語(yǔ)音交換系統(tǒng)在機(jī)場(chǎng)的應(yīng)用

盧 勇

（中國(guó)民用航空飛行學(xué)院空管中心，四川德陽(yáng) 618307）

0 引言

語(yǔ)音交換系統(tǒng)簡(jiǎn)稱內(nèi)話系統(tǒng)，是移動(dòng)無(wú)線電通信中的一個(gè)重要系統(tǒng)，能夠接入無(wú)線甚高頻信號(hào)和各類有線電話信號(hào)，為管制員和飛行員之間進(jìn)行地空通信以及管制員之間進(jìn)行管制移交協(xié)調(diào)地地通信提供了保障。語(yǔ)音交換系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)配置的系統(tǒng)，它提供的終端席位可以讓管制員方便靈活的使用各種電臺(tái)和電話資源，減輕了管制員的工作負(fù)擔(dān)，提高了他們的工作效率，主要應(yīng)用于塔臺(tái)、進(jìn)近和調(diào)度室等管制單位。廣漢機(jī)場(chǎng)于2016年6月安裝1套6席位的AT-VCS0422語(yǔ)音交換系統(tǒng)，該系統(tǒng)自投入使用以來(lái)為廣漢機(jī)場(chǎng)的空中交通指揮提供了很大便利，下面就該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成、功能、工作原理、性能和維護(hù)建議等方面進(jìn)行分析介紹。

1 系統(tǒng)組成和功能

AT-VCS0422語(yǔ)音交換系統(tǒng)由主機(jī)、席位終端、監(jiān)控配置終端組成，其中主機(jī)是系統(tǒng)的交換和處理中心，提供對(duì)外接口；席位終端是連接內(nèi)話系統(tǒng)和操作人員之間的人機(jī)接口；監(jiān)控配置終端主要應(yīng)用于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置和監(jiān)控[1]。該系統(tǒng)為星型結(jié)構(gòu)，核心是基于穩(wěn)定的純數(shù)字網(wǎng)絡(luò)交換模式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)VHF（Very High Frequency，甚高頻）通信和地面通信的語(yǔ)音綜合調(diào)度，對(duì)通信資源集中利用起到了很大作用。并且該系統(tǒng)是兩套交換模塊同時(shí)獨(dú)立運(yùn)行，每個(gè)交換模塊有兩個(gè)交換設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了四冗余度總線備份，改善了地空管制和地地協(xié)調(diào)的通信可靠性和服務(wù)質(zhì)量，為保障飛行安全提供了有力支持。系統(tǒng)功能有基本功能、無(wú)線通信功能、有線通信功能、中央處理子系統(tǒng)功能、席位功能等。

（1）基本功能。該系統(tǒng)支持多任務(wù)工作，并具有完全無(wú)阻塞的語(yǔ)音交換功能；具有主備工作方式；支持有線、無(wú)線數(shù)據(jù)通信接口；具有在線自檢能力，能檢測(cè)到可替換的最小功能模塊；既支持外部時(shí)鐘源作為系統(tǒng)時(shí)鐘，也支持內(nèi)部時(shí)鐘作為系統(tǒng)時(shí)；具有良好的人機(jī)界面，使管制員和技術(shù)人員方便操作和維護(hù)。

（2）無(wú)線通信功能。系統(tǒng)席位能提供多個(gè)無(wú)線信道的狀態(tài)和收發(fā)選擇，并將用戶的選擇情況發(fā)送到中央處理子系統(tǒng)進(jìn)行處理，然后建立或拆除相應(yīng)的語(yǔ)音通道，同時(shí)在席位界面上進(jìn)行顯示；席位上的無(wú)線信道可通過(guò)監(jiān)控維護(hù)子系統(tǒng)進(jìn)行配置，也可由用戶自行配置；席位的每個(gè)無(wú)線信道可設(shè)置空閑、監(jiān)聽(tīng)和指揮工作模式；能正確識(shí)別席位上的PTT（Push-To-Talk，一鍵通）輸入，并結(jié)合其優(yōu)先級(jí)將該信令和語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)傳輸線路發(fā)送到中央處理子系統(tǒng)，然后根據(jù)席位上無(wú)線通道的發(fā)射選擇情況激活相應(yīng)的無(wú)線接口，同時(shí)在界面上顯示；并且還具有無(wú)線信道延時(shí)功能要求、無(wú)線信道比選功能、選呼功能、PTT故障保護(hù)功能、PTT自鎖功能、側(cè)音控制功能頻率耦合功能。

（3）有線通信功能。支持DA（Direct Address，直通電話）號(hào)碼預(yù)設(shè)、DA撥號(hào)方式、外部呼入和席位間通話的來(lái)電顯示；在呼叫時(shí)，具有呼叫排隊(duì)功能和呼叫保持功能，能同時(shí)支持5個(gè)以上的來(lái)電；而且還具有呼叫轉(zhuǎn)移功能、電話會(huì)議功能、呼叫強(qiáng)插功能和呼叫代答功能。

（4）中央處理子系統(tǒng)功能。支持主備雙機(jī)熱備份功能；在進(jìn)行主備切換的過(guò)程中，語(yǔ)音通信和數(shù)據(jù)通信不中斷，而且不會(huì)引起系統(tǒng)其他部分工作異?；蛑匦屡渲?；支持熱拔插功能；具有故障隔離功能，任何故障隔離后均不影響其他部分的正常工作；所有的音頻信號(hào)在系統(tǒng)內(nèi)部以數(shù)字方式交換；支持與其他空管語(yǔ)音通信交換系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的功能。

