FREQUENTIS內(nèi)話系統(tǒng)與AT-VCS0422內(nèi)話系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(nèi)話系統(tǒng)與AT-VCS0422內(nèi)話系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)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(nèi)話系統(tǒng)與AT-VCS0422內(nèi)話系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行比較分析，目的在于認識和明確兩種內(nèi)話系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要功能和特點，以便更好地發(fā)揮兩套系統(tǒng)設備的互補作用，從而提高兩套系統(tǒng)設備的使用效率，根據(jù)兩種不同系統(tǒng)的特點提供不同的維修方法和維護方式。

內(nèi)話系統(tǒng)；拓撲結(jié)構(gòu)；核心交換系統(tǒng)

民航內(nèi)話通信系統(tǒng)是為管制員的管制移交協(xié)調(diào)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(tǒng)，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(nèi)話通信系統(tǒng)由中心交換系統(tǒng)、席位電子模塊（iPOS）、觸摸屏（Power Panel）、人機接口（IPIP）、技術監(jiān)視與控制系統(tǒng)（TMCS）等五大部分構(gòu)成。隨著內(nèi)話系統(tǒng)的更新?lián)Q代，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也在不斷地改進。桂林空管站目前使用的內(nèi)話系統(tǒng)主要是德國生產(chǎn)的FREQUENTIS VCS3020內(nèi)話系統(tǒng)和國產(chǎn)的 AT-VCS0422內(nèi)話系統(tǒng)。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(tǒng)和拓撲結(jié)構(gòu)等方面又有各自的特點。前者為日常主用系統(tǒng)，后者作為備用系統(tǒng)，在主用系統(tǒng)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(nèi)話系統(tǒng)和國產(chǎn)AT-VCS0422內(nèi)話系統(tǒng)的核心交換系統(tǒng)和拓撲結(jié)構(gòu)進行比較分析，以便更好地發(fā)揮兩套系統(tǒng)設備的互補作用，從而提高兩套系統(tǒng)設備的使用效率，根據(jù)兩種不同系統(tǒng)的特點提供不同的維修方法和維護方式。

1 FREQUENTIS內(nèi)話系統(tǒng)介紹

FREQUENTIS VCS3020系統(tǒng)是基于PCM/TDMA的原理設計的完全無阻塞，無限制，冗余的數(shù)字式語音交換系統(tǒng)。所謂無阻塞、無限制是指系統(tǒng)可以通過增加業(yè)務板件滿足不同業(yè)務類別，如電話、甚高頻的需要，并始終處于可擴容狀態(tài)；冗余數(shù)字式是指系統(tǒng)由A、B機構(gòu)成，形成主備熱備份。其主要優(yōu)勢在于，冗余數(shù)字式語音系統(tǒng) A、B機為重復配置系統(tǒng)，雙機同時運行，當某臺機發(fā)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(tǒng)的故障時間。VCS3020系統(tǒng)主要由中心交換系統(tǒng)，管制員操作席位設備，外圍接口設備，技術監(jiān)控系統(tǒng)組成。

1.1 FREQUENTIS的核心交換系統(tǒng)

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

1.2 FREQUENTIS的子系統(tǒng)

FREQUENTIS VCS3020子系統(tǒng)包括席位電子模塊（iPOS）及觸摸屏（Power Panel）、人機接口（IPIP）、技術監(jiān)視與控制系統(tǒng)（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(jiān)視與控制系統(tǒng)放置于設備機房，方便機務員對設備各個模塊進行監(jiān)控，一旦發(fā)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(nèi)話系統(tǒng)介紹

AT-VCS0422內(nèi)話系統(tǒng)基于穩(wěn)定的數(shù)字網(wǎng)絡交換模式，由可堆疊的系統(tǒng)調(diào)度主機、席位終端、監(jiān)控配置終端、并行熱冗余的雙交換網(wǎng)絡和人機接口組成，實現(xiàn)了對民航運輸生產(chǎn)中所有對空VHF、HF通信和地面平面通信（管制電話、差轉(zhuǎn)臺和對講機）的語音綜合調(diào)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(xié)調(diào)的通信可靠性和服務質(zhì)量，為保障飛行安全提供了有力支持。由于是國產(chǎn)設備，AT-VCS0422內(nèi)話系統(tǒng)價格實惠，配件服務到位，技術支持容易，維修保養(yǎng)方便。

2.1 AT-VCS0422的核心交換系統(tǒng)

AT-VCS0422系統(tǒng)采用完全分布式環(huán)形布局代替龐大的中心交換系統(tǒng)，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(tǒng)的語音交換根據(jù)目標的不同在不同的分系統(tǒng)內(nèi)完成。

2.2 AT-VCS0422的子系統(tǒng)

AT-VCS0422系統(tǒng)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(jiān)視與控制系統(tǒng)（TMCS）。

3 FREQUENTIS內(nèi)話系統(tǒng)與 ATVCS0422內(nèi)話系統(tǒng)的比較

3.1 拓撲結(jié)構(gòu)的比較

拓撲結(jié)構(gòu)是指各個節(jié)點相互連接的形式，在內(nèi)話系統(tǒng)中，拓撲結(jié)構(gòu)反映出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)關系，它對于系統(tǒng)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(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)的設計在整個內(nèi)話系統(tǒng)中占有十分重要的地位，目前國內(nèi)使用的內(nèi)話系統(tǒng)主要有星形拓撲結(jié)構(gòu)和環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)。

