語音交換系統在機場的應用

盧 勇

（中國民用航空飛行學院空管中心，四川德陽 618307）

0 引言

語音交換系統簡稱內話系統，是移動無線電通信中的一個重要系統，能夠接入無線甚高頻信號和各類有線電話信號，為管制員和飛行員之間進行地空通信以及管制員之間進行管制移交協調地地通信提供了保障。語音交換系統是一個動態配置的系統，它提供的終端席位可以讓管制員方便靈活的使用各種電臺和電話資源，減輕了管制員的工作負擔，提高了他們的工作效率，主要應用于塔臺、進近和調度室等管制單位。廣漢機場于2016年6月安裝1套6席位的AT-VCS0422語音交換系統，該系統自投入使用以來為廣漢機場的空中交通指揮提供了很大便利，下面就該系統的結構組成、功能、工作原理、性能和維護建議等方面進行分析介紹。

1 系統組成和功能

AT-VCS0422語音交換系統由主機、席位終端、監控配置終端組成，其中主機是系統的交換和處理中心，提供對外接口；席位終端是連接內話系統和操作人員之間的人機接口；監控配置終端主要應用于對系統進行配置和監控[1]。該系統為星型結構，核心是基于穩定的純數字網絡交換模式，實現了對VHF（Very High Frequency，甚高頻）通信和地面通信的語音綜合調度，對通信資源集中利用起到了很大作用。并且該系統是兩套交換模塊同時獨立運行，每個交換模塊有兩個交換設備，實現了四冗余度總線備份，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。系統功能有基本功能、無線通信功能、有線通信功能、中央處理子系統功能、席位功能等。

（1）基本功能。該系統支持多任務工作，并具有完全無阻塞的語音交換功能；具有主備工作方式；支持有線、無線數據通信接口；具有在線自檢能力，能檢測到可替換的最小功能模塊；既支持外部時鐘源作為系統時鐘，也支持內部時鐘作為系統時；具有良好的人機界面，使管制員和技術人員方便操作和維護。

（2）無線通信功能。系統席位能提供多個無線信道的狀態和收發選擇，并將用戶的選擇情況發送到中央處理子系統進行處理，然后建立或拆除相應的語音通道，同時在席位界面上進行顯示；席位上的無線信道可通過監控維護子系統進行配置，也可由用戶自行配置；席位的每個無線信道可設置空閑、監聽和指揮工作模式；能正確識別席位上的PTT（Push-To-Talk，一鍵通）輸入，并結合其優先級將該信令和語音信號通過傳輸線路發送到中央處理子系統，然后根據席位上無線通道的發射選擇情況激活相應的無線接口，同時在界面上顯示；并且還具有無線信道延時功能要求、無線信道比選功能、選呼功能、PTT故障保護功能、PTT自鎖功能、側音控制功能頻率耦合功能。

（3）有線通信功能。支持DA（Direct Address，直通電話）號碼預設、DA撥號方式、外部呼入和席位間通話的來電顯示；在呼叫時，具有呼叫排隊功能和呼叫保持功能，能同時支持5個以上的來電；而且還具有呼叫轉移功能、電話會議功能、呼叫強插功能和呼叫代答功能。

（4）中央處理子系統功能。支持主備雙機熱備份功能；在進行主備切換的過程中，語音通信和數據通信不中斷，而且不會引起系統其他部分工作異常或重新配置；支持熱拔插功能；具有故障隔離功能，任何故障隔離后均不影響其他部分的正常工作；所有的音頻信號在系統內部以數字方式交換；支持與其他空管語音通信交換系統聯網的功能。

（5）席位功能。可提供2個以上的席位插孔，能適用于手持話筒、話機、頭戴式耳麥、和腳踏PTT輸入等；席位的優先級也能根據要求設置；每個席位能提供2個以上的錄音接口，且每個錄音接口能分別設置有線、無線錄音輸出到揚聲器；能提供模塊自檢和測試功能；具有在一定權限下監聽其他席位話音通信的功能；能根據設置或者用戶操作，將席位的無線通信和有線通信分別設置到不同的席位插孔上；具備席位音量調節、語音輸出、觸摸屏參數調節等功能。

2 系統工作原理

AT-VCS0422語音交換系統是一套基于IP（Internet Protocol，網絡之間互連的協議）機制的全數字，完全無阻塞的語音和數據通信系統，采用雙網并行的分布式交換結構，兩套交換模塊同時獨立運行，每個交換模塊配置兩個交換設備[2]。系統內不存在核心交換單位，而是通過交換板卡或交換機來實現信號的交換。具體工作原理：先對語音信號進行采樣，然后轉換為網絡數據包在系統內部交換傳輸，傳輸到目的地后轉換為模擬信號輸出。該系統的交換方式靈活多變，滿足了不同的需求，并且采用壓縮編碼等技術，進一步降低了話音通信延時。

3 系統性能

3.1 可靠性

系統的可靠性是指空管語音交換系統以及所能提供的功能、服務在一定條件下的平均故障間隔時間（MTBF，Mean Time Between Failures），可以通過系統中的部件以及所提供的服務、功能故障率計算出來。語音交換系統作為維系飛行安全的地空通信平臺，必須具有較高的可靠性。AT-VCS0422語音交換系統采用雙網并行交換及分布式處理的軟硬件架構，具有傳輸帶寬高、控制靈活、交換容量大等特點，在數據交換過程中采用容錯編碼技術，使數據傳輸更準確和及時，滿足了民航行業對通信系統安全性和可靠性的要求。

3.2 可擴展性

系統的可擴展性表示在系統設計容量范圍內進行升級或擴展時，系統整體功能和性能沒有任何下降。該系統具有一定的擴展能力，包括各種接口數量的擴展，席位數量的擴展。系統的擴容性滿足了以后發展的需要，使得對資源的利用更加合理，區域間的聯系更加緊密，真正做到無阻塞通信。

4 維護建議

在AT-VCS0422語音交換系統應用之后，電臺直接與主機相連，席位也直接連接到主機的中的無線板和有線板，同一個席位既能進行無線通信也能進行有線通信，使用和維護都較之前簡單、方便，安全性也隨之大大提高，有力地保證了飛行安全[3]。在具體的維護中，給出4點建議：①每日對語音交換系統的供電電源進行檢查，對各板卡的指示燈進行檢查，查看是否正常工作。查看監控終端的監控界面，看各板卡的顏色判斷板卡是否正常工作，其中綠色表示正常工作，紅色表示異常，灰色表示閑置插槽，黃色表示交換板；②每周需要進行一次周維護，主要檢查電源與設備的連接情況，查看接頭是否有松動，電纜線是否完好；檢查監視計算機有無感染病毒；檢查席位上的有線、無線通話是否正常，席位觸摸屏的按鈕是否靈敏；③每月需要進行一次月維護，對機箱清掃除塵；查看系統各設備是否工作正常，包括主機、交換機、監控終端和各個席位終端；④半年維護是則是配合生產廠家對系統進行全面檢查和測試。

5 結語

隨著民航飛行流量的快速增長，語音交換系統的應用越來越廣泛，重要性日益凸顯，是民航空中交通管制服務的重要工具。AT-VCS0422語音交換系統集中有效整合了各種通信資源，具有靈活的資源配置模式和較強的系統擴展能力，廣漢機場的引入，進一步加強了地空通信的保障能力，提高了管制人員的工作效率，同時也減輕了維護人員的工作負擔。