內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用方案探析

張興飛

（中國民用航空寧波空中交通管理站，浙江 寧波 315154）

內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用方案探析

張興飛

（中國民用航空寧波空中交通管理站，浙江 寧波 315154）

內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以為管制員快速、靈活的話音管制移交，實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備資源共享和最佳配置。文章簡(jiǎn)單介紹了內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，并針對(duì)寧波空管站語音通信設(shè)備現(xiàn)狀提出了聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用方案。

內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)；MFC；QSIG；VHF共享；Vo IP

民航空管語音交換系統(tǒng)（Voice communication system）俗稱內(nèi)話系統(tǒng)，它的功能是將民航空管地地（G／G）、地空（A／G）通信所需的電話、VHF設(shè)備等集中接入，為管制員提供便捷快速的資源調(diào)用界面。

民航內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)是指根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）和國際民航組織（ICAO）規(guī)定的通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)各地內(nèi)話系統(tǒng)間管制移交電話和VHF設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，以達(dá)到快速電話移交和無線設(shè)備共享。

本文簡(jiǎn)單介紹了內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用，并結(jié)合寧波空管站設(shè)備現(xiàn)狀，提出了內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用其中的設(shè)想方案。

1 內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)技術(shù)介紹

1.1 國內(nèi)外聯(lián)網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀

在歐美空管領(lǐng)域，語音通信系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)經(jīng)過多年的發(fā)展，已成為管制移交通信的主要手段。ERUOCONTROL早在上世紀(jì)80年代就實(shí)現(xiàn)了全歐洲管制部門之間的語音通信系統(tǒng)MFC聯(lián)網(wǎng)。隨著數(shù)字技術(shù)和傳輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，ERUOCONTROL和FAA開始進(jìn)行基于ATS－QSIG信令的語音通信系統(tǒng)數(shù)字聯(lián)網(wǎng)的試驗(yàn)和建設(shè)，目前ATS－QSIG已成為歐洲語音通信系統(tǒng)數(shù)字聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。

伴隨著我國民航事業(yè)的發(fā)展，各地空管已建成一批相對(duì)先進(jìn)的內(nèi)話系統(tǒng)，具備內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)功能。2006年隨著三大區(qū)管中心的建成，完成了北京、上海、廣州三地的內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)。國內(nèi)內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)仍處于起步階段，但有了前期測(cè)試摸索出的基礎(chǔ)和國外成功案例，實(shí)現(xiàn)覆蓋全國的系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)是民航通信發(fā)展的趨勢(shì)。

1.2 內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通信協(xié)議

語音通信系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)主要有模擬聯(lián)網(wǎng)（MFC）和數(shù)字聯(lián)網(wǎng)（ATS－QSIG）兩種方式。

1.2.1 MFC模擬信令

MFC（Multi Frequency Compelled）信令是ECMA（歐洲民航委員會(huì)）在國際電信聯(lián)盟ITU R2和ITU NO5標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上衍生出的通信協(xié)議，包括ATS－R2和ATS－NO5，它是一種模擬線路，傳輸鏈路為一路 64Kbps的話音通路。該技術(shù)現(xiàn)在歐洲和美洲廣泛采用，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成熟。

1.2.2 ATS－QSIG數(shù)字信令

QSIG協(xié)議是用于企事業(yè)單位的專用交換機(jī)之間通信的國際化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，ATS－QSIG信令是QSIG協(xié)議在ATS（Air Traffic Services）網(wǎng)絡(luò)中的具體應(yīng)用，其物理層采用G.703，其數(shù)據(jù)鏈路層采用LAPD，網(wǎng)絡(luò)層采用基于QSIG和ATM特殊功能。ATSQSIG將一個(gè)64Kbps的電路壓縮為16Kbps，一個(gè)64Kbps的電路可提供3個(gè)16Kbps的用戶通道和一個(gè)公用的16Kbps的信令通道。ATS—QSIG除具備電話聯(lián)網(wǎng)功能外，還具有無線電臺(tái)聯(lián)網(wǎng)功能，用于系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)可實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間席位互相選擇對(duì)方的無線電信道。目前ATS－QSIG在歐洲已經(jīng)通過了聯(lián)網(wǎng)測(cè)試，在歐洲已經(jīng)成為新的聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)，并將逐步取代MFC聯(lián)網(wǎng)。

1.3 內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)實(shí)施階段

內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)分為席位電話聯(lián)網(wǎng)和無線VHF電臺(tái)資源聯(lián)網(wǎng)2個(gè)階段。席位電話聯(lián)網(wǎng)在國際上已得到廣泛使用和驗(yàn)證，VHF電臺(tái)資源的聯(lián)網(wǎng)目前進(jìn)入實(shí)驗(yàn)和初步使用階段。

