2 兆傳輸鏈路的無縫切換技術在民航空管業(yè)務中的應用

潘云飛

（民航內蒙古空管分局技術保障部，內蒙古 呼和浩特 010070）

2 兆傳輸鏈路的無縫切換技術在民航空管業(yè)務中的應用

潘云飛

（民航內蒙古空管分局技術保障部，內蒙古 呼和浩特 010070）

目前，我國民航空管的傳輸接口業(yè)務大部分采用G.703 2048kbit/s（E1的2兆鏈路）接口，其手段可以租用運營商（如聯通、電信、廣電）、衛(wèi)星網管的兩兆，也可自行架設微波中繼設備。本文著重從空管在用銀訊PCM復用設備的E1保護著手，進一步闡述了2兆傳輸鏈路的無縫切換技術在空管傳輸業(yè)務中的應用。

E1的2兆鏈路；G.703；PCM；無縫切換；E1保護

1 概述

隨著民航飛行量的逐年飛速遞增，空域扇區(qū)進一步細化。民航空管業(yè)務的雷達站、ADSB（多點定位系統(tǒng)）、甚高頻遙控臺的站點分布日益增多。如何讓將大量的雷達數據、飛行動態(tài)數據、地空管制話音信息及時可靠地傳輸至管制用戶，已成為民航空管保障的重要環(huán)節(jié)。而在這條傳輸大動脈上，傳輸鏈路的冗余備份及無縫切換技術已成為高效穩(wěn)定傳輸的核心支撐。

2 2兆傳輸鏈路的無縫切換技術原理分析

2.1 E1（2兆傳輸）鏈路接口的電氣特性。G.703接口是ITU-T（國際電信聯盟）在ITU-T G.703建議中制定的一組關于PDH的數字系列比特率接口。其主要電氣特性如下：

比特速率：2.048kb/s±10ppm。線路編碼方式：HDB3。傳號（有脈沖）標稱峰值電壓：在同軸線對75Ω時，標稱值：2.37V；在對稱線對120Ω時，標稱值：3.00V。空號（無脈沖）標稱峰值電壓：在同軸線對75Ω時，標稱值：0±0.237V；在對稱線對120Ω時，標稱值：0±0.3V。標稱脈沖寬度：244ns。脈寬中點處正負脈沖幅度比：0.95-1.05。標稱半幅度處正負脈沖寬度比：0.95-1.05。

2.2 30 路基群（E1）復用原理。為了提高線路利用率，實現多路傳輸，在E1 PCM系統(tǒng)中將30路信號采用時分復用的技術復用到基群上去。復用的方法是這樣的，取樣的8bit組成一個時隙（TS）。一個“循環(huán)”的數字信號組成了一個“幀”。為了能使對端識別出哪些數字信號是一幀，在每一幀中加入了“幀定位信號”，另外還要傳輸電話的摘/掛機、撥號等信令信號以及其他所需的業(yè)務信號，這樣還需增加兩個時隙。于是就要由32個時隙組成一個幀（F），其中TS0主要用于傳送幀定位信號（FAS）、CRC-4（循環(huán)冗余校驗）和對端告警指示，TS16主要傳送隨路信令（CAS）、復幀定位信號和復幀對端告警指示，TS1～TS15和TS17～TS31共30個時隙傳送話音或數據等信息。表1示出了PCM30/32路幀結構TS0和TS16中的比特含義。其中E為CRC-4差錯指示比特，X為勤務比特，Y為復幀失步告警指示，Sa4～Sa8為備用比特，C1～C4為循環(huán)冗余校驗比特，A為對端告警指示。

表1 TS0和TS16中的比特安排

2.3 E1（2兆傳輸）鏈路的無縫切換技術原理。根據以上介紹的E1（2兆傳輸）鏈路接口的電氣特性與30路基群（E1）復用原理中的幀格式出發(fā)，我們可以從以下兩個角度，進行E1鏈路的無縫切換技術原理的闡述。

2.3.1 利用E1線路端口的電氣特性進行無縫切換

2.3.1.1 通過E1接口電平和頻率測量，以便判斷線路傳輸衰減后，能否正常工作。

2.3.1.2 波罩分析，能夠按照G.703標準，驗證接口接收信號的質量。

2.3.2 利用E1線路PCM30/32路幀結構TS0和TS16中的比特告警信息在線監(jiān)測差錯，進而判斷通信傳輸質量，以便在恰當的時刻進行無縫切換。

2.3.2.1 利用幀同步字進行在線監(jiān)測幀比特差錯：依據2兆信號的幀結構，偶幀第0時隙的第2至8比特為同步字，即：0011011。通過在線測試這7個比特情況，可對傳輸過程中的誤碼率情況進行分析。

2.3.2.2 利用每個復幀中第0號幀中TS16的第1至4比特（0000）是復幀定位信號判斷復幀同步情況。

2.3.2.3 在線監(jiān)測CRC-4差錯：對CRC-4幀結構及這種循環(huán)冗余校驗，可較為準確地確認某一子復幀（2048個比特）中是否出現過誤碼。準確地測出誤碼秒率。在實際測試中，銀訊PCM復用設備利用儀器的循環(huán)冗余校驗功能，對實際傳輸的信號進行校驗測試。

