廣州區(qū)管新內(nèi)話系統(tǒng)VCS3020X介紹

胡 楊

（中國(guó)民用航空中南交通管理局，廣東 廣州510000）

1 系統(tǒng)簡(jiǎn)要介紹

最新的空域集中的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)空管系統(tǒng)提出了更高的要求，對(duì)于語(yǔ)音交換系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，意味著更好的性能，更大的容量和更高的安全性。當(dāng)今空中交通管制的語(yǔ)音交換系統(tǒng)必須著手解決如下幾個(gè)方面：增加系統(tǒng)安全性， 使用低風(fēng)險(xiǎn)的系統(tǒng)配置和在同等開(kāi)銷下提高系統(tǒng)性能。因此，開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)，成熟的貨架產(chǎn)品和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)如IP 技術(shù)被認(rèn)為是滿足這些要求的合適選擇。

2 系統(tǒng)特點(diǎn)

2.1 IP 技術(shù)

IP 元素得益于當(dāng)前版本系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)包的傳輸，主要特點(diǎn)有：

（1）管制席位和服務(wù)器之前使用IP 結(jié)構(gòu)相連接。

（2）最新型的IP 傳輸設(shè)備為電話信號(hào)和頻率信號(hào)提供了安全、可靠和低開(kāi)銷的傳輸。

（3）系統(tǒng)中的系統(tǒng)——一個(gè)可選擇的，與主系統(tǒng)完全分離的基于IP 技術(shù)的語(yǔ)音系統(tǒng)能夠作為具備頻率和電話功能的備用系統(tǒng)

（4）快速，可靠：系統(tǒng)基于IP 的連接要求快速和可靠的連接。 系統(tǒng)采用“trunked RTP”機(jī)制，基于很短的IP 數(shù)據(jù)包，它們只會(huì)造成很短的延時(shí)，這就決定了整個(gè)系統(tǒng)中的延時(shí)都很短。

2.2 并行的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

并行備份

一個(gè)語(yǔ)音交換系統(tǒng)的目的在于提供一個(gè)高的運(yùn)行能力。 一個(gè)單獨(dú)的故障不應(yīng)該引起更大范圍的系統(tǒng)失效，更不應(yīng)該引起全系統(tǒng)失效。本系統(tǒng)通過(guò)各個(gè)關(guān)鍵部件和連接的冗余完成了這個(gè)目標(biāo)。失效的方式局限在某一個(gè)語(yǔ)音部件，比如一個(gè)管制席位或一個(gè)板件（提供一到兩個(gè)通道）。 其他的部件也有備份。 語(yǔ)音和數(shù)據(jù)highway、普通服務(wù)器、交換節(jié)點(diǎn)、供電單元、接口控制器、無(wú)線電接口板、與管制席位或接口控制器的連接通道。

雙倍的席位

在特殊的情況下，兩個(gè)管制席位相互聯(lián)系。 任一功能或者頻率的選擇都會(huì)導(dǎo)致在另一席位上，相應(yīng)的功能或者頻率被選擇。

因?yàn)椴⑿袀浞菹到y(tǒng)具備的極高的穩(wěn)定性，本系統(tǒng)包含了兩個(gè)相互獨(dú)立的系統(tǒng)A 與B，兩者并列運(yùn)行。相比熱備份運(yùn)行，并行備份系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢(shì)。

并行備份通過(guò)以下方式與熱備份系統(tǒng)區(qū)分開(kāi)來(lái)：

（1）兩個(gè)完全獨(dú)立的系統(tǒng)A 與B；

（2）兩個(gè)系統(tǒng)并列運(yùn)行，并具有同樣的優(yōu)先級(jí)。

由周圍部件決定選擇哪個(gè)信號(hào)源，如果一個(gè)系統(tǒng)失效，則信號(hào)直接從另一個(gè)系統(tǒng)中獲取。

圖2 System Interfacing

圖1 The Duplicated System Highways

2.3 簡(jiǎn)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)簡(jiǎn)化了MDC、SDC 構(gòu)成的多層HDLC 結(jié)構(gòu)， 使用交換核心CIF 完成交換功能。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)核心本身是由16 個(gè)交換節(jié)點(diǎn)組成，分為兩組互為備份，由光纖相連接，交換語(yǔ)音和數(shù)據(jù)。 音頻通過(guò)TDMA 技術(shù)（時(shí)分復(fù)用）來(lái)交換， 在服務(wù)器間的數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)以IP 連接為基礎(chǔ)的。 與此相鄰的硬件，如管制席位和對(duì)外接口，與交換節(jié)點(diǎn)均有連接。

系統(tǒng)擁有8000 個(gè)64k/Bits 信道的最大無(wú)阻交換能力， 每一個(gè)交換核心能處理2000 個(gè)信道，總共的交換能力不能超過(guò)8000 個(gè)信道。具有備份的系統(tǒng)highway（高速連接）擁有622Mbit/s 的最高傳輸速率，所有的語(yǔ)音信號(hào)都通過(guò)highway 傳輸，速度為100MBit/s，數(shù)據(jù)傳輸基于IP 技術(shù)，由普通服務(wù)器的內(nèi)部控制數(shù)據(jù)和內(nèi)外部的應(yīng)用數(shù)據(jù)組成。

4 外部連接

與ATSN （Air Traffic Service Network） 通過(guò)ATS-QSIG 或者模擬MFC 線路來(lái)實(shí)現(xiàn)。 通過(guò)聯(lián)網(wǎng)方式，幾個(gè)管制中心可以被互聯(lián)形成一個(gè)頻率和電話的交換網(wǎng)。 為了節(jié)省語(yǔ)音傳輸?shù)膸挘Z(yǔ)音壓縮算法和高復(fù)雜度的信號(hào)處理算法減少了網(wǎng)絡(luò)中的語(yǔ)音信息。

