廣州區(qū)管新內(nèi)話系統(tǒng)VCS3020X介紹

胡 楊

（中國民用航空中南交通管理局，廣東 廣州510000）

1 系統(tǒng)簡要介紹

最新的空域集中的發(fā)展趨勢對空管系統(tǒng)提出了更高的要求，對于語音交換系統(tǒng)來說，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音交換系統(tǒng)必須著手解決如下幾個方面：增加系統(tǒng)安全性， 使用低風(fēng)險的系統(tǒng)配置和在同等開銷下提高系統(tǒng)性能。因此，開放式的結(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

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)備為電話信號和頻率信號提供了安全、可靠和低開銷的傳輸。

（3）系統(tǒng)中的系統(tǒng)——一個可選擇的，與主系統(tǒng)完全分離的基于IP 技術(shù)的語音系統(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，它們只會造成很短的延時，這就決定了整個系統(tǒng)中的延時都很短。

2.2 并行的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

并行備份

一個語音交換系統(tǒng)的目的在于提供一個高的運行能力。 一個單獨的故障不應(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)通過各個關(guān)鍵部件和連接的冗余完成了這個目標(biāo)。失效的方式局限在某一個語音部件，比如一個管制席位或一個板件（提供一到兩個通道）。 其他的部件也有備份。 語音和數(shù)據(jù)highway、普通服務(wù)器、交換節(jié)點、供電單元、接口控制器、無線電接口板、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，兩個管制席位相互聯(lián)系。 任一功能或者頻率的選擇都會導(dǎo)致在另一席位上，相應(yīng)的功能或者頻率被選擇。

因為并行備份系統(tǒng)具備的極高的穩(wěn)定性，本系統(tǒng)包含了兩個相互獨立的系統(tǒng)A 與B，兩者并列運行。相比熱備份運行，并行備份系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢。

并行備份通過以下方式與熱備份系統(tǒng)區(qū)分開來：

（1）兩個完全獨立的系統(tǒng)A 與B；

（2）兩個系統(tǒng)并列運行，并具有同樣的優(yōu)先級。

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

圖2 System Interfacing

圖1 The Duplicated System Highways

2.3 簡化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)簡化了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 個交換節(jié)點組成，分為兩組互為備份，由光纖相連接，交換語音和數(shù)據(jù)。 音頻通過TDMA 技術(shù)（時分復(fù)用）來交換， 在服務(wù)器間的數(shù)據(jù)傳輸通過以IP 連接為基礎(chǔ)的。 與此相鄰的硬件，如管制席位和對外接口，與交換節(jié)點均有連接。

系統(tǒng)擁有8000 個64k/Bits 信道的最大無阻交換能力， 每一個交換核心能處理2000 個信道，總共的交換能力不能超過8000 個信道。具有備份的系統(tǒng)highway（高速連接）擁有622Mbit/s 的最高傳輸速率，所有的語音信號都通過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ATS-QSIG 或者模擬MFC 線路來實現(xiàn)。 通過聯(lián)網(wǎng)方式，幾個管制中心可以被互聯(lián)形成一個頻率和電話的交換網(wǎng)。 為了節(jié)省語音傳輸?shù)膸挘Z音壓縮算法和高復(fù)雜度的信號處理算法減少了網(wǎng)絡(luò)中的語音信息。

4.1 頻率網(wǎng)絡(luò)

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

4.2 頻率

無論系統(tǒng)是直接連到收發(fā)信機(jī)或是通過網(wǎng)絡(luò)連至遠(yuǎn)端臺站，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)

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

5 系統(tǒng)優(yōu)勢

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點如下：

5.1 該系統(tǒng)是市場上唯一的通過星型結(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)

對每一個周圍的組件留有冗余的帶寬。 每一個周圍的組件有2Mbit/s 的冗余帶寬，該帶寬可以用來傳輸語音和數(shù)據(jù)信號。 這種機(jī)制可以造成多種組合：如語音單獨傳輸?shù)蕉鄠€揚聲器，同一個席位的兩個管制員同時發(fā)話、收聽或者打電話。也為以后的升級提供了空間，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)使得單個原件故障不易引起失效。即使一個周圍組件與交換節(jié)點的雙重連接均中斷， 影響也只會局限在一個小范圍，避免了環(huán)形或總線結(jié)構(gòu)可能引起的大規(guī)模失效。一個軟件故障造成的錯誤信息持續(xù)產(chǎn)生就更容易被化解而不會造成信息擁堵。

圖3 Star Topology

5.2 高系統(tǒng)容量——完全數(shù)字無阻系統(tǒng)

現(xiàn)代空管的發(fā)展趨勢是由空管中心管制一個巨大的空域，這就要求語音交換系統(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)均為無阻系統(tǒng)。 管制員不會因為系統(tǒng)容量不足而接收到系統(tǒng)繁忙的提示。

系統(tǒng)在8000 個時隙的范圍內(nèi)為用戶提供了無限制的接入， 并為后來的系統(tǒng)升級預(yù)留了空間，而擴(kuò)大系統(tǒng)容量的操作不需要對系統(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)包含了兩個相互獨立的系統(tǒng)A 與B，兩者并列運行。 相比熱備份運行，并行備份系統(tǒng)具有更大的優(yōu)勢。

并行備份通過以下方式與熱備份系統(tǒng)區(qū)分開來；

兩個系統(tǒng)A 與B 完全獨立；

兩個系統(tǒng)并列運行，并具有同樣的優(yōu)先級，由周圍部件決定選擇哪個信號源，如果一個系統(tǒng)失效，則信號直接從另一個系統(tǒng)中獲取。

優(yōu)點：

無需做復(fù)雜的系統(tǒng)同步。

系統(tǒng)升級將會影響應(yīng)用軟件， 而因為本系統(tǒng)中新功能是輪流載入，因此不會影響整個系統(tǒng)的功能，故在本系統(tǒng)中加入新功能則風(fēng)險很低。

5.4 熱插拔方式替換板件

系統(tǒng)中的任何一個板件都可以在運行過程中被替換，而替換過程并不會對系統(tǒng)或者板件造成損害；而新板件插入系統(tǒng)后，無需人工干預(yù)，參數(shù)就會被傳到板件中然后自動激活。

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

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