FREQUENTIS內話系統與AT-VCS0422內話系統的系統結構比較與分析

肖 碩

（中國民用航空桂林空中交通管理站，廣西 桂林 541106）

FREQUENTIS內話系統與AT-VCS0422內話系統的系統結構比較與分析

肖 碩

（中國民用航空桂林空中交通管理站，廣西 桂林 541106）

通過對桂林空管站目前所使用的FREQUENTIS內話系統與AT-VCS0422內話系統的系統結構進行比較分析，目的在于認識和明確兩種內話系統結構的主要功能和特點，以便更好地發揮兩套系統設備的互補作用，從而提高兩套系統設備的使用效率，根據兩種不同系統的特點提供不同的維修方法和維護方式。

內話系統；拓撲結構；核心交換系統

民航內話通信系統是為管制員的管制移交協調工作和對空指揮提供良好的人機通訊的一個操作界面系統，它不僅提供空管管制員之間的通信，也提供管制員與飛行器之間的通信。內話通信系統由中心交換系統、席位電子模塊（iPOS）、觸摸屏（Power Panel）、人機接口（IPIP）、技術監視與控制系統（TMCS）等五大部分構成。隨著內話系統的更新換代，其系統結構也在不斷地改進。桂林空管站目前使用的內話系統主要是德國生產的FREQUENTIS VCS3020內話系統和國產的 AT-VCS0422內話系統。這兩套設備都是為管制員提供了一個集成式的操作界面，但在核心交換系統和拓撲結構等方面又有各自的特點。前者為日常主用系統，后者作為備用系統，在主用系統故障的時候使用。它們共同提供地空之間的正常通訊運行，為保障飛行安全提供有力支持。本文主要針對FREQUENTIS VCS3020內話系統和國產AT-VCS0422內話系統的核心交換系統和拓撲結構進行比較分析，以便更好地發揮兩套系統設備的互補作用，從而提高兩套系統設備的使用效率，根據兩種不同系統的特點提供不同的維修方法和維護方式。

1 FREQUENTIS內話系統介紹

FREQUENTIS VCS3020系統是基于PCM/TDMA的原理設計的完全無阻塞，無限制，冗余的數字式語音交換系統。所謂無阻塞、無限制是指系統可以通過增加業務板件滿足不同業務類別，如電話、甚高頻的需要，并始終處于可擴容狀態；冗余數字式是指系統由A、B機構成，形成主備熱備份。其主要優勢在于，冗余數字式語音系統 A、B機為重復配置系統，雙機同時運行，當某臺機發生故障時，另一臺機冗余配置的部件介入并承擔故障部件的工作，由此減少系統的故障時間。VCS3020系統主要由中心交換系統，管制員操作席位設備，外圍接口設備，技術監控系統組成。

1.1 FREQUENTIS的核心交換系統

交換系統（switching systems）是根據尋址信息和網控指令進行鏈路連接或信號導向，使得在電信網中的多對用戶間建立信號通路的系統。該系統是具有業務-交換邏輯固定配合的交換設備，以節點的形式與鄰接的傳輸鏈路構成各種拓撲結構的通信網，這一通信網可以適應不同業務類別和流量分布的需要，并且可以隨著網容量的擴大從而滿足日益增加的數據交換功能。其功能發展到業務-交換邏輯分開，且具有可編程組合的模塊結構時，即可用以構成智能化的綜合業務數字網（ISDN），以適應多種非預定新業務不斷發展的需要。VCS3020系統的系統構架是基于兩條PCM/TDMA和HDLC協議的高速通道組成的。在調度系統中，調度臺和交換機之間傳輸的數據包括傳遞調度業務信息的信令數據（甚高頻業務），和傳遞語音的PCM語音數據（電話業務）。PCM和TDMA兩條高速通道相互獨立、并行運行，實現了這兩種數據的同步傳輸，互為備份。