3.1.1 FREQUENTIS 內(nèi)話系統(tǒng)的星形拓撲結(jié)構(gòu)

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

圖1 FREQUENTIS 內(nèi)話系統(tǒng)星型拓撲結(jié)構(gòu)圖

從圖1可知，在星型拓撲中，中央節(jié)點是整個系統(tǒng)的核心，它承擔了整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理，傳輸與交換功能，中心節(jié)點的故障會直接造成整個網(wǎng)絡的癱瘓。在這個內(nèi)話系統(tǒng)的星形拓撲結(jié)構(gòu)中，所有接口模塊都連接到中心交換系統(tǒng)，中心交換系統(tǒng)執(zhí)行集中式通信控制策略。

為了避免由于中心交換系統(tǒng)故障導致整個設備癱瘓，F(xiàn)REQUENTIS VCS3020系統(tǒng)為冗余數(shù)字式語音系統(tǒng)，在中心節(jié)點上，A、B機為重復配置系統(tǒng)，雙機同時運行，當某臺機發(fā)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(tǒng)的故障時間。而在分節(jié)點上，設備即使出現(xiàn)故障，也只會影響它所特定的部分，不會造成整個系統(tǒng)癱瘓。因此，當一個故障在系統(tǒng)中出現(xiàn)時，通過監(jiān)控告警系統(tǒng)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(nèi)話系統(tǒng)的環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)

環(huán)型拓撲具有結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)，傳輸時延確定以及路徑選擇簡單等優(yōu)點，但是，網(wǎng)絡中的每一個節(jié)點或連接節(jié)點的通信線路都有可能成為網(wǎng)絡可靠性的瓶頸。如圖2所示。

圖2 AT-VCS0422內(nèi)話系統(tǒng)環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)圖

從圖2可知，AT-VCS0422系統(tǒng)由A、B服務器作為數(shù)據(jù)處理核心部分。在該系統(tǒng)中，兩個服務器機柜底部有四塊E1板，用作數(shù)據(jù)互聯(lián)，彼此之間也可互相調(diào)用板卡資源。兩個服務器互為對方的備機，實現(xiàn)了主備保障。

AT-VCS0422內(nèi)話系統(tǒng)的通信服務系統(tǒng)可連接多個2M環(huán)和接口總線，每一個操作席位環(huán)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(huán)或者是另外一個環(huán)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(jù)TMCS確定故障節(jié)點，對故障節(jié)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(tǒng)的比較

內(nèi)話系統(tǒng)的核心交換系統(tǒng)主要有并行的中央交換式結(jié)構(gòu)和完全分布式環(huán)形結(jié)構(gòu)兩種。下面分別對這兩種核心交換系統(tǒng)進行比較。

3.2.1 FREQUENTIS 內(nèi)話系統(tǒng)——并行的中央交換式結(jié)構(gòu)

FREQUENTIS VCS3020系統(tǒng)采用的是并行的中央交換式結(jié)構(gòu)，所謂并行的中央交換式結(jié)構(gòu)是指 A、B機雙系統(tǒng)同時工作，保證在一個中心交換系統(tǒng)故障時，另一個中心交換系統(tǒng)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(shù)據(jù)網(wǎng)又將JIF板與監(jiān)控軟件TMCS進行連接。

3.2.2 AT-VCS0422內(nèi)話系統(tǒng)——完全分布式環(huán)形結(jié)構(gòu)

AT-VCS0422系統(tǒng)采用完全分布式環(huán)形布局代替龐大的中心交換系統(tǒng)，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(tǒng)的語音交換根據(jù)目標的不同在不同的分系統(tǒng)內(nèi)完成。在該系統(tǒng)中，兩個服務器機柜底部有四塊E1板，用作數(shù)據(jù)互聯(lián)，彼此之間也可互相調(diào)用板卡資源。兩個服務器互為對方的備機，實現(xiàn)了主備保障?；?Mbps E1標準，各分系統(tǒng)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(tǒng)的硬件設備可以在最安全的環(huán)境下運行，并且具有冗余備份功能，極大地降低了系統(tǒng)硬件物理損壞的可能性。

4 結(jié)語

通過對上述兩個內(nèi)話系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作方式進行比較，對兩種內(nèi)話系統(tǒng)有了進一步的了解。從比較結(jié)果筆者可以看出：兩套系統(tǒng)都有著各自的優(yōu)勢和特點，F(xiàn)REQUENTIS VCS3020系統(tǒng)為冗余數(shù)字式語音系統(tǒng)，設備即時出現(xiàn)內(nèi)部系統(tǒng)故障，也只會影響它所特定的部分，不會造成整個系統(tǒng)癱瘓，而 AT-VCS0422系統(tǒng)采用完全分布式環(huán)形布局，可以在最安全的環(huán)境下運行，并且具有冗余備份功能，極大地降低了系統(tǒng)硬件物理損壞的可能性。維護人員可以根據(jù)這兩套系統(tǒng)各自的特點，進行系統(tǒng)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(shù)據(jù)通信技術教程［M］.北京：北京大學出版社，2006.

［2］ 楊帆.FREQUENTIS內(nèi)話通信系統(tǒng)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。