專利名稱：雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型提供一種應(yīng)用于民航系統(tǒng)的有線通訊系統(tǒng)，尤其涉 及一種雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)的主機(jī)。
技術(shù)背景有線通訊系統(tǒng)是民航生產(chǎn)運(yùn)行中最重要的環(huán)節(jié)，長期以來，我 國主用有線通信設(shè)備全部都以來進(jìn)口，不僅花費(fèi)了國家大量外匯，而且進(jìn)口系 統(tǒng)在使用中也暴露出容量小、兼容性差、功能單一等諸多問題；而傳統(tǒng)的有線 通訊系統(tǒng)，對于地地通話方面，無法實現(xiàn)本地一點(diǎn)對多點(diǎn)，以及本地與外地一 點(diǎn)對多點(diǎn)的通話，例如以往的有線通訊是話機(jī)之間一一對應(yīng)的相連進(jìn)行有線 通信，話機(jī)則組成管制席位，這樣的話，如果需要同多方進(jìn)行有線控制，則就 需要在一個席位端配置多部話機(jī)，這樣一來席位配置異常繁雜，給使用和維護(hù) 都帶來了極大的不便。另外以往的通訊是單線連接， 一旦連接中斷，就會造成 整個系統(tǒng)的癱瘓，而且以往的通訊系統(tǒng)功能單一、容量小，而且整個主機(jī)采用 統(tǒng)一的中央處理器，這樣， 一旦主機(jī)的中央處理器停止工作，也會造成后整部 系統(tǒng)癱瘓
實用新型內(nèi)容
實用新型目的本實用新型提供一種雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)，其目的是解 決以往的有線通訊系統(tǒng)席位配置復(fù)雜、容量小、由于單線連接造成的易損壞及 維護(hù)不方便的問題。
技術(shù)方案本實用新型是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的
一種雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)，其特征在于所述主機(jī)包括多個雙網(wǎng)絡(luò)交換 單元，多個雙網(wǎng)絡(luò)交換單元通過兩條并行的全交換網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)在一起形成通訊裝 置；所述雙網(wǎng)絡(luò)交換單元主要包括內(nèi)線板、外線板、席位板和兩塊交換板；內(nèi) 線板和外線板均通過通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線分別接入兩塊并列的交換板，兩塊交換板 則通過通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線連接至席位板；兩塊交換板與兩條并行的全交換網(wǎng)絡(luò)連 接。
兩條并行的全交換網(wǎng)絡(luò)可以采用局域網(wǎng)VL認(rèn)聯(lián)網(wǎng)、廣域網(wǎng)VPN，DDN專線， 無線網(wǎng)橋、網(wǎng)線、雙絞線、光纖、同軸電纜。所述的雙網(wǎng)絡(luò)交換單元還包括有監(jiān)控板、語音板、錄音板和磁石板；監(jiān)控 板、語音板、錄音板和磁石板通過內(nèi)部的兩條并行的通訊網(wǎng)絡(luò)與兩塊交換板連 接。
在所述內(nèi)線板、外線板、席位板上均設(shè)置有音頻隔離變換器、數(shù)字隔離器、 兩片網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊及獨(dú)立的CPU和FPGA;兩塊網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器通過電路與CPU連 接，CPU通過電路與FPGA連接，F(xiàn)PGA—方面通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器與音頻隔離變換 器連接，另一方面直接與數(shù)字隔離器連接；音頻隔離變換器數(shù)字隔離器連接至 外部設(shè)備端口，而兩片網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊則通過通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線連接至兩塊交換 板。
所述交換板上設(shè)置有多個與各個功能板連接的接口和與全交換網(wǎng)絡(luò)連接 的接口，所有接口均通過音頻隔離變換器和數(shù)字隔離器與交換單元連接，交換 單元與控制及路由協(xié)議判斷模塊連接。
數(shù)字隔離器采用光電耦合器和繼電器。
所述通訊主機(jī)中的多個雙網(wǎng)交換單元陣列的設(shè)置在殼體內(nèi)；而每個雙網(wǎng)交 換單元中的無線板、內(nèi)線板、外線板、席位板、監(jiān)控板、GPS板、語音板、錄 音板、磁石板和交換板均插接在殼體的板卡插槽內(nèi)，交換板插接在板卡插槽的 兩端。
