Frequentis 3020X Rel.7.1 语音通信交换系统特殊故障案例分析Analysis of Special Fault Cases in Frequentis 3020X Rel.7.1 Voice Communication switching System

Frequentis 3020X Rel.7.1 语音通信交换系统特殊故障案例分析 Analysis of Special Fault Cases in Frequentis 3020X Rel.7.1 Voice Communication switching System

师卫波

民航新疆空中交通管理 局 新疆乌鲁木齐 830016

摘要：语音通信交换系统（Voice communication switching system）简称内话系统，是民航空中交通管理所使用的一种专用语音交换设备。在前级接入无线电甚高频/高频设备、各类电话设备、网络传输设备，集成后为管制部门提供地/地和地/空综合性的通信保障服务，业内俗称内话系统。本文对新疆乌鲁木齐空管中心使用奥地利飞坤公司生产的Frequentis 3020X Rel. 7.1 语音通信交换系统进行介绍，结合多年系统运行使用过程中出现的特殊案例现象进行详细分析，以期对业内同类设备的维护工作提供借鉴。

关键词：语音通信交换系统；通信服务交换单元 ；FA16; FA36;GPIF;ERIF;BSS

一、Frequentis 3020X Rel 7.1内话系统简介

VCS 3020X Rel 7.1内话系统主要由通信服务交换单元（CommServer）、管制操作席位(Operator Position)、技术监控配置单元（TMCS）、接口单元（Interface）四部分组成，基于PCM/TDMA基本工作原理，采用全数字、无阻塞、双系统并行无交叉的核心交换结构。其中通信服务交换单元是内话系统的核心单元，其他的3个单元均与它直接相连，它主要完成语音信号在管制席位与外围接口，以及管制席位之间的交换。由于该内话系统为全数字系统，外围接口单元把外部输入信号从模拟信号变为数字信号，将系统输出信号从数字信号变为模拟信号，并完成接口匹配及数据格式相互转换。操作席位单位为管制员提供使用各种通信资源的操作界面及手持话筒、耳麦等通话工具，方便管制员完成话音指挥工作。监控单元除了可以对整个系统进行实时的监控、故障诊断、事件记录外，还可以对系统运行参数和软件进行配置管理。系统结构见图1。

图1 VCS 3020x 系统结构图

二、乌鲁木齐空管中心主备用内话系统介绍

乌鲁木齐空管中心自2017年初建成投产，主备内话系统均选用Frequentis 3020X Rel 7.1系统保障空管运行话音通信指挥工作。主备内话系统之间仅通过MFC-R2模拟电话联网和ATS-QSIG数字电话联网方式互联，可实现主备内话之间席位电话互通，不具备调用对方VHF和电话信道通信资源功能。远端站VHF遥控台信号分别经A、B两张地面网传进行传输接入内话系统，其中A网由电信和移动运营商保障，采用FA16方式传输；B网由联通运营商保障，采用FA36方式传输。A网单台信号接入主用内话系统，比选信号接入备用内话系统；B网单台信号接入备用内话系统，比选信号接入主用内话系统。电话信号经分线架一分二后分别接入主备内话系统。主备内话系统频率、电话、席位资源均1:1配置；主用系统单席位分别配置左右两块操作终端屏幕，备用系统单席位配置单独一块操作终端屏幕。

三、Frequentis 3020X Rel.7.1 系统故障实例分析

（一）内话系统长时间提示VHF电台PTT卡阻告警，无法释放

正常情况下，当内话系统中某个VHF信道被连续按下PTT按键长发超过60s（该参数可根据需要调整）后，系统出于对电台发射机保护的目的，将自动中断发射，席位触摸屏同时提示“STUCK PTT”红色卡阻告警提示字符，如图2所示，同时耳机中会听到“嘀嘀”告警声，5秒后，PTT自动释放，信道恢复正常。以前多次发生因管制员对空通话过程中无意识情况下长时间未释放PTT发射按键导致卡阻告警提示，经简单处理后均能快速恢复。但2021年1月4日晚2:13:47主用内话系统提示塔什库尔干台119.375MH信道卡阻，无法使用，维护人员迅速检查管制员使用的操作席位、手持PTT、脚踏板均正常，在备用内话系统上测试该遥控台，使用均正常，复位及更换主用系统该频率ERIF（频率接口卡）板卡后无效，告警依然存在。系统后台监控日志提示：

1/4/2021 2:13:47 PM;Vcs;VcsStatus;-;Message from VCS 1, Node 31300-A: 119.375\AC51\ACC/TSK: Stuck Ptt;RAIF_08L;-;Info;Unspecified;Urumqi;ACC_Main;

1/4/2021 2:13:48 PM;Vcs;VcsStatus;-;MAX [4] for RIFChannel [3131B-A, VCS 1] is NotOk;ERIF_08\14L1_TSK 119.375;-;Error;V;Urumqi;ACC_Main;