1.2 FREQUENTIS的子系統

FREQUENTIS VCS3020子系統包括席位電子模塊（iPOS）及觸摸屏（Power Panel）、人機接口（IPIP）、技術監視與控制系統（TMCS）。

席位電子模塊及觸摸屏給管制員提供可觸摸式的操作界面，通過觸摸按鍵，完成地地電話和地空通信功能；人機接口即接口盒和喇叭，為管制員提供話筒輸入和揚聲器輸出；技術監視與控制系統放置于設備機房，方便機務員對設備各個模塊進行監控，一旦發生任何故障或異常情況，都會有相應告警信息及告警聲提示。

2 沈陽AT-VCS0422內話系統介紹

AT-VCS0422內話系統基于穩定的數字網絡交換模式，由可堆疊的系統調度主機、席位終端、監控配置終端、并行熱冗余的雙交換網絡和人機接口組成，實現了對民航運輸生產中所有對空VHF、HF通信和地面平面通信（管制電話、差轉臺和對講機）的語音綜合調度，不僅集中利用了有限的通信資源，而且大大改善了地空管制和地地協調的通信可靠性和服務質量，為保障飛行安全提供了有力支持。由于是國產設備，AT-VCS0422內話系統價格實惠，配件服務到位，技術支持容易，維修保養方便。

2.1 AT-VCS0422的核心交換系統

AT-VCS0422系統采用完全分布式環形布局代替龐大的中心交換系統，A、B服務器組件，智能化的操作席位和分布式的接口組件使系統的語音交換根據目標的不同在不同的分系統內完成。

2.2 AT-VCS0422的子系統

AT-VCS0422系統同樣包括席位電子模塊（iPOS）及觸摸屏（Power Panel）、人機接口（IPIP）、技術監視與控制系統（TMCS）。

3 FREQUENTIS內話系統與 ATVCS0422內話系統的比較

3.1 拓撲結構的比較

拓撲結構是指各個節點相互連接的形式，在內話系統中，拓撲結構反映出系統的結構關系，它對于系統的性能、可靠性以及建設管理成本等都有著重要的影響，因此系統拓撲結構的設計在整個內話系統中占有十分重要的地位，目前國內使用的內話系統主要有星形拓撲結構和環形拓撲結構。

3.1.1 FREQUENTIS 內話系統的星形拓撲結構

FREQUENTIS VCS3020系統的結構是容錯的星形拓撲、并行運行的系統。星型布局是以中央結點為中心與各結點連接而組成的，各結點與中央結點通過點與點方式連接，中央點執行集中式通信控制策略，如圖1所示。

圖1 FREQUENTIS 內話系統星型拓撲結構圖

從圖1可知，在星型拓撲中，中央節點是整個系統的核心，它承擔了整個系統的數據處理，傳輸與交換功能，中心節點的故障會直接造成整個網絡的癱瘓。在這個內話系統的星形拓撲結構中，所有接口模塊都連接到中心交換系統，中心交換系統執行集中式通信控制策略。

為了避免由于中心交換系統故障導致整個設備癱瘓，FREQUENTIS VCS3020系統為冗余數字式語音系統，在中心節點上，A、B機為重復配置系統，雙機同時運行，當某臺機發生故障時，另一臺機冗余配置的部件介入并承擔故障部件的工作，由此減少系統的故障時間。而在分節點上，設備即使出現故障，也只會影響它所特定的部分，不會造成整個系統癱瘓。因此，當一個故障在系統中出現時，通過監控告警系統可以即時確定故障部件，只需要對故障相應部分進行檢修即可，盡可能的減少檢修設備和停工時間。

