赵炳祥
摘 要：近年来，随着新疆管制区航班量的不断攀升以及乌鲁木齐区管中心正式投入使用，对于地空通信的要求也越来越高，而内话系统（Voice communication system）是民航空中交通管理所使用的一种专用的语音交换系统，对于民航通信保障起着非常重要的作用。VHF信号的网络传输稳定性和话音交换效率又与内话系统的稳定性密不可分，与传统的地面传输网络相比，微波通信有可用频带宽、通信容量大、传输损伤小、抗干扰能力强的优点。文章将结合目前鲁木齐区管中心内话系统运行的实际情况，简单的介绍微波通信在乌鲁木齐区管中心内话系统中的应用。
关键词：微波通信；内话系统；VHF
中图分类号：TN915 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）10-0165-03
Abstract： In recent years， with the increasing number of flights in Xinjiang'scontrol area and the official operation of the Urumqi District Management Center， the requirements for ground-to-air communications have become increasingly high. The internal voice communication system is a special voice exchange system used in civil aviation air traffic management， which plays a very important role in guaranteeing the civil aviation communication. The network transmission stability and voice switching efficiency of VHF signal are closely related to the stability of the internal telephone system， compared with the traditional terrestrial transmission network. Microwave communication has the advantages of available frequency bandwidth， large communication capacity， small transmission damage and strong anti-interference ability. This paper will introduce the application of microwave communication in Urumqi management center in combination with the actual situation of the current operation of the inner telephone system in the management center of Urumqi， and the paper briefly introduces the application of microwave communication in the inner telephone system of the management center of Urumqi.
Keywords： microwave communication； internal telephone system； VHF
1 乌鲁木齐区管中心内话系统介绍
内话系统，就是语音交换系统（Voice communication system），它实际上是一种空管专用交换机，供地面管制员使用，接入无线电甚高频设备、高频设备、各类电话设备、网络设备，提供管制员之间的管制移交协调通信、与其他空管设施管制员的管制移交协调通信以及提供管制员与飞行机组之间的通信（地/空通信）。
目前，乌鲁木齐区管中心有2套内话系统，均为奥地利Frequentis厂家生产，其核心交换技术采用时分复用的技术，其语音编码方式为脉冲编码调制（PCM）的方式。管制员或者飞行员的原始话音一种连续变化的模拟音频信号，在Frequentis内话系统中使用全数字的语音交换系统处理和记录二进制的数字信号对话音信号进行处理，并完成模数转换，其转换过程如图1所示，在完成模数转换的基础上，数字信号在语音交换机中也会进行相应的解调过程，从而实现语音交换的目的。
在语音交换机中可以将量化噪声限制在相当微弱的范围内，这对于民航地空通信非常重要，同时可以增强话音信号质量。Frequentis内话系统有着双数字无阻塞的交换性能、容错的星型拓扑、双重的核心资源和分布式的结构等一些列的优点，因此其交换功能非常强大。在图2中其服务器总线传输与交换速率可达到622M/s，容错性能也相对较高。FREQUENTIS内话系统采用了双重结构，因此话音在系统内部交换的安全性和实时性都能够得到相应的保障，而且每套FREQUENTIS系统中均有两个服务器，并均分布式地与VHF信号、电话网络、录音系统、监控系统、话音数据网络及管制员席位相连接。而乌鲁木齐区管中心主用内话系统与备用内话系统采用1：1的配置，其系统构架是基于两条PCM/TDMA和HDLC协议的高速通道组成的，且两条PCM/TDMA高速通道相互独立并行的运行，所以话音交换在系统内部不会存在阻塞和中断。
2 乌鲁木齐区管中心内话系统外部传输结构
