基于风电场实际通信及风机基础设施情况 ， 本文设计了一种以风机塔筒底部的光纤环网为传输平台,利用开源软件Elastix为PBX的风电机组IP电话对讲系统。该系统采用标准的 TCP/IP通信协议，利用语音对讲终端将语音信号转化为可以在光纤网络传输的标准IP包，成功解决了风电场不同机组及主控室的通信问题，为风电场人员通信提供了有力的保障 。
引言
近年来，随着国家在风力发电方面不断加大支持力度，新增并网风电装机容量持续增加。2017 年前三季度，新增并网风电装机容量970万 kW, 截至2017年9月全国累计风电并网容量达到1.57亿 kW 0因此，国内风电场的数量快速增加，风电场的位置分布全国各地。目前，风电场通信主要依靠模拟对讲机，移动电话等方式进行联系。但是，多数风电场为获得优质的风资源，所处位置相对偏僻，移动信号覆盖较差，在场区内部主控室人员与风机检修人员之间通信困难，少数山区树木茂盛的风电场,存在通信盲区。基于计算机及互联网技术的快速发展，网络IP电话应运而生“。网络IP电话将语音、对讲、视频等功能进行融合,形成一种具有即时通信、视频通信、视频会议 、E-mail等多种通信方式的专业通信系统何。IP电话的经济性决定着其具有广泛的应用市场，基于集团办公室叭家庭回及军事化矿井叫物流问等场合的IP电话系统。目前，关于IP电话在风电场风电机组中的应用较少，利用风电机组内备用光纤，构建基于光纤环网为骨干的局域网络IP电话系统,可以较好的解决风电场通信问题。本文通过设计一种基于风电机组环网的IP电话系统，利用开源IPPBX系统的Elastix软件做网关 ，实现风电场检修人员之间对讲、语音、广播等功能。
1 风电场 IP 电话系统总体设计
1.1结构组成及工作原理
风电场IP电话系统结构如图 1 所示。
该系统主要包括风电场风机现场和风电场主控室两部分风机与风机之间通过光纤环网连接，每11台风机形成一个环网，每个环网连接到风场主控室的中央交换机上。风电场风机机舱和塔底安装设备IP电话、光电转换器，机舱和塔底的IP电话通过网线进行连接，每台风机塔底的IP电话通过光电转换器与备用光纤相连 ，形成网络通路。风电场主控室的安装设备有IP电话、装有 IPPBX（Elastix软件）的工作站 、中央交换机。最终风电场主控室设备和风电场的风机设备之间通过局域网进行互通。每台IP电话具有独立的IP地址，在装有Elastix软件的工作站上可进行任意分组和定时广播，也可以实现任意IP电话之间的通话。
1.1 IP语音电话技术规范
在每台风机的塔筒底部及机舱内各安装一部IP电话机，用于海面上风机对外联络通讯之用。每台IP电话借助于机组高低压配套设备监控系统网络，传输至海上升压站。在海上升压站设置多部IP电话，与风机内IP电话联通，共同组成IP电话网络。此系统再通过光纤网络口连接至陆上换流站程控交换机与邮电公网相联。建立IP-PBX语音电话系统。IP电话需满足与陆上程控交换机相匹配的要求，配合陆上程控设备统一完成组网。风机塔筒内语音电话需要适应于海面上高盐雾高湿度环境下运行，要求防腐蚀、防潮湿，应该采取密封安装等措施，要求IP防护等级在IP56以上，满足中国船级社相关规范之要求。
1.2 IP语音电话机功能特性要求
基于像素的显示屏可以帮助用户直观地使用各种呼叫功能。软键可以动态地为用户提供呼叫选项。滚动条使用户可以方便地浏览显示信息。
“菜单”键--该键使用户可以迅速查看各种信息，例如呼叫日志和电话设备。
-用户可以接收语音邮件信息。
-用户可以显示未接电话、已拨电话和已接电话。
-用户可以进行不同的设置，例如振铃类型和显示屏的对比度。
“保持”键--这个可以发亮的按键可以通过红灯指示，告诉用户一个呼叫正处于保持状态。
一个音量调节滑轮可以对听筒和振铃的音量进行分贝级的调节。
位置固定的支架可以提供最佳的显示效果，让用户舒适地使用所有按钮和按键。用户可以卸除支架，通过电话底部的安装孔将其安装在墙上。
呼叫功能包括
单一的线路／目录号码（DN）；主叫方姓名和号码显示；呼叫等待；呼叫转接呼叫转移；三方通话（会议）；免提拨号、提前拨号和摘机拨号；重拨；呼叫保持；呼叫监控（只用扬声器，不用麦克风）
网络功能
G.711a、G.711u、G.729ab音频压缩编解码器（codec）