该频率ERIF板卡所属8号机框左路GPIF(通用控制接口卡，日志记录名称为RAIF)板卡提示灯显示红色告警。因该板卡同时管理着该机框14块ERIF频率接口卡，28个频率，在建议管制人员整体切换至备用内话系统使用后，复位该板块，告警消失，系统恢复正常。事后经维护人员回放事发席位录音发现，当时有架外航飞机在塔什库尔干地区附件失去联系，管制人员多次采用VHF通话方式联系无果，最后两次采用选呼方式尝试应急联系。由于在使用TSK119.375MH频率进行选呼发射通信中，同时使用TSK119.375MH进行无线电话音通信，导致内话系统该通道GPIF板卡处理逻辑混乱，无法释放发射电平，导致长时间PTT卡阻告警现象的发生。

图2 席位PTT卡阻告警提示状态截图

（二）内话系统接收同频异址VHF遥控台信号回音现象

乌鲁木齐空管中心投产运行以来，管制员多次反映内话系统发生VHF遥控台接收信号回音现象。其中包括莎车与塔什库尔干(119.375MHZ)VHF台信号、库车与阿克苏（119.375MHZ）VHF台信号、依吞布拉克与若羌（119.375MHZ）VHF台信号，导致飞行员在复诵管制员指令时，管制员接收到的信号因有回音发生，增大管制运行风险及管制员工作不适感。后经分析发现，由于不同远端遥控台站传输方式不同，造成信号传输过程中产生不同的延时，从而到达内话接收端话音输出后，产生回音现象。以莎车与塔什库尔干(119.375MHZ)VHF信号为例，目前莎车台站甚高频信号经A网FA16传输进入主用内话系统；塔什库尔干台站甚高频信号经B网FA36传输分别进入主、备用内话系统，因FA16采用数据直接传输方式，FA36采用数据分包传输方式，FA36的传输延时大于FA16，导致进入主用内话系统后产生时差，故有回音现象发生。在不新建传输线路的情况下，增加主用内话莎车台119.375MHZ频率接收信号延迟时间，以便与FA36传回的塔什库尔干台信号同步来消除回声。具体方法为通过主内话系统TMCS（技术监控配置单元）调节莎车119.375MH对应的ERIF板卡RX Voice Delay参数， 由0增加到100ms，FA16与FA36延迟时差为100ms。

(三) 内话系统塔台VHF通信话音切字现象

乌鲁木齐空管中心选址距离机场塔台较远，内话建设初期考虑到方便航管楼、发射台本场VHF电台接入及维护，保障塔台频率使用可靠性，便将塔台内话子机框安装于航管楼设备机房，通过SDH传输方式与位于空管中心设备机房的内话通信交换单元相连；位于空管中心的VHF电台子机框通过E1方式直接与内话通信交换单元相连，如图3所示。2018年3月9日按照管制部门需求将空管中心118.9MHZ 电台改频为塔台地面指挥频率121.65MHz,经过管制员测试收发正常，信号5个，但后期使用中反映有偶发切字现象，为句中切字，一段对话中间某一段丢失或听不清。经仔细检查，排除电台及VHF天馈系统问题。通过回放同一时刻录音发现，航管楼121.65Mz、发射台121.65MHz、空管中心121.65MHz单信道收发录音均正常，唯独塔台地面指挥席位GND-M席位录音出现切字现象，为接收时切字。塔台管制使用的121.65MHz频率组包含航管楼121.65Mz、发射台121.65MHz、空管中心121.65MHz 3个配置频率，经测试发现选用内话内部比选模式（BSS）会出现切字现象；关闭比选模式后，使用正常。后经进一步分析发现，由于航管楼121.65MHz、发射台121.65MHz频率接入塔台频率子机框后，经SDH传输至内话通信交换单元，这两个信道频率接口卡ERIF的话音侦测电压（VOX Detection Level）设置为-39db，而空管中心121.65MHz信道频率接口卡ERIF的话音侦测电压（VOX Detection Level）为默认值设置-24db。话音侦测电压（VOX Detection Level）值近似为接收信号的门限值，两个门限值相差6db。由于内话比选（BSS）模式计算信号质量时参考话音侦测电压（VOX Detection Level）值，进而造成优选信号后切换频率通道而引发切字现象。后期将航管楼、发射台频率通过FA16传输直接落地空管中心，接入内话系统，调整信道话音侦测电压，选用内话比选（BSS）模式一切正常。

图3 乌鲁木齐内话系统频率子机框连接图

四、结束语

随着航空流量的不断增大，语音通信交换系统在空中交通管制工作中的地位越显重要，Frequentis语音通信交换系统运行稳定，可靠性较高，疑难杂症少有发生，但随着空管事业的快速发展，设备投产数量的不断增加，使用场景的不断变化及人为操作错误的发生，一些前期未曾遇见的问题也不断显现。本文汇总新疆乌鲁木齐空管中心Frequentis语音交换系统运行过程中发生的多起特殊故障现象实例，通过对不同故障现象描述，分析产生原因，寻找解决方法，力求对业内同类设备的维护，特情处置，建设方案设计、国产系统开发等工作提供参考借鉴。

参考文献：

1. 孔时达. FREQUENTIS REL.7.1内话系统故障及解决办法[J]. 电脑知识与技术：学术版, 2017, 13(3):2.

2. 贺丽雅, 沈璐. FREQUENTIS VCS 3020X内话系统常见故障及解决方法[J]. 空中交通管理, 2011(9):3.