基于VOIP模式的R&S內(nèi)話性能分析

李素萍

摘 ?要：基于VOIP技術(shù)的R&S內(nèi)話具備高可靠性、可用性、高擴(kuò)展性和高靈活性，能更好的服務(wù)于民航業(yè)。

關(guān)鍵詞：VOIP;ATC;ATM 內(nèi)話

一、引言

隨著民航業(yè)的快速發(fā)展，內(nèi)話系統(tǒng)（VCS）成為空管（ATM）系統(tǒng)的重要組成部分，它可實(shí)現(xiàn)管制員、飛行員與地面人員之間的地對(duì)空和空對(duì)地通信。做為ATM系統(tǒng)的核心部分，VCS必須滿(mǎn)足可用性、可靠性、安全性以及可擴(kuò)展性等方面的要求。

傳統(tǒng)的內(nèi)話（VCS）系統(tǒng)是基于時(shí)分復(fù)用（TDM）進(jìn)行語(yǔ)音交換，隨著科技的進(jìn)步，基于IP的通信技術(shù)是全球電信大趨勢(shì)，ATM領(lǐng)域也準(zhǔn)備從傳統(tǒng)的TDM朝著IP技術(shù)方向轉(zhuǎn)變。R&S內(nèi)話系統(tǒng)率先實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)，它是首家在ATC中實(shí)施VOIP技術(shù)的廠家，滿(mǎn)足EUROCAE工作組制定的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及組成

R&S內(nèi)話系統(tǒng)組成部分有：席位單元CWP、電臺(tái)網(wǎng)關(guān)、電話網(wǎng)關(guān)、VCS無(wú)線網(wǎng)關(guān)、電臺(tái)服務(wù)器、電話服務(wù)器，控制與監(jiān)視平臺(tái)（VCMS）等。

席位CWP實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的具體操作，頻率電話的選擇，話音音量的高低選擇，各種功能鍵的選擇等;無(wú)線網(wǎng)關(guān)作用是通過(guò)E&M接口或者E1接口將無(wú)線設(shè)備相連到采用SIP、R2S和RTP協(xié)議的R&S內(nèi)話系統(tǒng);電話網(wǎng)關(guān)的功能是通過(guò)其上的FXO、FXS、LB、E&M、ISBN BRI、E1等傳統(tǒng)電信接口連接到現(xiàn)有PABX或者PSTN網(wǎng)絡(luò);監(jiān)視與控制平臺(tái)（VCMS）實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)話系統(tǒng)無(wú)線電、電話、內(nèi)部通話系統(tǒng)通信以及用戶(hù)訪問(wèn)、角色操作和任務(wù)的配置。其結(jié)構(gòu)框圖如下：

如圖所示，所有的組成部分通過(guò)工程IP網(wǎng)互聯(lián)，與傳統(tǒng)的TDM內(nèi)話系統(tǒng)相比較，它具有真正的分布式系統(tǒng)架構(gòu)，該架構(gòu)不要求中央機(jī)柜進(jìn)行話音交換。

三、R&S內(nèi)話性能與特點(diǎn)

基于VOIP的R&S內(nèi)話總體構(gòu)架是分布式應(yīng)用程序。這種分散體系結(jié)構(gòu)利用了IP技術(shù)在話音和通信上的優(yōu)勢(shì)，主要優(yōu)點(diǎn)是可靠性。因?yàn)樗灰蕾?lài)中央機(jī)柜，沒(méi)有單一故障點(diǎn)，不會(huì)因?yàn)橹醒霗C(jī)柜的一個(gè)故障點(diǎn)而像傳統(tǒng)語(yǔ)音交換設(shè)備一樣造成通訊癱瘓。區(qū)別于傳統(tǒng)的模擬語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)中央機(jī)柜時(shí)隙交換信號(hào)，R&S內(nèi)話語(yǔ)音包可以由IP靈活路由。

分布結(jié)構(gòu)另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是其靈活的可伸縮性，擴(kuò)展性，允許簡(jiǎn)單而又不太昂貴的擴(kuò)展以及按需擴(kuò)展。這樣可以使得每個(gè)使用單位根據(jù)自己需求定制設(shè)備安裝方案。

此外，易于維護(hù)也是其優(yōu)越性能之一。

四、性能的實(shí)現(xiàn)

4.1高可靠性與可用性的實(shí)現(xiàn)