1.3.1 內(nèi)話席位電話聯(lián)網(wǎng)

傳統(tǒng)的管制移交是主要通過租賃多條PSTN線路進(jìn)行，存在安全性、運(yùn)行成本等多方面弊端。席位聯(lián)網(wǎng)是指是指多地間內(nèi)話系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各地管制席位間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)語音通信。席位聯(lián)網(wǎng)有效解決了公共電話網(wǎng)通信的弊端，而且可以提供路由自動(dòng)迂回，優(yōu)先等級(jí)分配等增值功能，極大地提高管制工作效率。

1.3.2 VHF電臺(tái)聯(lián)網(wǎng)

內(nèi)話無線聯(lián)網(wǎng)是指甚高頻VHF電臺(tái)就近接入內(nèi)話系統(tǒng)后，實(shí)現(xiàn)無線VHF設(shè)備一地接入、多地共享的資源配置方案。目前甚高頻遙控臺(tái)站與內(nèi)話系統(tǒng)的連接主要是通過電信ATM、DDN、衛(wèi)星等傳輸手段，使用VAGUARD、BAYLY等接入設(shè)備，引接異地的VHF信號(hào)，接入到本地內(nèi)話系統(tǒng)提供給管制使用。由于部分VHF設(shè)備同時(shí)接入兩套以上內(nèi)話系統(tǒng)，造成信號(hào)不匹配、衰減較大等問題。內(nèi)話無線電臺(tái)聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)無線設(shè)備資源共享，異地?zé)o線臺(tái)站的相互備份和異地內(nèi)話系統(tǒng)的相互備份。

如前文所述ATS－QSIG協(xié)議具有無線電臺(tái)聯(lián)網(wǎng)功能，可實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間席位互相選擇對(duì)方的無線電信道，已有空管單位組織技術(shù)力量進(jìn)行相關(guān)的聯(lián)網(wǎng)測(cè)試工作。

VoIP（Voice over Internet Protocol）技術(shù)為無線電臺(tái)聯(lián)網(wǎng)提供了一種新的形式。VoIP簡(jiǎn)而言之就是將模擬信號(hào)（Voice）數(shù)字化，以數(shù)據(jù)封包（Data Packet）的形式在IP網(wǎng)絡(luò)（IP Network）上做實(shí)時(shí)傳遞。目前Frequentis、R&S、Cisco等民航設(shè)備供應(yīng)商也積極參與VoIP技術(shù)的研究和相關(guān)設(shè)備開發(fā)。

VoIP技術(shù)在電臺(tái)聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用如下圖所示，3處異址VHF臺(tái)站和3套內(nèi)話系統(tǒng)通過IP接入網(wǎng)絡(luò)，通過VoIP技術(shù)內(nèi)話系統(tǒng)A、B、C均可訪問3處VHF資源，實(shí)現(xiàn)了無線資源聯(lián)網(wǎng)共享的同時(shí)也簡(jiǎn)化了VHF臺(tái)站傳輸鏈路。

2 無線電臺(tái)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在寧波空管應(yīng)用展望

2.1 寧波語音通信設(shè)備現(xiàn)狀

目前寧波空管站主用內(nèi)話設(shè)備是Frequentis公司的Smart3020X系統(tǒng)，該系統(tǒng)支持MFC模擬聯(lián)網(wǎng)和ATS－QSIG數(shù)字聯(lián)網(wǎng)，同時(shí)提供2Mbit／sE1接口，VHF電臺(tái)可通過IP方式接入。備用內(nèi)話系統(tǒng)也即將進(jìn)入建設(shè)安裝階段。

圖1 基于Vo IP技術(shù)的VHF電臺(tái)聯(lián)網(wǎng)

寧波本場(chǎng)主用VHF臺(tái)站為R&S八信道，采用的4200系列數(shù)字電臺(tái)配備E1接口用于數(shù)字音頻信號(hào)傳輸。異址OTE四信道VHF臺(tái)站已完成安裝調(diào)試，采用全新的D100電臺(tái)。此外本場(chǎng)還安裝有ACC遙控臺(tái)站，為上海區(qū)管中心語音通信提供備份手段。

