FREQUENTIS内话系统与AT-VCS0422内话系统的系统结构比较与分析

肖 硕

（中国民用航空桂林空中交通管理站，广西 桂林 541106）

FREQUENTIS内话系统与AT-VCS0422内话系统的系统结构比较与分析

肖 硕

（中国民用航空桂林空中交通管理站，广西 桂林 541106）

通过对桂林空管站目前所使用的FREQUENTIS内话系统与AT-VCS0422内话系统的系统结构进行比较分析，目的在于认识和明确两种内话系统结构的主要功能和特点，以便更好地发挥两套系统设备的互补作用，从而提高两套系统设备的使用效率，根据两种不同系统的特点提供不同的维修方法和维护方式。

内话系统；拓扑结构；核心交换系统

民航内话通信系统是为管制员的管制移交协调工作和对空指挥提供良好的人机通讯的一个操作界面系统，它不仅提供空管管制员之间的通信，也提供管制员与飞行器之间的通信。内话通信系统由中心交换系统、席位电子模块（iPOS）、触摸屏（Power Panel）、人机接口（IPIP）、技术监视与控制系统（TMCS）等五大部分构成。随着内话系统的更新换代，其系统结构也在不断地改进。桂林空管站目前使用的内话系统主要是德国生产的FREQUENTIS VCS3020内话系统和国产的 AT-VCS0422内话系统。这两套设备都是为管制员提供了一个集成式的操作界面，但在核心交换系统和拓扑结构等方面又有各自的特点。前者为日常主用系统，后者作为备用系统，在主用系统故障的时候使用。它们共同提供地空之间的正常通讯运行，为保障飞行安全提供有力支持。本文主要针对FREQUENTIS VCS3020内话系统和国产AT-VCS0422内话系统的核心交换系统和拓扑结构进行比较分析，以便更好地发挥两套系统设备的互补作用，从而提高两套系统设备的使用效率，根据两种不同系统的特点提供不同的维修方法和维护方式。

1 FREQUENTIS内话系统介绍

FREQUENTIS VCS3020系统是基于PCM/TDMA的原理设计的完全无阻塞，无限制，冗余的数字式语音交换系统。所谓无阻塞、无限制是指系统可以通过增加业务板件满足不同业务类别，如电话、甚高频的需要，并始终处于可扩容状态；冗余数字式是指系统由A、B机构成，形成主备热备份。其主要优势在于，冗余数字式语音系统 A、B机为重复配置系统，双机同时运行，当某台机发生故障时，另一台机冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作，由此减少系统的故障时间。VCS3020系统主要由中心交换系统，管制员操作席位设备，外围接口设备，技术监控系统组成。

1.1 FREQUENTIS的核心交换系统

交换系统（switching systems）是根据寻址信息和网控指令进行链路连接或信号导向，使得在电信网中的多对用户间建立信号通路的系统。该系统是具有业务-交换逻辑固定配合的交换设备，以节点的形式与邻接的传输链路构成各种拓扑结构的通信网，这一通信网可以适应不同业务类别和流量分布的需要，并且可以随着网容量的扩大从而满足日益增加的数据交换功能。其功能发展到业务-交换逻辑分开，且具有可编程组合的模块结构时，即可用以构成智能化的综合业务数字网（ISDN），以适应多种非预定新业务不断发展的需要。VCS3020系统的系统构架是基于两条PCM/TDMA和HDLC协议的高速通道组成的。在调度系统中，调度台和交换机之间传输的数据包括传递调度业务信息的信令数据（甚高频业务），和传递语音的PCM语音数据（电话业务）。PCM和TDMA两条高速通道相互独立、并行运行，实现了这两种数据的同步传输，互为备份。

1.2 FREQUENTIS的子系统

FREQUENTIS VCS3020子系统包括席位电子模块（iPOS）及触摸屏（Power Panel）、人机接口（IPIP）、技术监视与控制系统（TMCS）。

席位电子模块及触摸屏给管制员提供可触摸式的操作界面，通过触摸按键，完成地地电话和地空通信功能；人机接口即接口盒和喇叭，为管制员提供话筒输入和扬声器输出；技术监视与控制系统放置于设备机房，方便机务员对设备各个模块进行监控，一旦发生任何故障或异常情况，都会有相应告警信息及告警声提示。

2 沈阳AT-VCS0422内话系统介绍

AT-VCS0422内话系统基于稳定的数字网络交换模式，由可堆叠的系统调度主机、席位终端、监控配置终端、并行热冗余的双交换网络和人机接口组成，实现了对民航运输生产中所有对空VHF、HF通信和地面平面通信（管制电话、差转台和对讲机）的语音综合调度，不仅集中利用了有限的通信资源，而且大大改善了地空管制和地地协调的通信可靠性和服务质量，为保障飞行安全提供了有力支持。由于是国产设备，AT-VCS0422内话系统价格实惠，配件服务到位，技术支持容易，维修保养方便。

2.1 AT-VCS0422的核心交换系统

AT-VCS0422系统采用完全分布式环形布局代替庞大的中心交换系统，A、B服务器组件，智能化的操作席位和分布式的接口组件使系统的语音交换根据目标的不同在不同的分系统内完成。