从图1和图2中可知，乌鲁木齐区管中心内话系统的优点非常明显，再加上系统本身服务器间无需切换时间、无需停机维护检修、连续的系统监控功能等，其系统的话音交换对外部的传输结构就非常依赖。在乌鲁木齐区管中心内话系统的信号引接中，遥控台VHF信号采用A、B网双网进行传输，A网用电信和移动链路作为中继，B网采用联通链路作为中继，而且A、B网分别采用的点对点的传输和星型结构的传输方式，并且两种不同的网络传输运用了不同的传输设备进行信号接入，这样在内话系统的VHF信号接入中，从中继链路、运营商、传输方式、网络结构均有备份并能够独立运行，信号的传输也更加稳定且有冗余链路。乌鲁木齐区管中心本场的内话系统无线子机框均设立在区管中心中，与服务器之间建立了分布式的可靠地连接，而塔台的无线信号子机框则通过S330和S385两条SDH环形网络传输结构与内话服务器之间进行连接，两条SDH网络互为备份。塔台席位与内话服务器之间的连接通过高速率的光纤进行传输，而主备用内话系统所对应的席位分别接入了两台不同的光端机进行传输，在硬件上也实现了相互备份的功能。乌鲁木齐区管中心内话系统的整体外部连接结构如图3所示。
从图3中可以看出，尽管各VHF信号传输、塔台内话子机框链路连接以及塔台席位与内话服务器之间的连接均有冗余备份的链路，但这些链路在接入区管中心内话服务器时，有一个共同的接入点A点。如图3所示，当A点链路发生中断时，除了电话网络外，所有的链路连接就都会中断，整个内话系统也会出现瘫痪，失去了语音交换的意义，这对于地空通信和民航安全是不可接受的。而A点链路中断的隐患就需要有更好的解决方案了，而微波通信可以很好地解决A点链路中断带来的风险。
3 微波通信在乌鲁木齐区管中心内话系统的应用
微波通信使用波长为1m至0.1mm（频率为0.3GHz～3THz）的电磁波进行的通信。包括地面微波接力通信、对流层散射通信、卫星通信、空间通信及工作于微波波段的移动通信。微波通信具有可用频带宽、通信容量大、传输损伤小、抗干扰能力强等特点，可用于点对点、一点对多点或广播等通信方式。
3.1 微波通信的性能介绍
目前，通信网络将灵活、智能化以及动态性作为未来的发展趋势，而目前SDH接PDH网络虽然更为适应点对点通信，然而缺少对新型业务的拓展以及现代网络化管理提供支持，也无法解决类似乌鲁木齐区管中心外接链路中关键节点中断带来的隐患问题，为微波通信可以较好地解决类似问题。
传统的微波技术也存在自身的一些不足，微波通信通常采用分布式通信系统，系统分为室外单元ODU和室内单元IDU，但IDU不具备数据调度的功能，只能实现点对点的传输，这就需要在实际工作中，将网络结构组成环型和链型，这就需要IDU进行复杂的堆栈和级联组合，传输效率也就变得相对低下，因此在区管中心地空通信过程中，微波通信不适合作为主用链路进行信号传输。
目前，光纤网络与微波网络的结合，微波通信设备的发展，极大地丰富了微波设备的交换输入输出接口，可以实现与当前广泛采用的光纤传输网络直接对接。而随着自适应编码调制技术的应用，通信管理系统能够对通信链路中的传输情况进行监控，在线对传输容量和调制方式进行调整，能够优先保证对时间同步要求的可靠性传输，这也是目前微波通信的优势所在，也为微波通信作为民航短距离备份传输提供了相应的技术支持。
3.2 微波通信在乌鲁木齐区管中心VHF信号传输中的应用
从图3可以看出，各遥控台的VHF信号通过A网和B网进行传输，A网通过点对点的链路进行VHF信号的传输，这种远距离的链路传输无法使用微波通信进行备份。而B网传输时采用的星型结构的网络，将所有遥控台的VHF信号传输至乌鲁木齐本埠中心点，而中心点再通过华为的FA36设备进行VHF信号的传输，由于乌鲁木齐本埠中心点与区管中心之间距离有限，微波通信就非常适合作为B网传输链路的备份，如图4所示。
从图4也可以看出，即使A点发生链路中断，B网也可以短时间内将所传输的VHF信号切换至微波链路进行保障地空通信，进而保障地空通信的连续性和完整性。
3.3 微波通信在乌鲁木齐塔台席位的应用
在使用微波通信解决了远端遥控台VHF信号在A点中断的隐患后，还不能够真正解决地空通信中断的问题，由于塔台指挥席位与内话服务器之间通过移动和联通两条光纤链路进行连接，在图3中可以看出，如果A点中断，塔台席位与内话服务器之间将失去连接。而此时采用微波链路代替光纤传输后（如图5所示），就会取得明显的效果，但光纤与内话服务器间必须采用75Ω与120Ω的欧姆匹配器，这样就可以实现塔台内话席位与区管内话系统互联，进而保证地空通信正常。而在后期可以更换相应的光端机设备，以实现155M光纤电路的接入，以及其他以太网接口业务（如空管自动化系统TSDP与区管SDP互联）的传输。
3.4 微波通信在乌鲁木齐塔台内话子机框的应用
在解决VHF内话传输隐患和塔台席位隐患后，当图3中A点链路中断后，乌鲁木齐航管楼塔台依然无法使用，因为从图3中可以看出，塔台的内话子机框与内话服务器间的传输也经过了汇聚点A点，因此同时需要将微波链路作为内话子机框与内话服务器间的传输SDH环网的备用，如图6所示，可将内话无线子机框中的资源接入到了内话服务器中，对安全运行提供更加可靠的链路保障。
本文通过微波技术在VHF信号传输、塔台席位和内话子机框中的应用，可以很好地解决乌鲁木齐区管中心内话系统传输中汇聚点中断的问题，进一步保障了地面管制员和飞行员通信可靠性。
4 结束语
作者针对目前乌鲁木齐区管中心内话系统在地面传输系统中的一些隐患，在思考解决方案的同时，结合微波通信技术与SDH环网的应用，简要地论述微波通信技术的应用对于乌鲁木齐区管中心内话系统的重要性和方案的可行性，进一步保证VHF信号资源接入更加安全、可靠，从而确保地空通信的不间断和内话系统传输的地空冗余配置，保证民航的飞行安全。
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