內(nèi)線板在使用時與直通電話機(jī)連接；外線板在使用時與市話或程控交換機(jī) 連接；席位板在使用時通過席位終端板與用戶席位連接。
優(yōu)點(diǎn)及效果本實用新型提供一種雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)，該系統(tǒng)主機(jī)將 多個雙網(wǎng)交換單元連在一起組成通訊平臺；而每個雙網(wǎng)交換單元又包括內(nèi)線 板、外線板、席位板、席位終端板、監(jiān)控板、語音板、錄音板和磁石板，通過 兩條并行的通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線與兩塊交換板連接在一起，該雙網(wǎng)交換單元在使用 時，內(nèi)線板與直通電話機(jī)連接，使直通電話機(jī)也可以通過席位進(jìn)行通話和控制;
而內(nèi)線板可以與多部直通電話機(jī)連接，這樣通過一個席位之間的轉(zhuǎn)換就可以實 現(xiàn)多點(diǎn)通話的目的，使席位配置異常簡潔合理；另外在雙網(wǎng)交換單元中還配置 有其他的功能板，例如外線板與市話或程控交換機(jī)連接實現(xiàn)系統(tǒng)與外部有線 電話的連通；監(jiān)控板用于與監(jiān)控配置終端機(jī)連接，用于監(jiān)控系統(tǒng)安全并發(fā)出報 警信號；GPS板與外部時鐘源連接，實現(xiàn)時鐘同步；而語音板則用于儲存向雙網(wǎng)絡(luò)交換單元的各個對應(yīng)功能板發(fā)送的語音信息；錄音板12則用于遠(yuǎn)程席位 的本地錄音；磁石板用于與磁石或供電電話連接。另外，在系統(tǒng)的雙網(wǎng)交換單 元的每個功能板上，都集成有互為隔離的兩個全交換網(wǎng)絡(luò)冗余運(yùn)行，系統(tǒng)采用 分散型控制結(jié)構(gòu)，以無線功能板為例，主機(jī)中沒有中央處理單元，所有功能均 由各功能板上的獨(dú)立CPU和FPGA進(jìn)行控制，分散型控制結(jié)構(gòu)可以把故障限制 在最小的范圍內(nèi)，任何功能板的故障都不會影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行，使可靠 性有了明顯提高。該雙網(wǎng)有線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)主機(jī)在使用時是以每個雙網(wǎng)交換單 元為單位，每個雙網(wǎng)交換單元為單位中對應(yīng)一個席位及多個有線設(shè)備，這樣每 個席位不僅可以在本單元內(nèi)進(jìn)行有線和其他功能的控制，還可以實現(xiàn)與其他單 元的席位實現(xiàn)連通，進(jìn)行信息交流，這樣大大提高了信息交換的靈活性。 另外本實用新型還具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)
由于采用了分散型控制結(jié)構(gòu)和雙網(wǎng)絡(luò)并行冗余的工作方式，數(shù)據(jù)交換暢通 無阻，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，投入實驗以來，無一例系統(tǒng)癱瘓現(xiàn)象發(fā)生，可靠性得到 了明顯的提高，為保障飛行安全提供了有力的支持；
該實用新型在工作時外部語音信息經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后，以數(shù)據(jù)禎的格式通過 這兩個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交換，設(shè)計寬帶(10M)與實際使用寬帶(128K)比達(dá)到10: 0.128，有效的提高了數(shù)據(jù)交換可靠性，真正做到無阻塞通信。
多個雙網(wǎng)交換功能單元(最大255個，根據(jù)需要可擴(kuò)充到1023個)通過 兩條并行的全交換系統(tǒng)組成雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)。通過兩條并行的全交換網(wǎng) 絡(luò)，不但可以把多個雙網(wǎng)交換功能單元連接在一起，也可以把本地或異地的多 個雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)連接在一起，形成一個完整的雙網(wǎng)全交換網(wǎng)絡(luò)通訊系 統(tǒng)，使異地間的資源利用更加合理、區(qū)域間聯(lián)系更加緊密、管制調(diào)度更加安全 可靠。
本實用新型采用冗余的兩條并行的全交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，雙網(wǎng)并行工作，可以 方便的進(jìn)行擴(kuò)容，并使地資源利用更加合理、區(qū)域間的聯(lián)系更加緊密，真正做 到無阻塞通信，目前，本系統(tǒng)容量超過國際類似系統(tǒng)最大容量2倍以上。