3.1.2 AT-VCS0422內話系統的環型拓撲結構

環型拓撲具有結構簡單，容易實現，傳輸時延確定以及路徑選擇簡單等優點，但是，網絡中的每一個節點或連接節點的通信線路都有可能成為網絡可靠性的瓶頸。如圖2所示。

圖2 AT-VCS0422內話系統環型拓撲結構圖

從圖2可知，AT-VCS0422系統由A、B服務器作為數據處理核心部分。在該系統中，兩個服務器機柜底部有四塊E1板，用作數據互聯，彼此之間也可互相調用板卡資源。兩個服務器互為對方的備機，實現了主備保障。

AT-VCS0422內話系統的通信服務系統可連接多個2M環和接口總線，每一個操作席位環實際有2條物理的2Mbit/s通道，每條通道由64Kbit/s傳輸速率的32個通道組成，在64個通道中，有59個通道是用來在同一個環或者是另外一個環的任何用戶進行語音通信、無線電通訊和額外的電話連接。

在實際維護過程中，機務員首先需根據TMCS確定故障節點，對故障節點位置的確定，就可以即時更換故障板件，保障設備的正常運行。

3.2 核心交換系統的比較

內話系統的核心交換系統主要有并行的中央交換式結構和完全分布式環形結構兩種。下面分別對這兩種核心交換系統進行比較。

3.2.1 FREQUENTIS 內話系統——并行的中央交換式結構

FREQUENTIS VCS3020系統采用的是并行的中央交換式結構，所謂并行的中央交換式結構是指 A、B機雙系統同時工作，保證在一個中心交換系統故障時，另一個中心交換系統仍能正常工作。JIF板是中央交換設備的核心部件，通過PCM/TDMA語音高速鏈路，將所有的接口板（包括無線接口板、有線接口板）連接到 JIF板。另外，HDLC數據網又將JIF板與監控軟件TMCS進行連接。

3.2.2 AT-VCS0422內話系統——完全分布式環形結構

AT-VCS0422系統采用完全分布式環形布局代替龐大的中心交換系統，A、B服務器組件，智能化的操作席位和分布式的接口組件使系統的語音交換根據目標的不同在不同的分系統內完成。在該系統中，兩個服務器機柜底部有四塊E1板，用作數據互聯，彼此之間也可互相調用板卡資源。兩個服務器互為對方的備機，實現了主備保障。基于2Mbps E1標準，各分系統可以自由地被分配到不同的機架或房間，甚至不同的地點，這種分布式布局使系統的硬件設備可以在最安全的環境下運行，并且具有冗余備份功能，極大地降低了系統硬件物理損壞的可能性。

4 結語

通過對上述兩個內話系統的內部結構和工作方式進行比較，對兩種內話系統有了進一步的了解。從比較結果筆者可以看出：兩套系統都有著各自的優勢和特點，FREQUENTIS VCS3020系統為冗余數字式語音系統，設備即時出現內部系統故障，也只會影響它所特定的部分，不會造成整個系統癱瘓，而 AT-VCS0422系統采用完全分布式環形布局，可以在最安全的環境下運行，并且具有冗余備份功能，極大地降低了系統硬件物理損壞的可能性。維護人員可以根據這兩套系統各自的特點，進行系統故障后的應急演練，做出相應的應急預案，保障管制員的正常使用。

［1］ 吳廷海.數據通信技術教程［M］.北京：北京大學出版社，2006.

［2］ 楊帆.FREQUENTIS內話通信系統故障分析［J］.黑龍江科學，2015，（2）：30-31.

The comparison and analysis of the structure between FREQUENTIS and AT-VCS0422 telephone communication system

Via the comparison and analysis of the structure between FREQUENTIS and AT-VCS0422 telephone communication system used in Guilin Air Traffic Management Station of Civil Aviation of China， we can have a clear view of this two telephone communication systems which may work better. Furthermore， we can have a better way of maintenance.

Telephone communication system； topology structure； core switching system

V35

A

1008-1151（2016）01-0011-02

2015-12-13

肖碩（1988-），男，廣西桂林人，中國民用航空桂林空中交通管理站助理工程師，從事管制設備維護工作。