通过一个RJ-45连接头进行10BASE-T连接，从而接入LAN
可以通过普通文件传输协议（TFTP）服务器支持软件升级
通过动态主机配置协议（DHCP）设置网络参数
语音活动检测、静音抑制、可接受噪声生成和错误掩盖。
支持的协议
采用SCCP协议，兼容3.3及其以上版本的呼叫管理器
H.323版本2
SIP协议
1.3风机对讲终端设计
风电场风机IP电话系统语音对讲终端通过光电转换器接口接入风机塔筒底部光纤环网， 受主控室语音控制平台控制。IP电话号码命名规则如下：主控室的IP电话号码设置为001, 1 号风机，塔筒底部IP电话号码为101,机舱IP电话号码为102,2号风机，塔筒底部IP电话码为201,机舱1P电话号码为202,按照此规则依次进行所有风电机组的IP电话分机号码。语音对讲终端之间可以连接对讲分机，完成语音对讲、广播等任务。语音对讲终端以光纤接口接入IP网，通信协议采用标准的TCP/IP协议。语音对讲终端的语音通过语音编码器实现模拟语音信号与数字音频信号的转换，实现语音在不同风机及风场IP语音对讲终端中切换传输 。
1.4功能需求设计
在风电场的日常工作中，可利用该系统的广播功能在风机机舱、塔筒等工作场所进行安全知识教育的广播，也可以将该系统作调度通信系统补充，利用其对讲功能完成主控室值班负责人与风机工作现场人员的信息交流。当风机出现火灾、人员伤亡等事故时，主控室监控中心对风机事故情况做出分析，制定撤离逃生路线，指挥人员逃离现场.并安排相关救援人员到现场进行救援。
1.4 Elastix 介绍
Asterisk是一款最早为高端企业PBX提供各种业务的开源软件。Asterisk 借助简单的接口卡或网络上稳定的宽带视频业务提供商VSP（VoiceService Provider）,就可以方便地与PSTN 互联互通。如果不需要与PSTN互通，企业可以购买一台计算机就可以实现内部通话。Elastix 整合了Asterisk各模块功能，将Asterisk所有功能、CRM（客户关系管理）、A2Billing（计费系统）、Hylafax（传真服务器）、Conferencing（会议系统Voicemail（语音信箱）等优秀开源软件进行集成，使其具有传统的语音服务功能和互动语音应答，电话排序、自动呼叫分配等高级应用功能。Elastix系统中的模块都是独立，在遵循 GPL（General Public License）要求下， 用户可以根据自己的需求，利用Elastix的源代码进行应用的添加，其结构图如图2所示。同时Elastix支持传统线路（TDM, Tl, ISDN）和VoIP协议（SIP,MGCP）等 。
2 风电场主控室电话系统设计风电场ip电话系统主机是整个系统的控制核心，利用开源软件 Elastix 免费实现系统管理、语音通话等功能。
2.1 系统管理
在centos7.0操作系统中安装Elastix2.5软件，软件本身对支持分机的数量没有限制，主要取决与工作站的配置，一般 4.0GB RAM的工作站，可以注册500个分机，达到150个并发，满足一般风场通信需求。系统管理主要实现服务器资源的监控,网络参数配置 PBX中分机、中继等功能的管理,实现1P电话广播对讲、语音通话的网络设置以及录音存储。
2.2 通话管理
设置风场风电机组IP电话的分机号码，在 PBXconfiguration功能extension中添加分机，分机信息录入后，需要在Elastix管理界面选择Applychanges进行保存，值班室人员可以利用主控室的 IP 电话实现主控室与风电场所有风机的语音通话。Elastix作为风电场IP电话的服务器，风机中的电话采取嵌在网站上的在线交流平台接入服务器，检修人员拨打其他风机或主控号码，实现其便捷的在线交流，也可以通过PTSN接入。
4 小结
风电场风电机组的IP电话对讲系统基于风机塔筒底部的光纤环网传输平台，采用标准的TCP/IP通信协议.利用开源软件Elastix作为服务器，通过语音对讲终端将语音信号转化为可以在光纤网络传输的标准IP包，实现风电场不同机组及主控室的通讯问题。该系统安装工艺简单，经济效益较好,通信质量好，稳定可靠，为风电场解决通信问题提供了有力的保障。