本實用新型的各個功能板都集成了全冗余網(wǎng)絡(luò)并行工作，在任意兩個功能 板間提供不小于10Mpbs的數(shù)據(jù)交換能力，在多機(jī)組間交換，伴隨著現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)的飛速發(fā)展，本系統(tǒng)將擁有十分強(qiáng)大的擴(kuò)容能力。在這樣的交換能力下坐席、模擬用戶、數(shù)字用戶等各種接口的數(shù)量幾乎是可以無限制的擴(kuò)容，其可以 采用豐富的連網(wǎng)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域間多平臺全功能連網(wǎng)，做到資源共享。
另外，很多進(jìn)口設(shè)備產(chǎn)品并不是提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換協(xié)議和技術(shù)，因此在多系統(tǒng) 互連時存在很大的難度。而本實用新型采用不同的通訊協(xié)議，使用自主開發(fā)的 通信協(xié)議，可以使不同系統(tǒng)之間的通信協(xié)議相互轉(zhuǎn)換，并與不同產(chǎn)品之間具有 很強(qiáng)的兼容性。
本實用新型可以外接目前國內(nèi)所使用的各種VHF、 HF、差轉(zhuǎn)臺、無線對講 以及各種地面有線通信設(shè)備，而這些設(shè)備的正常運(yùn)行直接關(guān)系到民航安全生 產(chǎn)。 一旦由于本系統(tǒng)內(nèi)部故障原因造成對接入設(shè)備的損壞，其損失是無可估量 的。因此，本系統(tǒng)的各個功能板在設(shè)計時，對所有的輸入輸出端口進(jìn)行了全部 隔離。通過音頻隔離變換器對所有的音頻輸入輸出信號(RX、 TX及電話信號) 進(jìn)行隔離；通過光電耦合器和繼電器對數(shù)字信號(PTT、 SQL、 ALM)進(jìn)行隔離。 采用全隔離接入方式，可以保證即使在本實用新型出現(xiàn)嚴(yán)重故障時，也不會對 接入的甚高頻等設(shè)備產(chǎn)生任何影響，有效地提高可地空通信系統(tǒng)的整體可靠性 和安全性。
本實用新型還采用自適應(yīng)式的接口。當(dāng)外部設(shè)備接入時，各個功能板上的 CPU和FPGA會自動判別信號的極性和電平，通過內(nèi)部極性和電平轉(zhuǎn)換后輸出 一個標(biāo)準(zhǔn)控制信號進(jìn)行處理。對系統(tǒng)的輸出信號，各功能板同樣進(jìn)行智能化的 處理，使輸出信號滿足接入設(shè)備的需要。這種處理方式，可以滿足數(shù)字信號的 接地/干接點(diǎn)/+5￥/+12￥/-48V等，極大的方便了不同協(xié)議甚高頻設(shè)備的連接，
提高了系統(tǒng)的適應(yīng)能力。
本實用新型采用獨(dú)立CPU分散控制，每塊功能板上都有高性能的32位智 能處理器(CPU) NIOSII,用來處理冗余的通訊協(xié)議、音頻的采集和音頻的合 成等功能。在整個應(yīng)用和維護(hù)過程中，分散控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以把故障限制在最 小的范圍內(nèi)，任何功能板的故障都不會影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)可靠性 相比采用傳統(tǒng)的核心主機(jī)控制方式的系統(tǒng)有了進(jìn)一步提高，運(yùn)行穩(wěn)定，為保障 飛行安全提供了有力支持。
本實用新型采用全交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與傳統(tǒng)的PCM交換技術(shù)相比具有很明顯 的優(yōu)勢。兩種技術(shù)的對比如下PCM交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完善之前的一種數(shù)字信號交換方式，類似于模 擬開關(guān)矩陣轉(zhuǎn)換的交換方式，交換容量存在局限性；全網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)則是新型 的數(shù)字信號交換技術(shù)，是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展而誕生出來的，有著交換容 量大、傳輸寬帶較大、控制靈活等特點(diǎn)，尤其是采用容錯編碼技術(shù)的全交換網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)交換過程中具有數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、及時的特點(diǎn)，更符合民航行業(yè) 對通信系統(tǒng)安全性和可靠性的特殊要求。