（5）席位功能。可提供2個(gè)以上的席位插孔，能適用于手持話筒、話機(jī)、頭戴式耳麥、和腳踏PTT輸入等；席位的優(yōu)先級(jí)也能根據(jù)要求設(shè)置；每個(gè)席位能提供2個(gè)以上的錄音接口，且每個(gè)錄音接口能分別設(shè)置有線、無(wú)線錄音輸出到揚(yáng)聲器；能提供模塊自檢和測(cè)試功能；具有在一定權(quán)限下監(jiān)聽(tīng)其他席位話音通信的功能；能根據(jù)設(shè)置或者用戶操作，將席位的無(wú)線通信和有線通信分別設(shè)置到不同的席位插孔上；具備席位音量調(diào)節(jié)、語(yǔ)音輸出、觸摸屏參數(shù)調(diào)節(jié)等功能。

2 系統(tǒng)工作原理

AT-VCS0422語(yǔ)音交換系統(tǒng)是一套基于IP（Internet Protocol，網(wǎng)絡(luò)之間互連的協(xié)議）機(jī)制的全數(shù)字，完全無(wú)阻塞的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，采用雙網(wǎng)并行的分布式交換結(jié)構(gòu)，兩套交換模塊同時(shí)獨(dú)立運(yùn)行，每個(gè)交換模塊配置兩個(gè)交換設(shè)備[2]。系統(tǒng)內(nèi)不存在核心交換單位，而是通過(guò)交換板卡或交換機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的交換。具體工作原理：先對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采樣，然后轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包在系統(tǒng)內(nèi)部交換傳輸，傳輸?shù)侥康牡睾筠D(zhuǎn)換為模擬信號(hào)輸出。該系統(tǒng)的交換方式靈活多變，滿足了不同的需求，并且采用壓縮編碼等技術(shù)，進(jìn)一步降低了話音通信延時(shí)。

3 系統(tǒng)性能

3.1 可靠性

系統(tǒng)的可靠性是指空管語(yǔ)音交換系統(tǒng)以及所能提供的功能、服務(wù)在一定條件下的平均故障間隔時(shí)間（MTBF，Mean Time Between Failures），可以通過(guò)系統(tǒng)中的部件以及所提供的服務(wù)、功能故障率計(jì)算出來(lái)。語(yǔ)音交換系統(tǒng)作為維系飛行安全的地空通信平臺(tái)，必須具有較高的可靠性。AT-VCS0422語(yǔ)音交換系統(tǒng)采用雙網(wǎng)并行交換及分布式處理的軟硬件架構(gòu)，具有傳輸帶寬高、控制靈活、交換容量大等特點(diǎn)，在數(shù)據(jù)交換過(guò)程中采用容錯(cuò)編碼技術(shù)，使數(shù)據(jù)傳輸更準(zhǔn)確和及時(shí)，滿足了民航行業(yè)對(duì)通信系統(tǒng)安全性和可靠性的要求。

3.2 可擴(kuò)展性

系統(tǒng)的可擴(kuò)展性表示在系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量范圍內(nèi)進(jìn)行升級(jí)或擴(kuò)展時(shí)，系統(tǒng)整體功能和性能沒(méi)有任何下降。該系統(tǒng)具有一定的擴(kuò)展能力，包括各種接口數(shù)量的擴(kuò)展，席位數(shù)量的擴(kuò)展。系統(tǒng)的擴(kuò)容性滿足了以后發(fā)展的需要，使得對(duì)資源的利用更加合理，區(qū)域間的聯(lián)系更加緊密，真正做到無(wú)阻塞通信。

4 維護(hù)建議

在AT-VCS0422語(yǔ)音交換系統(tǒng)應(yīng)用之后，電臺(tái)直接與主機(jī)相連，席位也直接連接到主機(jī)的中的無(wú)線板和有線板，同一個(gè)席位既能進(jìn)行無(wú)線通信也能進(jìn)行有線通信，使用和維護(hù)都較之前簡(jiǎn)單、方便，安全性也隨之大大提高，有力地保證了飛行安全[3]。在具體的維護(hù)中，給出4點(diǎn)建議：①每日對(duì)語(yǔ)音交換系統(tǒng)的供電電源進(jìn)行檢查，對(duì)各板卡的指示燈進(jìn)行檢查，查看是否正常工作。查看監(jiān)控終端的監(jiān)控界面，看各板卡的顏色判斷板卡是否正常工作，其中綠色表示正常工作，紅色表示異常，灰色表示閑置插槽，黃色表示交換板；②每周需要進(jìn)行一次周維護(hù)，主要檢查電源與設(shè)備的連接情況，查看接頭是否有松動(dòng)，電纜線是否完好；檢查監(jiān)視計(jì)算機(jī)有無(wú)感染病毒；檢查席位上的有線、無(wú)線通話是否正常，席位觸摸屏的按鈕是否靈敏；③每月需要進(jìn)行一次月維護(hù)，對(duì)機(jī)箱清掃除塵；查看系統(tǒng)各設(shè)備是否工作正常，包括主機(jī)、交換機(jī)、監(jiān)控終端和各個(gè)席位終端；④半年維護(hù)是則是配合生產(chǎn)廠家對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面檢查和測(cè)試。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著民航飛行流量的快速增長(zhǎng)，語(yǔ)音交換系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，重要性日益凸顯，是民航空中交通管制服務(wù)的重要工具。AT-VCS0422語(yǔ)音交換系統(tǒng)集中有效整合了各種通信資源，具有靈活的資源配置模式和較強(qiáng)的系統(tǒng)擴(kuò)展能力，廣漢機(jī)場(chǎng)的引入，進(jìn)一步加強(qiáng)了地空通信的保障能力，提高了管制人員的工作效率，同時(shí)也減輕了維護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān)。