2.2 ACC遙控臺(tái)的VHF聯(lián)網(wǎng)共享方案

ACC遙控臺(tái)站距本場(chǎng)航管樓300米左右， VHF設(shè)備信號(hào)接入Vanguard路由器，經(jīng)光纖傳輸至航管樓ATM、DDN設(shè)備，傳輸至上海網(wǎng)絡(luò)公司后引接至區(qū)管VCS設(shè)備。傳輸鏈路環(huán)節(jié)較多，一旦故障較難排查，增加了維護(hù)成本。基于此，筆者利用內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)想一種新的傳輸方案。

遙控臺(tái)VHF信號(hào)經(jīng)光纖傳輸至本場(chǎng)航管樓，轉(zhuǎn)換為E&M信號(hào)直接接入寧波內(nèi)話，寧波和上海區(qū)管兩端內(nèi)話配置NI64板卡，利用ATS－QSIG協(xié)議實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)而區(qū)管中心管制員席位可以直接調(diào)用寧波遙控臺(tái)VHF資源。該方案實(shí)現(xiàn)了VHF資源異地接入和共享，減少了部分傳輸環(huán)節(jié)，但增加了本地內(nèi)話系統(tǒng)業(yè)務(wù)接入，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行板卡資源合理分配。

2.3 本場(chǎng)主備內(nèi)話系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)異址VHF臺(tái)站共享方案

寧波本場(chǎng)VHF臺(tái)站包括主用R&S八信道和新建成的異址OTE四信道設(shè)備，八信道電臺(tái)直接實(shí)線至配線架后接入主用內(nèi)話系統(tǒng)，四信道由于距離原因通過Vanguard路由器、協(xié)轉(zhuǎn)等傳輸設(shè)備接入主用內(nèi)話系統(tǒng)。備用內(nèi)話系統(tǒng)安裝時(shí)，需要通過配線架并線來完成接入，信號(hào)的匹配及損耗問題會(huì)影響使用效果。

VoIP和內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，為異址VHF臺(tái)站信號(hào)無損接入主備內(nèi)話提供了新的可選方案。

如圖2所示接入方案，VHF八信道設(shè)備實(shí)線接入主用內(nèi)話系統(tǒng)，異址VHF四信道設(shè)備利用VoIP技術(shù)接入備用內(nèi)話系統(tǒng)，主備內(nèi)話系統(tǒng)之間通過ATS－QSIG協(xié)議完成聯(lián)網(wǎng)，主備內(nèi)話席位可任意調(diào)用兩處VHF資源。該方案中VoIP技術(shù)的運(yùn)用解決了異址臺(tái)站傳輸鏈路復(fù)雜的問題，主備內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了VHF資源的共享，避免了物理并線帶來的信號(hào)衰減。

2.4 方案小結(jié)

以上兩種內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)方案，是筆者根據(jù)寧波語音通信設(shè)備配置現(xiàn)狀，利用內(nèi)話無線電臺(tái)聯(lián)網(wǎng)和VoIP技術(shù)提出的設(shè)想，并不作為實(shí)際項(xiàng)目建設(shè)方案。由于專業(yè)知識(shí)水平有限，僅僅提出聯(lián)網(wǎng)方案框架，并未涉及實(shí)施細(xì)節(jié)，加之相關(guān)技術(shù)還處于試驗(yàn)階段，其可操作性值得商榷。

圖 2 主備內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)異址VHF臺(tái)站共享方案圖示

3 總結(jié)

內(nèi)話席位電話聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已相對(duì)成熟，為管制人員提供了更安全、靈活的移交方式；無線電臺(tái)資源聯(lián)網(wǎng)還在起步階段，其優(yōu)勢(shì)明顯，可以實(shí)現(xiàn)無線資源的共享和異地備份；VoIP技術(shù)為內(nèi)話聯(lián)網(wǎng)提供了新的實(shí)現(xiàn)形式，它的發(fā)展勢(shì)必影響未來空管通信網(wǎng)絡(luò)格局。總之，隨著相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步，在各位技術(shù)同行的共同努力下，早日建成覆蓋全國的語音通信系統(tǒng)骨干網(wǎng)絡(luò)，必將進(jìn)一步提高空管運(yùn)行保障能力，為民航事業(yè)的發(fā)展邁出重要一步。

[1]華東地區(qū)內(nèi)話通信和聯(lián)網(wǎng)技術(shù)培訓(xùn)資料.

[2]Frequentis內(nèi)話設(shè)備技術(shù)手冊(cè).

[3]ATS Ground Voice Network Implementation and Planning Guidelines.

TN916.2

A

1671-0037（2014）05-72-2

張興飛（1987－），男，本科，助理工程師，研究方向；民航空管地空、通信。