PCM交換技術(shù)是采用控制芯片來控制交換芯片通道的接通或斷開。全交換 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)據(jù)是以禎格式傳輸?shù)?，每個數(shù)據(jù)禎的頭部都有確定的目的地址， 交換芯片根據(jù)目的地址進(jìn)行數(shù)據(jù)禎交換。PCM交換的信息令處理能力依靠處理 器的速度，而全交換網(wǎng)絡(luò)是把所有的信令處理分散到每個端口上去，不依靠于， 處理器的速度。
PCM交換需要同步時鐘，如果失去同步時鐘，PCM交換將會癱瘓，而全交 換網(wǎng)絡(luò)則不需要同步時鐘。全交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與PCM交換技術(shù)相比可提供更多的 聯(lián)網(wǎng)方式。
在使用和維護(hù)方式方面。采用本實用新型之后，通訊主機(jī)中的席位直接與 有線板相連，同一個席位進(jìn)行有線通信的交流與控制，使用和維護(hù)都較之簡單、 方便，安全性也隨之大大提高，有力地保障了飛行安全。
另外本實用新型的板卡可以熱插拔。任何板卡(包括交換板)，在通電運(yùn) 行狀態(tài)下均可熱插拔，方便用戶在不影響使用的情況下進(jìn)行維護(hù)。
本實用新型擁有全面的運(yùn)行監(jiān)督控制平臺?？梢詸z測系統(tǒng)中的任意一個數(shù) 據(jù)的信息，智能的判斷故障并有聲光報警。
遠(yuǎn)程維護(hù)。系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程撥號的維護(hù)功能，廠家維護(hù)人員可以在用戶許可 的情況下，通過撥號方式連入系統(tǒng)，幫助用戶進(jìn)行故障判斷和信息配置。
交換系統(tǒng)的全冗余設(shè)計。使用戶系統(tǒng)使用過程中可以關(guān)閉或拔下任意一個 交換板進(jìn)行交換，而不影響系統(tǒng)的正常使用。
本實用新型還可以存儲多達(dá)256個電話會議，組內(nèi)可容納64名成員進(jìn)行 會議。系統(tǒng)可分級進(jìn)行會議，也可以多組同時進(jìn)行會議，每組會議成員同時發(fā) 言人數(shù)可達(dá)4方。
其具有"一鍵通"功能，即通過電話會議功能，可以預(yù)先設(shè)定多個呼叫組，通過一鍵操作即可同時呼叫該組中的全部電話，這一功能對于航行通告、通知 信息發(fā)布等非常具有實用性。
本實用新型的全交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以通過很多載體進(jìn)行互連(如網(wǎng)線、 雙絞線、光纖、同軸電纜等)，并且有很多成熟穩(wěn)定的連網(wǎng)和路由方案可以選
擇(如局域網(wǎng)VL認(rèn)聯(lián)網(wǎng)、廣域網(wǎng)VPN， DDN專線，無線網(wǎng)橋等)，還可以采
用自主研發(fā)的通訊協(xié)議，通過協(xié)議轉(zhuǎn)換單元與采用其他的通訊協(xié)議的內(nèi)話設(shè)備 互聯(lián)。
本實用新型，設(shè)備簡潔合理，實用性強(qiáng)，比較適合應(yīng)用在民航領(lǐng)域。


圖1表示本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖2表示本實用新型雙網(wǎng)交換單元的示意框圖3也表示本實用新型的雙網(wǎng)交換單元的示意圖4表示本實用新型在使用狀態(tài)時的交換介質(zhì)的示意圖5表示本實用新型內(nèi)線板的結(jié)構(gòu)框圖6表示本實用新型內(nèi)線板的電路板圖7表示本實用新型內(nèi)線板的帶有音頻隔離變換器的電路圖； 圖8表示本實用新型通訊主機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9表示本實用新型交換板的結(jié)構(gòu)原理框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步的說明 如圖l所示，本實用新型提供一種雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)，所述通訊系統(tǒng) 主機(jī)包含多個雙網(wǎng)絡(luò)交換單元2，多個雙網(wǎng)絡(luò)交換單元2通過兩條并行的全交 換網(wǎng)絡(luò)lll連接在一起，如圖4所示，全交換網(wǎng)絡(luò)lll可以采用局域網(wǎng)VLAN 聯(lián)網(wǎng)、廣域網(wǎng)VPN, DDN專線，無線網(wǎng)橋等傳輸介質(zhì)；雙網(wǎng)絡(luò)交換單元2主要 包括內(nèi)線板4、外線板5、席位板6、席位終端板7和兩塊交換板8;如圖2 所示，內(nèi)線板4、外線板5通過兩個并行的通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線與兩塊交換板8連 接，兩塊交換板8并聯(lián)后與席位板6連接；席位板6連接席位終端板7;這樣 也就是說內(nèi)線板4和外線板5均分別通過兩塊交換板8與席位板6連接；兩塊 交換板8同時分別與外部的兩條全交換網(wǎng)絡(luò)111連接；這樣，多個雙網(wǎng)絡(luò)交換 單元2之間就通過交換板8和全交換網(wǎng)絡(luò)111連接在一起。在使用時內(nèi)線板4通過外部設(shè)備端口與直通電話機(jī)連接，外線板也通過外部設(shè)備端口與市話或程