4.1 頻率網(wǎng)絡(luò)

甚高頻站點(diǎn)通過(guò)傳輸速度為2M bit/s 的E1 連接或通過(guò)以太網(wǎng)連接

4.2 頻率

無(wú)論系統(tǒng)是直接連到收發(fā)信機(jī)或是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連至遠(yuǎn)端臺(tái)站，系統(tǒng)都能夠與多種頻率設(shè)備相連接——多種遠(yuǎn)程控制功能完成了操作者的指令，由于頻率設(shè)備的供應(yīng)商不同，遠(yuǎn)程控制的方式也是根據(jù)不同的設(shè)備特點(diǎn)決定的。

4.3 電話

由于現(xiàn)代電子ISDN 和QSIG 接口的協(xié)議為數(shù)眾多， 新內(nèi)話系統(tǒng)提供了面相幾乎所有地-地通信設(shè)備的接口。

4.4 管理系統(tǒng)

總的說(shuō)來(lái)語(yǔ)音通信管理系統(tǒng)可以被看做系統(tǒng)的一部分，然而在系統(tǒng)的正常運(yùn)行中，管理系統(tǒng)并非不可缺少的。 數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)在信息管理系統(tǒng)和主系統(tǒng)中交換。

5 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)如下：

5.1 該系統(tǒng)是市場(chǎng)上唯一的通過(guò)星型結(jié)構(gòu)與周圍組件連接的系統(tǒng)，星型結(jié)構(gòu)有利于提高系統(tǒng)的安全性和性能表現(xiàn)

對(duì)每一個(gè)周圍的組件留有冗余的帶寬。 每一個(gè)周圍的組件有2Mbit/s 的冗余帶寬，該帶寬可以用來(lái)傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)信號(hào)。 這種機(jī)制可以造成多種組合：如語(yǔ)音單獨(dú)傳輸?shù)蕉鄠€(gè)揚(yáng)聲器，同一個(gè)席位的兩個(gè)管制員同時(shí)發(fā)話、收聽(tīng)或者打電話。也為以后的升級(jí)提供了空間，如增加多種形式的數(shù)據(jù)到席位（如信息傳送，多媒體信息等）。

冗余的星型結(jié)構(gòu)使得單個(gè)原件故障不易引起失效。即使一個(gè)周圍組件與交換節(jié)點(diǎn)的雙重連接均中斷， 影響也只會(huì)局限在一個(gè)小范圍，避免了環(huán)形或總線結(jié)構(gòu)可能引起的大規(guī)模失效。一個(gè)軟件故障造成的錯(cuò)誤信息持續(xù)產(chǎn)生就更容易被化解而不會(huì)造成信息擁堵。

圖3 Star Topology

5.2 高系統(tǒng)容量——完全數(shù)字無(wú)阻系統(tǒng)

現(xiàn)代空管的發(fā)展趨勢(shì)是由空管中心管制一個(gè)巨大的空域，這就要求語(yǔ)音交換系統(tǒng)容量和性能的增加。

本系統(tǒng)提供了足夠的容量給管制員， 保證了不論進(jìn)行何種操作，系統(tǒng)的負(fù)荷如何，本系統(tǒng)均為無(wú)阻系統(tǒng)。 管制員不會(huì)因?yàn)橄到y(tǒng)容量不足而接收到系統(tǒng)繁忙的提示。

系統(tǒng)在8000 個(gè)時(shí)隙的范圍內(nèi)為用戶提供了無(wú)限制的接入， 并為后來(lái)的系統(tǒng)升級(jí)預(yù)留了空間，而擴(kuò)大系統(tǒng)容量的操作不需要對(duì)系統(tǒng)的軟件進(jìn)行更改，64Kbit/s 的編碼率保證了極佳的通話質(zhì)量。

5.3 并行備份系統(tǒng)具備的極高的穩(wěn)定性

本系統(tǒng)包含了兩個(gè)相互獨(dú)立的系統(tǒng)A 與B，兩者并列運(yùn)行。 相比熱備份運(yùn)行，并行備份系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢(shì)。

并行備份通過(guò)以下方式與熱備份系統(tǒng)區(qū)分開(kāi)來(lái)；

兩個(gè)系統(tǒng)A 與B 完全獨(dú)立；

兩個(gè)系統(tǒng)并列運(yùn)行，并具有同樣的優(yōu)先級(jí)，由周圍部件決定選擇哪個(gè)信號(hào)源，如果一個(gè)系統(tǒng)失效，則信號(hào)直接從另一個(gè)系統(tǒng)中獲取。

優(yōu)點(diǎn)：

無(wú)需做復(fù)雜的系統(tǒng)同步。

系統(tǒng)升級(jí)將會(huì)影響應(yīng)用軟件， 而因?yàn)楸鞠到y(tǒng)中新功能是輪流載入，因此不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的功能，故在本系統(tǒng)中加入新功能則風(fēng)險(xiǎn)很低。

5.4 熱插拔方式替換板件

系統(tǒng)中的任何一個(gè)板件都可以在運(yùn)行過(guò)程中被替換，而替換過(guò)程并不會(huì)對(duì)系統(tǒng)或者板件造成損害；而新板件插入系統(tǒng)后，無(wú)需人工干預(yù)，參數(shù)就會(huì)被傳到板件中然后自動(dòng)激活。

［1］Voice Communication System VCS3020X Rel 7.0 Product Description.pdf[Z].

［2］Voice Communication System VCS3020X Rel 7.0 Maintenance Manual.pdf[Z].