硬件設(shè)計(jì)上R&S內(nèi)話系統(tǒng)的服務(wù)器、無(wú)線和電話網(wǎng)關(guān)，CWP具有冗余的IP網(wǎng)絡(luò)接口，從而確保硬件和網(wǎng)絡(luò)故障的可靠性;服務(wù)器和以太網(wǎng)交換機(jī)在硬件級(jí)別上完全重復(fù)，可自動(dòng)觸發(fā)切換;在CWP和網(wǎng)關(guān)部署固態(tài)存儲(chǔ)器以防止針對(duì)振動(dòng)和沖擊對(duì)其造成的破壞;采用高可用性和耐用的RAID硬盤(pán)配置;無(wú)線、電話網(wǎng)關(guān)上接口卡支持熱插拔，接口卡在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行更換，同時(shí)新的接口卡會(huì)自動(dòng)執(zhí)行內(nèi)部重新配置;多媒體傳輸和信令路由采用以太網(wǎng)交換機(jī)。

軟件設(shè)計(jì)上，在LINUX操作系統(tǒng)上采用現(xiàn)代編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，穩(wěn)定性強(qiáng);呼叫控制軟件駐留在所有必要的語(yǔ)音終端上（CWP、電話和無(wú)線網(wǎng)關(guān)、VCS網(wǎng)關(guān)）;智能分布讓每個(gè)R&S設(shè)備可以不經(jīng)過(guò)中央復(fù)雜交換機(jī)即可以獨(dú)立執(zhí)行任務(wù)和呼叫處理能力;所有設(shè)備都在具體軟件上實(shí)例運(yùn)行，確保沒(méi)有潛在單點(diǎn)故障風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)備之間無(wú)需同步，簡(jiǎn)化了整體軟件和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);由于冗余服務(wù)其之間的監(jiān)視機(jī)制，硬件或軟件層的功能故障會(huì)自動(dòng)觸發(fā)主備切換;在CWP和網(wǎng)關(guān)上，應(yīng)用軟件和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中。

4.2高容錯(cuò)能力的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用了增強(qiáng)型星形拓?fù)?，由下圖可見(jiàn)該網(wǎng)絡(luò)可確保所有網(wǎng)絡(luò)部件連接到互為主備運(yùn)行的兩個(gè)獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特點(diǎn)是高性能、出色的擴(kuò)展性和故障節(jié)點(diǎn)隔離，一個(gè)故障了不會(huì)影響節(jié)點(diǎn)其他的設(shè)備正常運(yùn)行。這使得R&S內(nèi)話系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)具有比傳統(tǒng)內(nèi)話系統(tǒng)更高的可靠性和容錯(cuò)能力。

4.3高靈活性的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用了基于IP的分布式架構(gòu)，使得R&S內(nèi)話在系統(tǒng)部署安裝和擴(kuò)展上都具有超越以往設(shè)備的靈活性。

系統(tǒng)安裝時(shí)，設(shè)備可以直接連接到VCS IP LAN，無(wú)需連接其他設(shè)備或鏈路;冗余設(shè)備可通過(guò)第二層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接以提高可靠性和抗環(huán)境影響能能力。

設(shè)備擴(kuò)展系統(tǒng)的每一個(gè)組件都是一個(gè)智能端點(diǎn)，可以執(zhí)行自己的呼叫控制和媒體處理功能。附件終端（CWP、無(wú)線和電話網(wǎng)關(guān)、SIP電話）只需要直接連接到R&S內(nèi)話本地IP網(wǎng)絡(luò)，并在管理系統(tǒng)中進(jìn)行配置以用作新的資源;系統(tǒng)擴(kuò)展和升級(jí)不影響VCS正在進(jìn)行的操作，也不會(huì)中斷或降級(jí)呼叫或服務(wù)。

4.4系統(tǒng)易于維護(hù)的實(shí)現(xiàn)

監(jiān)視系統(tǒng)提供了精確至板卡的每個(gè)設(shè)備告警;每個(gè)設(shè)備將自檢測(cè)試設(shè)備狀態(tài)并將結(jié)果匯報(bào)給監(jiān)控終端;所有板卡均可熱插拔并自動(dòng)重新配置;每個(gè)設(shè)備和卡都可以通過(guò)部件號(hào)/設(shè)備號(hào)/條碼清晰識(shí)別;通過(guò)與R&S遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)集成可以概覽無(wú)線設(shè)備以及具有SNMP功能額第三方設(shè)備狀態(tài)。以上設(shè)計(jì)可以達(dá)到高維護(hù)性和便于管理R&S內(nèi)話功能。

五、結(jié)束語(yǔ)

基于上述優(yōu)越性能，桂林空管站即將安裝R&S設(shè)備作為管制員主用內(nèi)話。目前已經(jīng)完成了設(shè)備硬件安裝。作為首個(gè)使用該內(nèi)話的空管單位，R&S內(nèi)話會(huì)給桂林空管技術(shù)人員帶來(lái)新的維護(hù)體驗(yàn)，相信它也會(huì)為民航事業(yè)的發(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] ?《R&S內(nèi)話技術(shù)手冊(cè)》