控交換機(jī)連接，席位終端板7與用戶席位連接，這樣就會在每個雙網(wǎng)交換單元 2上形成用戶席位15與一部或多部直通電話機(jī)16自由控制的結(jié)構(gòu)單元，而多 個雙網(wǎng)交換單元2之間連通后形成的本實用新型的雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)也 使得多個雙網(wǎng)交換單元2上的用戶席位15之間可以相互自由連通，這樣的話 用戶席位15不僅可以在本身的雙網(wǎng)交換單元2內(nèi)進(jìn)行對有線和其他功能的控 制，還可以與其他雙網(wǎng)交換單元2上的用戶席位15進(jìn)行信息溝通，或同其他 雙網(wǎng)交換單元2上的有線或其他功能進(jìn)行溝通，這樣的設(shè)計就使得用戶席位 15的配置簡潔高效，而不用象以往那樣，在用戶席位15處配置多部直通話機(jī)， 這樣的話，該雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)就將用戶席位15與有線設(shè)備之間、用戶 席位和用戶席位之間有機(jī)地結(jié)合在了 一起。
而如圖2所示，所述的雙網(wǎng)絡(luò)交換單元2還包括有監(jiān)控板9、語音板ll、 錄音板12和磁石板13;監(jiān)控板9、 GPS板IO、語音板ll、錄音板12和磁石 板13通過內(nèi)部的兩條通訊網(wǎng)絡(luò)222與兩塊交換板8連接；在使用時，監(jiān)控板 9用于與監(jiān)控配置終端機(jī)連接；而語音板11則用于儲存向雙網(wǎng)絡(luò)交換單元2 的各個對應(yīng)功能板發(fā)送的語音信息；錄音板12則用于遠(yuǎn)程席位的本地錄音； 磁石板13用于與磁石或供電電話連接；
在所述內(nèi)線板4、外線板5、席位板6、監(jiān)控板9、語音板ll、錄音板12 和磁石板13上均設(shè)置有音頻隔離變換器、數(shù)字隔離器、兩片網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊20 及獨(dú)立的CPU和FPGA;如圖5和6所示，以內(nèi)線板4為例，音頻隔離變換器、 數(shù)字隔離器、兩片網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊20及獨(dú)立的CPU 18和FPGA 19均設(shè)置在印刷 電路板上，網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊20與內(nèi)部兩條并行的通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線連接，進(jìn)而連 接至交換板8;兩片網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊20通過電路與CPU連接，CPU通過電路與 FPGA連接，CPU與FPGA形成控制單元；FPGA 19則一方面通過兩個轉(zhuǎn)換方向 相反的數(shù)模轉(zhuǎn)換器22與音頻隔離變換器連接，而另一方面與數(shù)字隔離器連接，
音頻隔離變換器和數(shù)字隔離器與外部設(shè)備端口連接；音頻數(shù)據(jù)經(jīng)過音頻隔離變 換器和數(shù)字隔離器后將數(shù)據(jù)傳輸給CPU、 FPGA進(jìn)行處理；而數(shù)字隔離器可以采
用光電耦合器或繼電器；FPGA就是現(xiàn)場可編程門陣列。
如圖8所示，所述通訊主機(jī)1中的多個雙網(wǎng)交換單元2陣列的設(shè)置在殼體14內(nèi)；而每個雙網(wǎng)交換單元2中的內(nèi)線板4、外線板5、席位板6、監(jiān)控板9、 語音板11、錄音板12、磁石板13和交換板8均插接在殼體14的板卡插槽24 內(nèi)，交換板8插接在板卡插槽24的兩端；各種外接設(shè)備包括用戶席位15、直 通話機(jī)16、VHF甚高頻電臺17等直接通過線路連接至殼體14內(nèi)的各個雙網(wǎng)交 換單元2所對應(yīng)的功能板上。
如圖9所示，為交換板8的結(jié)構(gòu)原理簡易框圖，在交換板8上則設(shè)置有多 個端口用于與各個功能板及全交換網(wǎng)絡(luò)111對應(yīng)連接。交換板8的各個端口均 通過音頻隔離變換器和數(shù)字隔離器連接至交換單元，交換單元與控制及陸由協(xié) 議判斷模塊連接；信息由相應(yīng)的端口經(jīng)過數(shù)字和音頻隔離后進(jìn)入交換單元和控 制及陸由協(xié)議判斷模塊內(nèi)處理，再輸送出去。交換板8內(nèi)信息經(jīng)過數(shù)字和音頻 隔離后進(jìn)入交換單元和控制及陸由協(xié)議判斷模塊內(nèi)處理，再輸送至各個功能 板。 .