2.3.2.4 利用編碼誤碼進行在線測試：E1電路上傳輸數字信號時，為避免連0和連1過長，采用HDB3編碼規(guī)則，如果傳輸過程中，出現了不符合HDB3規(guī)則的交替?zhèn)魈柗崔D，即出現雙極性擾亂（BPV），或稱編碼差錯，則可以進行切換。

2.3.2.5 在線監(jiān)測E-bit差錯。當遠端收到數字信號經CRC后出現誤碼時，將在其回送的線路中，利用E和A比特進行遠端告警。因此，利用監(jiān)測E和A比特的變化情況，間接監(jiān)測發(fā)往遠端的線路傳輸情況。因此，利用CRC-4幀結構進行在線測試，可實現雙向監(jiān)測。

2.3.2.6 利用在線告警指示。如奇數幀TS0的第3比特（A）是對端告警指示，正常工作時為“0”，告警時為“1”。每個復幀中第0號幀中TS16的第6比特（Y）是復幀對端告警指示比特。正常工作時為“0”，告警時為“1”。

3 銀訊PCM復用設備ZMUX-3036的E1保護方式

銀訊PCM復用設備ZMUX-3036具有4個E1接口，這些接口之間可以根據用戶提供相互之間的傳輸保護功能，進而實現E1（2兆傳輸）鏈路的無縫切換。通過網管系統(tǒng)可設置具體的保護模式。

3.1 E1-1和E1-2之間采用（1＋1）保護模式

圖2 1：1保護模式的E1切換原理框圖

圖3 銀訊PCM復用設備ZMUX-3036的E1保護方式在兩地一空中的應用實例圖

[E1-1]為主用傳輸接口，傳輸其承載的業(yè)務；[E1-2]為備用傳輸接口，不能承載業(yè)務（平常空閑熱備份）。當[E1-1]無故障時，[E1-1]、[E1-3]和[E1-4]各自傳輸其承載的業(yè)務。當[E1-1]出現故障時，其承載的業(yè)務自動切換到[E1-2] 進行傳輸， [E1-1]的故障不會導致業(yè)務信號誤碼。當[E1-1]故障消除時，其承載的業(yè)務由[E1-2] 自動切回到[E1-1] 進行傳輸，信道切換不會導致業(yè)務信號誤碼。同理 E1-3和E1-4之間也可以配置成（1＋1）保護模式。

3.2 E1-1和E1-2之間采用（1：1）保護模式。[E1-1]為主用傳輸接口，傳輸其承載的業(yè)務；[E1-2]為保護傳輸接口，可傳輸其承載的業(yè)務（非主要業(yè)務）。當[E1-1]出現故障時，其承載的業(yè)務自動切換到[E1-2] 進行傳輸， [E1-2]自身承載的業(yè)務將中斷。當[E1-1]故障消除時，其承載的業(yè)務由[E1-2] 切回到[E1-1] 進行傳輸， [E1-2]自身承載的業(yè)務將恢復。同理 E1-3和E1-4之間也可以配置成（1：1）保護模式。

4 銀訊PCM復用設備ZMUX-3036的E1保護方式在民航空管傳輸業(yè)務中的應用

目前民航空管的主要業(yè)務，考慮到冗余備份的可靠性，其傳輸方式大部分采一地一空或兩地一空的傳輸方式。對于主用雷達站或甚高頻臺的E1數據一旦中斷，影響比較大。為了提高通信可靠性，局端可以提供兩條E1傳輸通道，通過E1通道無損傷自動保護切換設備實現1+1熱備份。當主用E1鏈路中斷時，重要遠端站的E1數據會自動無損傷切換到備用鏈路傳輸，因此客戶正在進行的業(yè)務不會受到影響，正在傳送的數據丟包率為零，正在打的電話或指揮飛機也不會因此中斷，用2M誤碼儀測試可達零的丟包率。

在兩地一空中傳輸的應用實例中，如圖3所示ZMUX-3036設備是集PCM接入，E1線路切換于一體的設備，可實現E1線路無損傷自動切換保護。 平時以太網數據可用備用E1通道，當主用E1通道需要檢修或故障時，以太網數據中斷，備用通道優(yōu)先保證雷達、甚高頻數據的傳輸。

結語

對于民航空管這樣高風險的行業(yè)，冗余備份是安全保障的基礎。而傳輸的無縫切換技術又是實現冗余備份切換的核心。銀訊PCM復用設備ZMUX-3036的E1保護方式在兩地一空的應用中實現了2兆傳輸鏈路的無縫切換。

［1］毛京麗，常永宇，張麗，李文海.數據通信原理［M］.北京：北京郵電大學出版社，2003.

［2］姚予疆.通信設備接口協議手冊［M］.北京：人民郵電出版社，2005.

TP311

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10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.014