胡 杨
（中国民用航空中南交通管理局，广东 广州510000）
1 系统简要介绍
最新的空域集中的发展趋势对空管系统提出了更高的要求，对于语音交换系统来说，意味着更好的性能，更大的容量和更高的安全性。当今空中交通管制的语音交换系统必须着手解决如下几个方面：增加系统安全性， 使用低风险的系统配置和在同等开销下提高系统性能。因此，开放式的结构，成熟的货架产品和工业标准如IP 技术被认为是满足这些要求的合适选择。
2 系统特点
2.1 IP 技术
IP 元素得益于当前版本系统基于数据包的传输，主要特点有：
（1）管制席位和服务器之前使用IP 结构相连接。
（2）最新型的IP 传输设备为电话信号和频率信号提供了安全、可靠和低开销的传输。
（3）系统中的系统——一个可选择的，与主系统完全分离的基于IP 技术的语音系统能够作为具备频率和电话功能的备用系统
（4）快速，可靠：系统基于IP 的连接要求快速和可靠的连接。 系统采用“trunked RTP”机制，基于很短的IP 数据包，它们只会造成很短的延时，这就决定了整个系统中的延时都很短。
2.2 并行的系统结构
并行备份
一个语音交换系统的目的在于提供一个高的运行能力。 一个单独的故障不应该引起更大范围的系统失效，更不应该引起全系统失效。本系统通过各个关键部件和连接的冗余完成了这个目标。失效的方式局限在某一个语音部件，比如一个管制席位或一个板件（提供一到两个通道）。 其他的部件也有备份。 语音和数据highway、普通服务器、交换节点、供电单元、接口控制器、无线电接口板、与管制席位或接口控制器的连接通道。
双倍的席位
在特殊的情况下，两个管制席位相互联系。 任一功能或者频率的选择都会导致在另一席位上，相应的功能或者频率被选择。
因为并行备份系统具备的极高的稳定性，本系统包含了两个相互独立的系统A 与B，两者并列运行。相比热备份运行，并行备份系统具有更大的优势。
并行备份通过以下方式与热备份系统区分开来：
（1）两个完全独立的系统A 与B；
（2）两个系统并列运行，并具有同样的优先级。
由周围部件决定选择哪个信号源，如果一个系统失效，则信号直接从另一个系统中获取。
图2 System Interfacing
图1 The Duplicated System Highways
2.3 简化的系统结构
系统简化了MDC、SDC 构成的多层HDLC 结构， 使用交换核心CIF 完成交换功能。
3 系统结构
系统核心本身是由16 个交换节点组成，分为两组互为备份，由光纤相连接，交换语音和数据。 音频通过TDMA 技术（时分复用）来交换， 在服务器间的数据传输通过以IP 连接为基础的。 与此相邻的硬件，如管制席位和对外接口，与交换节点均有连接。
系统拥有8000 个64k/Bits 信道的最大无阻交换能力， 每一个交换核心能处理2000 个信道，总共的交换能力不能超过8000 个信道。具有备份的系统highway（高速连接）拥有622Mbit/s 的最高传输速率，所有的语音信号都通过highway 传输，速度为100MBit/s，数据传输基于IP 技术，由普通服务器的内部控制数据和内外部的应用数据组成。
4 外部连接
与ATSN （Air Traffic Service Network） 通过ATS-QSIG 或者模拟MFC 线路来实现。 通过联网方式，几个管制中心可以被互联形成一个频率和电话的交换网。 为了节省语音传输的带宽，语音压缩算法和高复杂度的信号处理算法减少了网络中的语音信息。
4.1 频率网络
甚高频站点通过传输速度为2M bit/s 的E1 连接或通过以太网连接
4.2 频率
无论系统是直接连到收发信机或是通过网络连至远端台站，系统都能够与多种频率设备相连接——多种远程控制功能完成了操作者的指令，由于频率设备的供应商不同，远程控制的方式也是根据不同的设备特点决定的。
4.3 电话
由于现代电子ISDN 和QSIG 接口的协议为数众多， 新内话系统提供了面相几乎所有地-地通信设备的接口。
4.4 管理系统
总的说来语音通信管理系统可以被看做系统的一部分，然而在系统的正常运行中，管理系统并非不可缺少的。 数据通过以太网在信息管理系统和主系统中交换。
5 系统优势
系统结构的优点如下：
5.1 该系统是市场上唯一的通过星型结构与周围组件连接的系统，星型结构有利于提高系统的安全性和性能表现
对每一个周围的组件留有冗余的带宽。 每一个周围的组件有2Mbit/s 的冗余带宽，该带宽可以用来传输语音和数据信号。 这种机制可以造成多种组合：如语音单独传输到多个扬声器，同一个席位的两个管制员同时发话、收听或者打电话。也为以后的升级提供了空间，如增加多种形式的数据到席位（如信息传送，多媒体信息等）。
冗余的星型结构使得单个原件故障不易引起失效。即使一个周围组件与交换节点的双重连接均中断， 影响也只会局限在一个小范围，避免了环形或总线结构可能引起的大规模失效。一个软件故障造成的错误信息持续产生就更容易被化解而不会造成信息拥堵。
图3 Star Topology
5.2 高系统容量——完全数字无阻系统
现代空管的发展趋势是由空管中心管制一个巨大的空域，这就要求语音交换系统容量和性能的增加。
本系统提供了足够的容量给管制员， 保证了不论进行何种操作，系统的负荷如何，本系统均为无阻系统。 管制员不会因为系统容量不足而接收到系统繁忙的提示。
系统在8000 个时隙的范围内为用户提供了无限制的接入， 并为后来的系统升级预留了空间，而扩大系统容量的操作不需要对系统的软件进行更改，64Kbit/s 的编码率保证了极佳的通话质量。
5.3 并行备份系统具备的极高的稳定性
本系统包含了两个相互独立的系统A 与B，两者并列运行。 相比热备份运行，并行备份系统具有更大的优势。
并行备份通过以下方式与热备份系统区分开来；
两个系统A 与B 完全独立；
两个系统并列运行，并具有同样的优先级，由周围部件决定选择哪个信号源，如果一个系统失效，则信号直接从另一个系统中获取。
优点：
无需做复杂的系统同步。
系统升级将会影响应用软件， 而因为本系统中新功能是轮流载入，因此不会影响整个系统的功能，故在本系统中加入新功能则风险很低。
5.4 热插拔方式替换板件
系统中的任何一个板件都可以在运行过程中被替换，而替换过程并不会对系统或者板件造成损害；而新板件插入系统后，无需人工干预，参数就会被传到板件中然后自动激活。
［1］Voice Communication System VCS3020X Rel 7.0 Product Description.pdf[Z].
［2］Voice Communication System VCS3020X Rel 7.0 Maintenance Manual.pdf[Z].
