Frequentis 内话系统无线通信功能配置与故障排查浅析

摘要：重点分析空管Frequentis内话系统无线通信功能的概念、原理和配置，实现一路甚高频信号的配置，包括无线电板件、PTT功能和频率耦合等相关参数设置。以广州区管主用内话FREQUENTIS VCS 3020X Rel.7.1为基础，阐述无线通信各功能的使用场景和意义，研究系统无线通信接口的技术原理，结合现场实际运行情况探讨系统无线通信的信号流程，总结系统无线通信故障时的排查思路，完成各无线通信功能的软件参数配置，为空管设备维护人员提供有价值的参考信息。

关键词：Frequentis；内话系统；无线通信；故障排查；参数配置

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2025）05-0071-03 开放科学（资源服务） 标识码（OSID） ：

0 引言

内话系统是语音通信交换系统的简称，是空管甚高频、高频，以及各种有线通信的综合交换设备和通信终端。它起源于程控交换机，但又与之存在根本的差别，承担着管制员对空指挥和对地协调的重要业务，是空管五类关键设备之一。现阶段，它所提供的无线通信功能已成为空管业务中不可或缺的一部分，可以保障管制员与飞行员进行即时通信，传递飞行指令、了解飞行状态和处理紧急情况等，对于空中交通的安全顺畅运行具有重要意义。本文以广州区管主用内话系统Frequentis VCS 3020X为例，从系统组成、功能简介、接口技术、信号流程和参数配置等方面，为维护人员提供参考。

相比普通程控交换机，内话系统一个重要区别是其可以处理无线电台的一些特殊信号，如PTT、静噪信号等。为了保证这些无线电台信号传输稳定、可靠和高效，Frequentis内话系统通过外部接口接入无线电信号，传送至内部核心交换部分进行语音交换处理，然后设置频率比选、频偏、频率耦合、选呼、PTT自锁及超控、PTT故障保护等多种无线通信功能，提供给管制员良好的无线通信服务，保证管制员指令和飞行员回复的传递质量及效率。

1 Frequentis 内话系统概述

内话系统是空管提供管制服务的通信终端设备，为适应管制工作特点，它具有许多人性化的功能，能够减轻管制员工作强度和压力，方便管制员使用各种通信资源，实现地空和地地通信、工作协调和移交等。目前，中南空管广州区管中心应用的主用内话为Fre⁃ quentis系统，设备型号为VCS 3020X Rel.7.1。它是一套基于PCM和时分复用原理，通过无线通信接口、有线通信接口和数字接口等，接入多种类型的信号，完成无阻塞、冗余式的数字式语音交换，帮助管制员实现空中交通对空指挥、对地协调的多功能终端通信系统[1]。

Frequentis系统主要由中央交换部分、无线接口部分、电话接口部分、管制员席位部分和监控终端TMCS（Technical Monitoring and Control System） 组成[2]。中央交换部分是系统的核心，主要处理语音信号在席位与外部接口之间的交换，包括物理分开、完全冗余的2套处理设备，主要板卡为JIF/CIF；无线接口部分可以将地空通信资源接入内话系统进行交换，主要使用ERIF和GPIF板卡处理甚高频资源的接入，实现管制员与飞行员的通信；电话接口部分则是将地地通信资源接入，方便管制员实现协调和移交等工作，根据管制员使用的电话类型所应用的板件也不一样，有BCB/MFC/E1等板卡；管制员席位部分是用户的应用终端，通过席位面板提供的按钮进行无线通信的传递、有线通信的呼入和呼出等，同时还给管制员配备了相应的耳机、话筒和PTT按钮等；TMCS监控终端是空管设备人员使用的维护终端，负责系统参数配置、系统软件管理和故障监控等。