2.2 AT-VCS0422的子系统

AT-VCS0422系统同样包括席位电子模块（iPOS）及触摸屏（Power Panel）、人机接口（IPIP）、技术监视与控制系统（TMCS）。

3 FREQUENTIS内话系统与 ATVCS0422内话系统的比较

3.1 拓扑结构的比较

拓扑结构是指各个节点相互连接的形式，在内话系统中，拓扑结构反映出系统的结构关系，它对于系统的性能、可靠性以及建设管理成本等都有着重要的影响，因此系统拓扑结构的设计在整个内话系统中占有十分重要的地位，目前国内使用的内话系统主要有星形拓扑结构和环形拓扑结构。

3.1.1 FREQUENTIS 内话系统的星形拓扑结构

FREQUENTIS VCS3020系统的结构是容错的星形拓扑、并行运行的系统。星型布局是以中央结点为中心与各结点连接而组成的，各结点与中央结点通过点与点方式连接，中央点执行集中式通信控制策略，如图1所示。

图1 FREQUENTIS 内话系统星型拓扑结构图

从图1可知，在星型拓扑中，中央节点是整个系统的核心，它承担了整个系统的数据处理，传输与交换功能，中心节点的故障会直接造成整个网络的瘫痪。在这个内话系统的星形拓扑结构中，所有接口模块都连接到中心交换系统，中心交换系统执行集中式通信控制策略。

为了避免由于中心交换系统故障导致整个设备瘫痪，FREQUENTIS VCS3020系统为冗余数字式语音系统，在中心节点上，A、B机为重复配置系统，双机同时运行，当某台机发生故障时，另一台机冗余配置的部件介入并承担故障部件的工作，由此减少系统的故障时间。而在分节点上，设备即使出现故障，也只会影响它所特定的部分，不会造成整个系统瘫痪。因此，当一个故障在系统中出现时，通过监控告警系统可以即时确定故障部件，只需要对故障相应部分进行检修即可，尽可能的减少检修设备和停工时间。

3.1.2 AT-VCS0422内话系统的环型拓扑结构

环型拓扑具有结构简单，容易实现，传输时延确定以及路径选择简单等优点，但是，网络中的每一个节点或连接节点的通信线路都有可能成为网络可靠性的瓶颈。如图2所示。

图2 AT-VCS0422内话系统环型拓扑结构图

从图2可知，AT-VCS0422系统由A、B服务器作为数据处理核心部分。在该系统中，两个服务器机柜底部有四块E1板，用作数据互联，彼此之间也可互相调用板卡资源。两个服务器互为对方的备机，实现了主备保障。

AT-VCS0422内话系统的通信服务系统可连接多个2M环和接口总线，每一个操作席位环实际有2条物理的2Mbit/s通道，每条通道由64Kbit/s传输速率的32个通道组成，在64个通道中，有59个通道是用来在同一个环或者是另外一个环的任何用户进行语音通信、无线电通讯和额外的电话连接。

在实际维护过程中，机务员首先需根据TMCS确定故障节点，对故障节点位置的确定，就可以即时更换故障板件，保障设备的正常运行。

3.2 核心交换系统的比较

内话系统的核心交换系统主要有并行的中央交换式结构和完全分布式环形结构两种。下面分别对这两种核心交换系统进行比较。

3.2.1 FREQUENTIS 内话系统——并行的中央交换式结构

FREQUENTIS VCS3020系统采用的是并行的中央交换式结构，所谓并行的中央交换式结构是指 A、B机双系统同时工作，保证在一个中心交换系统故障时，另一个中心交换系统仍能正常工作。JIF板是中央交换设备的核心部件，通过PCM/TDMA语音高速链路，将所有的接口板（包括无线接口板、有线接口板）连接到 JIF板。另外，HDLC数据网又将JIF板与监控软件TMCS进行连接。

3.2.2 AT-VCS0422内话系统——完全分布式环形结构

AT-VCS0422系统采用完全分布式环形布局代替庞大的中心交换系统，A、B服务器组件，智能化的操作席位和分布式的接口组件使系统的语音交换根据目标的不同在不同的分系统内完成。在该系统中，两个服务器机柜底部有四块E1板，用作数据互联，彼此之间也可互相调用板卡资源。两个服务器互为对方的备机，实现了主备保障。基于2Mbps E1标准，各分系统可以自由地被分配到不同的机架或房间，甚至不同的地点，这种分布式布局使系统的硬件设备可以在最安全的环境下运行，并且具有冗余备份功能，极大地降低了系统硬件物理损坏的可能性。

4 结语

通过对上述两个内话系统的内部结构和工作方式进行比较，对两种内话系统有了进一步的了解。从比较结果笔者可以看出：两套系统都有着各自的优势和特点，FREQUENTIS VCS3020系统为冗余数字式语音系统，设备即时出现内部系统故障，也只会影响它所特定的部分，不会造成整个系统瘫痪，而 AT-VCS0422系统采用完全分布式环形布局，可以在最安全的环境下运行，并且具有冗余备份功能，极大地降低了系统硬件物理损坏的可能性。维护人员可以根据这两套系统各自的特点，进行系统故障后的应急演练，做出相应的应急预案，保障管制员的正常使用。

［1］ 吴廷海.数据通信技术教程［M］.北京：北京大学出版社，2006.

［2］ 杨帆.FREQUENTIS内话通信系统故障分析［J］.黑龙江科学，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

肖硕（1988-），男，广西桂林人，中国民用航空桂林空中交通管理站助理工程师，从事管制设备维护工作。