuǎn)換器，機(jī)艙和塔底的IP電話通過網(wǎng)線進(jìn)行連接，每臺風(fēng)機(jī)塔底的IP電話通過光電轉(zhuǎn)換器與備用光纖相連 ，形成網(wǎng)絡(luò)通路。風(fēng)電場主控室的安裝設(shè)備有IP電話、裝有 IPPBX（Elastix軟件）的工作站 、中央交換機(jī)。最終風(fēng)電場主控室設(shè)備和風(fēng)電場的風(fēng)機(jī)設(shè)備之間通過局域網(wǎng)進(jìn)行互通。每臺IP電話具有獨(dú)立的IP地址，在裝有Elastix軟件的工作站上可進(jìn)行任意分組和定時(shí)廣播，也可以實(shí)現(xiàn)任意IP電話之間的通話。
1.1 IP語音電話技術(shù)規(guī)范
在每臺風(fēng)機(jī)的塔筒底部及機(jī)艙內(nèi)各安裝一部IP電話機(jī)，用于海面上風(fēng)機(jī)對外聯(lián)絡(luò)通訊之用。每臺IP電話借助于機(jī)組高低壓配套設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，傳輸至海上升壓站。在海上升壓站設(shè)置多部IP電話，與風(fēng)機(jī)內(nèi)IP電話聯(lián)通，共同組成IP電話網(wǎng)絡(luò)。此系統(tǒng)再通過光纖網(wǎng)絡(luò)口連接至陸上換流站程控交換機(jī)與郵電公網(wǎng)相聯(lián)。建立IP-PBX語音電話系統(tǒng)。IP電話需滿足與陸上程控交換機(jī)相匹配的要求，配合陸上程控設(shè)備統(tǒng)一完成組網(wǎng)。風(fēng)機(jī)塔筒內(nèi)語音電話需要適應(yīng)于海面上高鹽霧高濕度環(huán)境下運(yùn)行，要求防腐蝕、防潮濕，應(yīng)該采取密封安裝等措施，要求IP防護(hù)等級在IP56以上，滿足中國船級社相關(guān)規(guī)范之要求。
1.2 IP語音電話機(jī)功能特性要求
基于像素的顯示屏可以幫助用戶直觀地使用各種呼叫功能。軟鍵可以動(dòng)態(tài)地為用戶提供呼叫選項(xiàng)。滾動(dòng)條使用戶可以方便地瀏覽顯示信息。
“菜單”鍵--該鍵使用戶可以迅速查看各種信息，例如呼叫日志和電話設(shè)備。
-用戶可以接收語音郵件信息。
-用戶可以顯示未接電話、已撥電話和已接電話。
-用戶可以進(jìn)行不同的設(shè)置，例如振鈴類型和顯示屏的對比度。
“保持”鍵--這個(gè)可以發(fā)亮的按鍵可以通過紅燈指示，告訴用戶一個(gè)呼叫正處于保持狀態(tài)。
一個(gè)音量調(diào)節(jié)滑輪可以對聽筒和振鈴的音量進(jìn)行分貝級的調(diào)節(jié)。
位置固定的支架可以提供最佳的顯示效果，讓用戶舒適地使用所有按鈕和按鍵。用戶可以卸除支架，通過電話底部的安裝孔將其安裝在墻上。
呼叫功能包括
單一的線路／目錄號碼（DN）；主叫方姓名和號碼顯示；呼叫等待；呼叫轉(zhuǎn)接呼叫轉(zhuǎn)移；三方通話（會(huì)議）；免提撥號、提前撥號和摘機(jī)撥號；重?fù)?；呼叫保持；呼叫監(jiān)控（只用揚(yáng)聲器，不用麥克風(fēng)）
網(wǎng)絡(luò)功能
G.711a、G.711u、G.729ab音頻壓縮編解碼器（codec）
通過一個(gè)RJ-45連接頭進(jìn)行10BASE-T連接，從而接入LAN
可以通過普通文件傳輸協(xié)議（TFTP）服務(wù)器支持軟件升級
通過動(dòng)態(tài)主機(jī)配置協(xié)議（DHCP）設(shè)置網(wǎng)絡(luò)參數(shù)
語音活動(dòng)檢測、靜音抑制、可接受噪聲生成和錯(cuò)誤掩蓋。
支持的協(xié)議
采用SCCP協(xié)議，兼容3.3及其以上版本的呼叫管理器
H.323版本2
SIP協(xié)議
1.3風(fēng)機(jī)對講終端設(shè)計(jì)
風(fēng)電場風(fēng)機(jī)IP電話系統(tǒng)語音對講終端通過光電轉(zhuǎn)換器接口接入風(fēng)機(jī)塔筒底部光纖環(huán)網(wǎng)， 受主控室語音控制平臺控制。IP電話號碼命名規(guī)則如下：主控室的IP電話號碼設(shè)置為001, 1 號風(fēng)機(jī)，塔筒底部IP電話號碼為101,機(jī)艙IP電話號碼為102,2號風(fēng)機(jī)，塔筒底部IP電話碼為201,機(jī)艙1P電話號碼為202,按照此規(guī)則依次進(jìn)行所有風(fēng)電機(jī)組的IP電話分機(jī)號碼。語音對講終端之間可以連接對講分機(jī)，完成語音對講、廣播等任務(wù)。語音對講終端以光纖接口接入IP網(wǎng)，通信協(xié)議采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議。語音對講終端的語音通過語音編碼器實(shí)現(xiàn)模擬語音信號與數(shù)字音頻信號的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)語音在不同風(fēng)機(jī)及風(fēng)場IP語音對講終端中切換傳輸 。
1.4功能需求設(shè)計(jì)