2 系统无线通信各功能简介

在设计之初，Frequentis内话系统主要考虑实现对空和对地的通信功能，并提供多种参数的配置保证通信的质量。其中，对地功能是在普通电话应用场景下，针对管制员工作特点，实现热线电话、MFC电话、E1电话及电话联网等功能；对空功能则更体现了民航的特点，设计无线接口板接入甚高频资源，在内部对这些无线电信号进行分析处理，保证管制员和飞行员的有效通信。下面介绍几种常用的Frequentis内话系统无线通信功能。

2.1 比选

管制空域较大或因地形原因存在信号覆盖较差时，同一频率需要架设多个台站进行信号覆盖。同一频率信号经过不同接收设备，经过不同路由传输到中心控制台后，根据信噪比、噪音大小、信号大小等选择输出一路最好的信号给管制员使用，提高对空指挥的可靠性。同时，在发射时根据设置的发射模式选择发射通道，此过程称为比选。

2.2 频偏

当有两个相同频率的信号一起加到接收机的输入端时，由于放大器的非线性作用，使这两个信号混频，而这两个载波分别由不同的振荡源产生，不可能完全相同，存在微小差异[3]。同时由于多普勒效应，混频后使得这微小的差异变大，落入音频范围内，经检波后产生很大的背景噪音[3]。设置频偏可一定程度抑制同频干扰。所以得出结论，同一频率设置不同频偏的信道可以同时发射，否则不能同时发射，这样可以避免同频干扰。需要注意的是，频偏需要在甚高频无线电台的发射机上设置，内话设置的频偏只是作为信道频偏的标识，标识不一致的信道才可以同时选择发射。

2.3 耦合

频率耦合可以让管制员使用多个频率指挥多架飞机，就像使用一个频率一样。频率耦合功能主要用于军民航共同飞行或者夜晚合扇后同时管制多个扇区的情况，便于管制员全面掌握飞行动态[4]。处于耦合状态的两个频率，利用内话席位的转发功能，当一个频率接收到信号时自动在另一个频率中发射。这样方便处于两个不同通信频率的机组及时掌握相互情况，同时在管制员端也不会造成声音的重叠。频率耦合具有方向性，分为单向耦合和双向耦合。单项模式下，单向频率上的接收不在耦合组内进行转发操作；双向模式下，单向频率上的接收不在耦合组内进行转发操作。

2.4 选呼

选呼功能是指向目标飞机发送特定的音频信号，表示地面将向该目标飞机进行语音通信，主要用于建立管制员/机组的地空通信联系，是一种应急通信手段。其实现方法是：管制员先在席位面板上输入想要呼叫航班的选呼号，即4个字母组成的选呼号（例如dAiCo）－ 然D后F） 会；这通组过包地面含电特台定发编射码，（一En组co音ded频） 大的约音持频续（A两u⁃秒；最后机载接收机接在收到音频后通过解码（De⁃ code） 来识别是否和飞机的选呼码一致，如果一致则提醒机组（通过特定音频或视觉信号） 。

2.5 PTT 自锁及超控

任一频率在任何时候都只允许一个席位占用PTT进行发射操作，一旦PTT被某个席位激活，其他配置了该信道的席位应有相应的信息显示，无抢占权限的席位不能使用该信道进行发射[5]，并且在该频率被某一席位占用时，同时给其他席位视觉提示。PTT超控功能，能设置席位对指定频率的超控权限，当多个席位选择相同的频率时，具有超控权限的席位通过占用PTT，能超控正在进行发射的其他席位，其他席位的PTT信号失效，同时，其他席位的音频输入输出设备产生被超控声音提示。

2.6 PTT 故障保护功能

当席位上某个无线信道PTT占用时间超过在监控维护子系统预设的数值时，能同时在监控维护子系统和席位上给出告警信息，并切断该信道的PTT信号。

3 系统无线通信接口

空管语音交换系统按照接入方式的不同可以分为传统接入模式和VoIP接入模式。传统接入模式是指无线通道和有线通道资源在内话外部接口处以E&M 信令，PSTN/PABX，E1，ISDN 等传统协议接入；VoIP模式是指基于IP的话音传输，无线通道和有线通道在内话外部接口处以IP方式接入。广州区管主用内话Frequentis系统采用传统接入方式，其中无线通信功能的应用主要基于E&M信令的使用。

