廣州區管新內話系統VCS3020X介紹

胡 楊

（中國民用航空中南交通管理局，廣東 廣州510000）

1 系統簡要介紹

最新的空域集中的發展趨勢對空管系統提出了更高的要求，對于語音交換系統來說，意味著更好的性能，更大的容量和更高的安全性。當今空中交通管制的語音交換系統必須著手解決如下幾個方面：增加系統安全性， 使用低風險的系統配置和在同等開銷下提高系統性能。因此，開放式的結構，成熟的貨架產品和工業標準如IP 技術被認為是滿足這些要求的合適選擇。

2 系統特點

2.1 IP 技術

IP 元素得益于當前版本系統基于數據包的傳輸，主要特點有：

（1）管制席位和服務器之前使用IP 結構相連接。

（2）最新型的IP 傳輸設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）系統中的系統——一個可選擇的，與主系統完全分離的基于IP 技術的語音系統能夠作為具備頻率和電話功能的備用系統

（4）快速，可靠：系統基于IP 的連接要求快速和可靠的連接。 系統采用“trunked RTP”機制，基于很短的IP 數據包，它們只會造成很短的延時，這就決定了整個系統中的延時都很短。

2.2 并行的系統結構

并行備份

一個語音交換系統的目的在于提供一個高的運行能力。 一個單獨的故障不應該引起更大范圍的系統失效，更不應該引起全系統失效。本系統通過各個關鍵部件和連接的冗余完成了這個目標。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。 語音和數據highway、普通服務器、交換節點、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系。 任一功能或者頻率的選擇都會導致在另一席位上，相應的功能或者頻率被選擇。

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

并行備份通過以下方式與熱備份系統區分開來：

（1）兩個完全獨立的系統A 與B；

（2）兩個系統并列運行，并具有同樣的優先級。

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

圖2 System Interfacing

圖1 The Duplicated System Highways

2.3 簡化的系統結構

系統簡化了MDC、SDC 構成的多層HDLC 結構， 使用交換核心CIF 完成交換功能。

3 系統結構

系統核心本身是由16 個交換節點組成，分為兩組互為備份，由光纖相連接，交換語音和數據。 音頻通過TDMA 技術（時分復用）來交換， 在服務器間的數據傳輸通過以IP 連接為基礎的。 與此相鄰的硬件，如管制席位和對外接口，與交換節點均有連接。

系統擁有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，數據傳輸基于IP 技術，由普通服務器的內部控制數據和內外部的應用數據組成。

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。 通過聯網方式，幾個管制中心可以被互聯形成一個頻率和電話的交換網。 為了節省語音傳輸的帶寬，語音壓縮算法和高復雜度的信號處理算法減少了網絡中的語音信息。

4.1 頻率網絡

甚高頻站點通過傳輸速度為2M bit/s 的E1 連接或通過以太網連接

4.2 頻率

無論系統是直接連到收發信機或是通過網絡連至遠端臺站，系統都能夠與多種頻率設備相連接——多種遠程控制功能完成了操作者的指令，由于頻率設備的供應商不同，遠程控制的方式也是根據不同的設備特點決定的。

4.3 電話

由于現代電子ISDN 和QSIG 接口的協議為數眾多， 新內話系統提供了面相幾乎所有地-地通信設備的接口。

4.4 管理系統

總的說來語音通信管理系統可以被看做系統的一部分，然而在系統的正常運行中，管理系統并非不可缺少的。 數據通過以太網在信息管理系統和主系統中交換。

5 系統優勢

系統結構的優點如下：

5.1 該系統是市場上唯一的通過星型結構與周圍組件連接的系統，星型結構有利于提高系統的安全性和性能表現

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據信號。 這種機制可以造成多種組合：如語音單獨傳輸到多個揚聲器，同一個席位的兩個管制員同時發話、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據到席位（如信息傳送，多媒體信息等）。

冗余的星型結構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，避免了環形或總線結構可能引起的大規模失效。一個軟件故障造成的錯誤信息持續產生就更容易被化解而不會造成信息擁堵。

圖3 Star Topology

5.2 高系統容量——完全數字無阻系統

現代空管的發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容量和性能的增加。

本系統提供了足夠的容量給管制員， 保證了不論進行何種操作，系統的負荷如何，本系統均為無阻系統。 管制員不會因為系統容量不足而接收到系統繁忙的提示。

系統在8000 個時隙的范圍內為用戶提供了無限制的接入， 并為后來的系統升級預留了空間，而擴大系統容量的操作不需要對系統的軟件進行更改，64Kbit/s 的編碼率保證了極佳的通話質量。

5.3 并行備份系統具備的極高的穩定性

本系統包含了兩個相互獨立的系統A 與B，兩者并列運行。 相比熱備份運行，并行備份系統具有更大的優勢。

并行備份通過以下方式與熱備份系統區分開來；

兩個系統A 與B 完全獨立；

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

優點：

無需做復雜的系統同步。

系統升級將會影響應用軟件， 而因為本系統中新功能是輪流載入，因此不會影響整個系統的功能，故在本系統中加入新功能則風險很低。

5.4 熱插拔方式替換板件

系統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或者板件造成損害；而新板件插入系統后，無需人工干預，參數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].