另外如圖5、6和7所示，為內(nèi)線板4的構(gòu)造原理。如圖3所示為本實用
新型連接形式的簡易框圖，圖中顯示出了各個功能板與電源的連接情況，各個 功能板與電源的連接情況同現(xiàn)有公知的電路板相同，在這里不再贅述。
另外，因為本系統(tǒng)可以外接目前國內(nèi)所使用的各種地面有線通信設(shè)備，而 這些設(shè)備的正常運(yùn)行直接關(guān)系到民航安全生產(chǎn)。一旦由于本系統(tǒng)內(nèi)部故障原因 造成對接入設(shè)備的損壞，其損失是無可估量的。因此，本系統(tǒng)的各個功能板在 設(shè)計時，對所有的輸入輸出端口進(jìn)行了全部隔離。通過音頻隔離變換器對所有 的音頻輸入輸出信號(RX、 TX及電話信號)進(jìn)行隔離；通過數(shù)字隔離器，也 就是光電耦合器和繼電器對數(shù)字信號(PTT、 SQL、 ALM)進(jìn)行隔離。采用全隔 離接入方式，可以保證即使在本系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障時，也不會對接入的甚高頻 等設(shè)備產(chǎn)生任何影響，有效地提高可地空通信系統(tǒng)的整體可靠性和安全性。
本雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)的接口采用自適應(yīng)式。當(dāng)外部設(shè)備接入時，各個 功能板上的CPU和FPGA會自動判別信號的極性和電平，通過內(nèi)部極性和電平 轉(zhuǎn)換后輸出一個標(biāo)準(zhǔn)控制信號進(jìn)行處理。對系統(tǒng)的輸出信號，各功能板同樣進(jìn) 行智能化的處理，使輸出信號滿足接入設(shè)備的需要。這種處理方式，可以滿足 數(shù)字信號的接地/干接點(diǎn)/+5￥/+12￥/-48￥等，極大的方便了不同協(xié)議甚高頻錄 備的連接，提高了系統(tǒng)的適應(yīng)能力。本實用新型在使用時，通過各個功能板采集信息，然后通過交換板8及兩 條并行的全交換網(wǎng)絡(luò)111，實現(xiàn)雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)各個雙網(wǎng)交換單元2 之間的信息交換，從而實現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域間多平臺全功能連網(wǎng)，做到雙網(wǎng)交換 單元2平臺之間的資源共享。
本雙網(wǎng)全交換網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)主機(jī)的平臺架構(gòu)采用全交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與傳統(tǒng) 的PCM交換技術(shù)相比具有很明顯的優(yōu)勢。PCM電路交換硬件設(shè)計和全交換網(wǎng)絡(luò) 硬件設(shè)計如圖所示。
兩種技術(shù)的對比如下-
PCM交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完善之前的一種數(shù)字信號交換方式，類似于模 擬開關(guān)矩陣轉(zhuǎn)換的交換方式，交換容量存在局限性；全網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)則是新型 的數(shù)字信號交換技術(shù)，是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展而誕生出來的，有著交換容 量大、傳輸寬帶較大、控制靈活等特點(diǎn)，尤其是采用容錯編碼技術(shù)的全交換網(wǎng) 絡(luò)結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)交換過程中具有數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、及時的特點(diǎn)，更符合民航行業(yè) 對通信系統(tǒng)安全性和可靠性的特殊要求。
PCM交換技術(shù)是采用控制芯片來控制交換芯片通道的接通或斷開。全交換 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)據(jù)是以禎格式傳輸?shù)?，每個數(shù)據(jù)禎的頭部都有確定的目的地址， 交換芯片根據(jù)目的地址進(jìn)行數(shù)據(jù)禎交換。PCM交換的信息令處理能力依靠處理 器的速度，而全交換網(wǎng)絡(luò)是把所有的信令處理分散到每個端口上去，不依靠于 處理器的速度。
PCM交換需要同步時鐘，如果失去同步時鐘，PCM交換將會癱瘓，而全交 換網(wǎng)絡(luò)則不需要同步時鐘。
全交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與PCM交換技術(shù)相比可提供更多的聯(lián)網(wǎng)方式。 采用本雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)之后，用戶席位15直接通過交換板8與主 機(jī)中的內(nèi)線板4相連，而直通電話機(jī)16則與內(nèi)線板4相連，這樣，同一個用 戶席位15就可以與多部直通電話機(jī)16進(jìn)行有線通信，使用和維護(hù)都較之簡單、
方便，安全性也隨之大大提高，有力地保障了飛行安全。
該雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)中每個雙網(wǎng)交換單元2的功能板上，都集成有互 為隔離的兩個全交換網(wǎng)絡(luò)冗余運(yùn)行，如圖3所示，該圖為一個雙網(wǎng)交換單元的 組成，它由基本的兩個網(wǎng)絡(luò)以及多個功能板組成。該雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)在應(yīng)用時，外部語音信息經(jīng)過其中的對應(yīng)的功能
板進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，以數(shù)據(jù)禎的格式通過這兩個網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交換，設(shè)計寬帶(10M) 與實際使用寬帶(128K)比達(dá)到10: 0.128，有效的提高了數(shù)據(jù)交換可靠性， 真正做到無阻塞通信。
本雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)采用冗余的全交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，雙網(wǎng)并行工作，可 以方便的進(jìn)行擴(kuò)容，例如可以增加多個雙網(wǎng)交換單元2，這樣也就增加了更多 的用戶席位，并使得資源利用更加合理、區(qū)域間的聯(lián)系更加緊密，真正做到無 阻塞通信，目前，本系統(tǒng)主機(jī)的容量超過國際類似系統(tǒng)最大容量2倍以上。
本雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)的功能板都集成了全冗余網(wǎng)絡(luò)并行工作，在任意 兩個功能板間提供不小于10Mpbs的數(shù)據(jù)交換能力；而如果需要將多個本實用 新型的雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)連接起來，則也可以利用并行的兩條全交換網(wǎng)絡(luò) 111將信息在多機(jī)組間交換，可提供100M、 IOOOM的交換速率，這樣的話，當(dāng) 將兩臺同樣的雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)設(shè)置在不同地點(diǎn)，并同樣通過兩條全交換 網(wǎng)絡(luò)111連接起來后也就可以實現(xiàn)異地的信息交換；而伴隨著現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的 飛速發(fā)展，本雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)將擁有十分強(qiáng)大的擴(kuò)容能力。在這樣的交 換能力下坐席、模擬用戶、數(shù)字用戶等各種接口的數(shù)量幾乎是可以無限制的擴(kuò) 容。
隨著空管領(lǐng)域大區(qū)管的建設(shè)、航空公司基地的延伸以及機(jī)場集團(tuán)公司的整 合，對語音調(diào)度管理的區(qū)域連網(wǎng)需求越來越迫切，本雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)的 研發(fā)成功解決了這一難題，采用豐富的連網(wǎng)方案；而遠(yuǎn)程雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主 機(jī)中的用戶席位15可以利用傳輸介質(zhì)來通過交換網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與異地內(nèi)話系統(tǒng)之 間的聯(lián)網(wǎng)。如圖4所示，傳輸介質(zhì)包括光纖、同軸電纜、雙絞線、VLAN、 VPN、 協(xié)議轉(zhuǎn)換ATS-QSIG、 NO. 7和無線網(wǎng)橋。
由于不同雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)采用不同的通訊協(xié)議，并且很多進(jìn)口產(chǎn)品 并不是提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換協(xié)議和技術(shù)，因此在多系統(tǒng)互連時存在很大的難度。本雙 網(wǎng)全交換網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)主機(jī)自主開發(fā)的通信協(xié)議，可以使不同雙網(wǎng)全交換網(wǎng)絡(luò) 通訊系統(tǒng)主機(jī)之間的通信協(xié)議相互轉(zhuǎn)換，并與不同產(chǎn)品之間具有很強(qiáng)的兼容 性。
本雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)采用獨(dú)立CPU分散控制，雙網(wǎng)交換單元2的每塊功能板上都有高性能的32位智能處理器(CPU) NIOSII，用來處理冗余的通訊 協(xié)議、音頻的采集和音頻的合成等功能。在整個應(yīng)用和維護(hù)過程中，分散控制 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以把故障限制在最小的范圍內(nèi)，任何功能板的故障都不會影響整個 系統(tǒng)的正常運(yùn)行。系統(tǒng)可靠性相比采用傳統(tǒng)的核心主機(jī)控制方式的系統(tǒng)有了進(jìn) 一步提高，運(yùn)行穩(wěn)定，為保障飛行安全提供了有力支持。 該實用新型還具有可維護(hù)性，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)
1、 板卡熱插拔。任何板卡(包括交換板)，在通電運(yùn)行狀態(tài)下均可熱插 拔，方便用戶在不影響使用的情況下進(jìn)行維護(hù)。
2、 全面的運(yùn)行監(jiān)督控制平臺?？梢詸z測系統(tǒng)中的任意一個數(shù)據(jù)的信息，
智能的判斷故障并有聲光報警。
3、 遠(yuǎn)程維護(hù)。系統(tǒng)提供遠(yuǎn)程撥號的維護(hù)功能，廠家維護(hù)人員可以在用戶 許可的情況下，通過撥號方式連入系統(tǒng)，幫助用戶進(jìn)行故障判斷和信息配置。
4、 交換系統(tǒng)的全冗余設(shè)計。使用戶系統(tǒng)使用過程中可以關(guān)閉或拔下任意 一個交換板進(jìn)行交換，而不影響系統(tǒng)的正常使用。
該雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)，因為含有多個雙網(wǎng)交換單元，而每個雙網(wǎng)交換 單元都具有一個席位和與席位相連的多個直通電話機(jī)，所以該雙網(wǎng)全交換網(wǎng)絡(luò) 通訊系統(tǒng)主機(jī)還可以實現(xiàn)256*64成員容量的電話會議，電話會議中能存儲多 達(dá)256個電話會議組，組內(nèi)可容納64名成員進(jìn)行會議。系統(tǒng)可分級進(jìn)行會議， 也可以多組同時進(jìn)行會議，每組會議成員同時發(fā)言人數(shù)可達(dá)4方。通過電話會 議功能，可以預(yù)先設(shè)定多個呼叫組，通過一鍵操作即可同時呼叫該組中的全部 電話，這一功能對于航行通告、通知信息發(fā)布等非常具有實用性。