3.1 E&M 信令

net） ，E &它M是信指令一是种指模E拟（Ea中r o继r E信ar令th）， &主M要（M用ou于th oPrB MXa与g⁃PSTN或PBX与PBX之间。在民航业内，E&M信令接口多用于甚高频，M接口控制E接口，其接口类型具体有5类，国内大多使用V类，如图1所示。

左侧框为内话，右侧框为甚高频，K1相当于内话PTT，PTT按下时，K1闭合。甚高频E线上检测到电流，开始发送。K2相当于甚高频静噪信号，当有声音接收时，K2闭合，内话的E线上检测到电流，开始接收信号。在实际应用中，内话是一直接收信号的，所以静噪信号E&M接口未使用。

E&M接口有两种音频通道类型：两线和四线。信令连接建立以后，使用音频通道传输语音。两线情况下，全双工音频信号通过单一通道传输，由a1和b1组成；四线情况下，提供了独立的通道接收和发送音频信号，由a1、b1、a2、b2组成。

3.2 ERIF 板件接口

空管语音通信主要包含以下外部接口：1） 模拟无线通信接口；2） 模拟有线通信接口；3） 数字接口；4） 网络通信接口；5） 数据通信接口。其中，模拟无线通信接口是指以模拟信号的方式实现与VHF、UHF、HF设备连接的接口。广州区管主用内话Frequentis系统使用的模拟无线通信接口为ERIF板件接口。

ERIF板件是模拟无线板卡，可以接入甚高频电台（每块板件2个通道） 。在Frequentis 内话系统中，ERIF板卡接入信号时，都是以4Wire形式接入，ERIF 板卡与甚高频电台之间，因为距离问题，通常会有线架作为中转。

通过ERIF板前面板指示灯，可以查看CPU等状态。Line in/out黄色闪烁表示该通道上有信号接收或发射，灰色则表示无信号；bOuNs总的线绿故色障快，闪绿表色示慢闪IO表M-示2CPU状态正常，绿色不闪表示CPU状态异常，灰色表示CPU状态异常；AL红色表示板件异常或正在重启，灰色为正常。

4 系统无线通信信号流程

4.1 系统无线通信全链路信号流程

管制员与飞行员的通信的实现主要依赖于甚高频通信，Frequentis内话系统作为通信终端，负责连接甚高频电台与管制席位。通常，甚高频电台与管制席位并不在同一地址，需要通过传输设备（例如FA36或FA16） 将甚高频电台的信号传送到Frequentis内话系统所在的机房，然后由于通信资源的数量较大以及送来的设备不同，也为了遇到故障时进行排查，先用配线架对这些通信资源进行物理整理后再送入Frequen⁃ tis内话外部无线通信接口ERIF板卡，接着这些语音信号会通过接口桥梁GPIF板件进入系统核心交换部分，信号在JIF/CIF板件语音交换处理后，经系统高速传送通路最终到达管制席位。反之，信号流程则反向进行。广州区管主用内话Frequentis系统的全链路信号流程如图2所示。

4.2 系统无线通信故障排查思路

当管制员反映Frequentis内话系统无线通信故障时，可以基于无线通信的信号流程来进行故障分析和处理。

4.2.1 确认为内部通信原因

使用其他席位或备用内话测试是否存在失效情况，若使用其他席位正常则进一步检查该席位（含音频设备） 是否正常，若使用另外一套内话正常，则说明为内部原因引起，应进一步排查内话系统至一分三/ 一分四线架间线路。

1） 可在席位处卡PTT，观察相应接口处灯闪是否正常，若不正常板卡可能存在故障，可进行复位或更换，若正常说明系统内部通信正常，进一步进行排查（须关注不同系统侧音模式类型：Remote/Local） 。

2） 逐段在线架处使用万用表/音频表（或耳机） 测试电压/语音是否正常，以定位故障点。