在風(fēng)電場的日常工作中，可利用該系統(tǒng)的廣播功能在風(fēng)機(jī)機(jī)艙、塔筒等工作場所進(jìn)行安全知識教育的廣播，也可以將該系統(tǒng)作調(diào)度通信系統(tǒng)補(bǔ)充，利用其對講功能完成主控室值班負(fù)責(zé)人與風(fēng)機(jī)工作現(xiàn)場人員的信息交流。當(dāng)風(fēng)機(jī)出現(xiàn)火災(zāi)、人員傷亡等事故時(shí)，主控室監(jiān)控中心對風(fēng)機(jī)事故情況做出分析，制定撤離逃生路線，指揮人員逃離現(xiàn)場.并安排相關(guān)救援人員到現(xiàn)場進(jìn)行救援。
1.4 Elastix 介紹
Asterisk是一款最早為高端企業(yè)PBX提供各種業(yè)務(wù)的開源軟件。Asterisk 借助簡單的接口卡或網(wǎng)絡(luò)上穩(wěn)定的寬帶視頻業(yè)務(wù)提供商VSP（VoiceService Provider）,就可以方便地與PSTN 互聯(lián)互通。如果不需要與PSTN互通，企業(yè)可以購買一臺計(jì)算機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部通話。Elastix 整合了Asterisk各模塊功能，將Asterisk所有功能、CRM（客戶關(guān)系管理）、A2Billing（計(jì)費(fèi)系統(tǒng)）、Hylafax（傳真服務(wù)器）、Conferencing（會(huì)議系統(tǒng)Voicemail（語音信箱）等優(yōu)秀開源軟件進(jìn)行集成，使其具有傳統(tǒng)的語音服務(wù)功能和互動(dòng)語音應(yīng)答，電話排序、自動(dòng)呼叫分配等高級應(yīng)用功能。Elastix系統(tǒng)中的模塊都是獨(dú)立，在遵循 GPL（General Public License）要求下， 用戶可以根據(jù)自己的需求，利用Elastix的源代碼進(jìn)行應(yīng)用的添加，其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。同時(shí)Elastix支持傳統(tǒng)線路（TDM, Tl, ISDN）和VoIP協(xié)議（SIP,MGCP）等 。
2 風(fēng)電場主控室電話系統(tǒng)設(shè)計(jì)風(fēng)電場ip電話系統(tǒng)主機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，利用開源軟件 Elastix 免費(fèi)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理、語音通話等功能。
2.1 系統(tǒng)管理
在centos7.0操作系統(tǒng)中安裝Elastix2.5軟件，軟件本身對支持分機(jī)的數(shù)量沒有限制，主要取決與工作站的配置，一般 4.0GB RAM的工作站，可以注冊500個(gè)分機(jī)，達(dá)到150個(gè)并發(fā)，滿足一般風(fēng)場通信需求。系統(tǒng)管理主要實(shí)現(xiàn)服務(wù)器資源的監(jiān)控,網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置 PBX中分機(jī)、中繼等功能的管理,實(shí)現(xiàn)1P電話廣播對講、語音通話的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置以及錄音存儲。
2.2 通話管理
設(shè)置風(fēng)場風(fēng)電機(jī)組IP電話的分機(jī)號碼，在 PBXconfiguration功能extension中添加分機(jī)，分機(jī)信息錄入后，需要在Elastix管理界面選擇Applychanges進(jìn)行保存，值班室人員可以利用主控室的 IP 電話實(shí)現(xiàn)主控室與風(fēng)電場所有風(fēng)機(jī)的語音通話。Elastix作為風(fēng)電場IP電話的服務(wù)器，風(fēng)機(jī)中的電話采取嵌在網(wǎng)站上的在線交流平臺接入服務(wù)器，檢修人員撥打其他風(fēng)機(jī)或主控號碼，實(shí)現(xiàn)其便捷的在線交流，也可以通過PTSN接入。
4 小結(jié)
風(fēng)電場風(fēng)電機(jī)組的IP電話對講系統(tǒng)基于風(fēng)機(jī)塔筒底部的光纖環(huán)網(wǎng)傳輸平臺，采用標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP通信協(xié)議.利用開源軟件Elastix作為服務(wù)器，通過語音對講終端將語音信號轉(zhuǎn)化為可以在光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)IP包，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場不同機(jī)組及主控室的通訊問題。該系統(tǒng)安裝工藝簡單，經(jīng)濟(jì)效益較好,通信質(zhì)量好，穩(wěn)定可靠，為風(fēng)電場解決通信問題提供了有力的保障。