本實用新型，設(shè)備簡潔合理，實用性強(qiáng)，比較適合應(yīng)用k民航領(lǐng)域。
權(quán)利要求1、一種雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)，其特征在于所述主機(jī)包括多個雙網(wǎng)絡(luò)交換單元(2)，多個雙網(wǎng)絡(luò)交換單元(2)通過兩條并行的全交換網(wǎng)絡(luò)(111)串聯(lián)在一起形成通訊裝置；所述雙網(wǎng)絡(luò)交換單元(2)主要包括內(nèi)線板(4)、外線板(5)、席位板(6)和兩塊交換板(8)；內(nèi)線板(4)和外線板(5)均通過通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線分別接入兩塊并列的交換板(8)，兩塊交換板(8)則通過通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線連接至席位板(6)；兩塊交換板(8)與兩條并行的全交換網(wǎng)絡(luò)(111)連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)，其特征在于兩條并 行的全交換網(wǎng)絡(luò)(111)可以采用局域網(wǎng)VLAN聯(lián)網(wǎng)、廣域網(wǎng)VPN， DDN專線， 無線網(wǎng)橋、網(wǎng)線、雙絞線、光纖、同軸電纜。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙網(wǎng)有線寧訊系統(tǒng)主機(jī)機(jī)，其特征在于所述 的雙網(wǎng)絡(luò)交換單元(2)還包括有監(jiān)控板(9)、語音板(11)、錄音板(12) 和磁石板(13);監(jiān)控板(9)、語音板(11)、錄音板(12)和磁石板(13) 通過內(nèi)部的兩條并行的通訊網(wǎng)絡(luò)(222)與兩塊交換板(8)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)，其特征在于在所述 內(nèi)線板(4)、外線板(5)、席位板(6)上均設(shè)置有音頻隔離變換器、數(shù)字 隔離器、兩片網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊及獨(dú)立的CPU和FPGA;兩塊網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器(14)通 過電路與CPU連接，CPU通過電路與FPGA連接，F(xiàn)PGA—方面通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器 與音頻隔離變換器連接，另一方面直接與數(shù)字隔離器連接；音頻隔離變換器數(shù) 字隔離器連接至外部設(shè)備端口，而兩片網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動模塊則通過通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線連 接至兩塊交換板(8)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)，其特征在于所述交 換板上設(shè)置有多個與各個功能板連接的接口和與全交換網(wǎng)絡(luò)(111)連接的接 口，所有接口均通過音頻隔離變換器和數(shù)字隔離器與交換單元連接，交換單元 與控制及路由協(xié)議判斷模塊連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)，其特征在于數(shù) 字隔離器采用光電耦合器和繼電器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)，其特征在于所述通訊主機(jī)(1)中的多個雙網(wǎng)交換單元(2)陣列的設(shè)置在殼體(14)內(nèi)；而每個 雙網(wǎng)交換單元(2)中的無線板(3)、內(nèi)線板(4)、外線板(5)、席位板(6)、 監(jiān)控板(9) 、 GPS板(10)、語音板(11)、錄音板(12)、磁石板(13) 和交換板(8)均插接在殼體(14)的板卡插槽(15)內(nèi)，交換板(8)插接在 板卡插槽(15)的兩端。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)，其特征在于內(nèi)線板 (4)在使用時與直通電話機(jī)連接；外線板(5)在使用時與市話或程控交換機(jī)連接；席位板(6)在使用時通過席位終端板(7)與用戶席位連接。
專利摘要一種雙網(wǎng)有線通訊系統(tǒng)主機(jī)，其特征在于所述主機(jī)包括多個雙網(wǎng)絡(luò)交換單元，多個雙網(wǎng)絡(luò)交換單元通過兩條并行的全交換網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)在一起形成通訊裝置；所述雙網(wǎng)絡(luò)交換單元主要包括內(nèi)線板、外線板、席位板和兩塊交換板；內(nèi)線板和外線板均通過通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線分別接入兩塊并列的交換板，兩塊交換板則通過通訊網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線連接至席位板；兩塊交換板與兩條并行的全交換網(wǎng)絡(luò)連接。本實用新型，設(shè)備簡潔合理，實用性強(qiáng)，比較適合應(yīng)用在民航領(lǐng)域。
文檔編號H04M3/42GK201388234SQ20092001216
公開日2010年1月20日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者佟美玲, 馮政民, 哲 劉, 戈 吳, 孫向峰, 屈長鳴, 磊 張, 張麗鵑, 朱恩營, 楊術(shù)森, 楊術(shù)軒, 琳 林, 潘慶革, 羅曉寧, 凡 趙, 邱燕霖, 鵬 閆 申請人:沈陽空管技術(shù)開發(fā)有限公司