光纖傳輸在導(dǎo)航設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控中的應(yīng)用

任亞超　孫恒坤　李樂　秦偉

【摘要】 隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖通信已經(jīng)應(yīng)用到各個領(lǐng)域，某機場通信指揮系統(tǒng)中全面應(yīng)用了光纖組網(wǎng)技術(shù)，其中包含了中進程導(dǎo)航和進近著陸設(shè)備的監(jiān)視和遠(yuǎn)程控制，本文將就導(dǎo)航設(shè)備電改光中的主要問題以及實施過程中部分經(jīng)驗進行總結(jié)，對后續(xù)工作中的問題起到拋磚引玉的作用。

【關(guān)鍵詞】 導(dǎo)航設(shè)備 遠(yuǎn)程監(jiān)控 光纖傳輸

一、引言

微波著陸系統(tǒng)、儀表著陸系統(tǒng)、甚高頻全向信標(biāo)、測距器和塔康地面臺是國際民航組織（ICAO）和國軍標(biāo)中規(guī)定的進近著陸和中近程導(dǎo)航設(shè)備，上述導(dǎo)航設(shè)備承擔(dān)了軍民用飛機的飛行保障和重要轉(zhuǎn)場任務(wù)，在科研試飛工作中有著不可或缺的作用。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，某系統(tǒng)全面應(yīng)用并實現(xiàn)了光纖組網(wǎng)技術(shù)，但是導(dǎo)航設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)傳輸模式依然是原有電纜傳輸模式。

由于導(dǎo)航設(shè)備廠方未提供類似改造的任何說明，我們通過反復(fù)摸索試驗圓滿完成此次改造項目，相比原有的電纜傳輸有了諸多優(yōu)點和進步，投入運行以來未發(fā)生故障，但是在此過程中遇到了諸多技術(shù)問題，問題的解決途徑對后續(xù)類似項目具有一定借鑒意義。

二、導(dǎo)航設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控解決方案

儀表著陸系統(tǒng)引進以來一直沿用廠方推薦的監(jiān)控模式：通過交換線調(diào)制解調(diào)器實現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，塔臺安裝遠(yuǎn)程控制和狀態(tài)指示（RCSI446），其內(nèi)部裝有與臺站相同的調(diào)制解調(diào)器，通過專線連接，是遠(yuǎn)程監(jiān)控與維護系統(tǒng)的基本組件之一，可以顯示各導(dǎo)航設(shè)備工作狀態(tài)，執(zhí)行基本操作，通過與塔臺計算機連接，可以執(zhí)行對設(shè)備日常監(jiān)控以及參數(shù)校準(zhǔn)等工作。

2.1光傳輸設(shè)備說明

光傳輸設(shè)備需要傳輸4種不同信號：（1）視頻信號：共3路；使用以太網(wǎng)接口傳輸；（2）電話信號：共3路；儀表著陸系統(tǒng)、甚高頻全向信標(biāo)和測距器設(shè)備信號格式，由機柜頂端接口接入；（3）RS-232信號：共1路；塔康地面臺遙控數(shù)據(jù)，通過塔康地面臺遙控接口接入；（4）RS-422信號：共2路；微波著陸系統(tǒng)遙控數(shù)據(jù)，通過微波著陸兩個站點的FIU接入。

光端機接口分布和接口說明如圖1所示。

2.2實施方案

光端機各站點配置為：塔臺3臺，航向臺1臺，下滑臺2臺，DVOR/DME臺1臺，方位臺1臺。具體方案實施框圖如圖2所示。

如圖2中所示，光端機1、2；3、4；5、6；7、8；為互相配對設(shè)備（發(fā)端、收端），各臺站配置及功能如下：1、2：接收下滑信標(biāo)遙控信號、視頻監(jiān)控信號；塔康地面臺RS232信號；來自設(shè)備5的微波著陸仰角臺和方位臺RS422信號、DME/P信號；并將以上信號傳輸?shù)剿_的顯示和遠(yuǎn)程控制設(shè)備上。3、4：接收DVOR/DME信標(biāo)的遙控信號、視頻監(jiān)控信號，并將以上信號傳輸?shù)剿_的顯示和遠(yuǎn)程控制設(shè)備上。5、6：接收微波著陸仰角臺和方位臺RS422信號、DME/P電話信號，并將以上信號通過設(shè)備5接入設(shè)備1。7、8：接收航向信標(biāo)的遙控信號、視頻監(jiān)控信號，并將以上信號傳輸?shù)剿_的顯示和遠(yuǎn)程控制設(shè)備上。

三、光傳輸產(chǎn)生的問題

經(jīng)過電改光以后的試運行，單純改變傳輸模式依然存在問題，影響到了設(shè)備正常運行或其它設(shè)備的正常使用，其中主要故障為儀表著陸系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)虛警，影響設(shè)備正常飛行保障工作等。在試運行期間，在塔臺利用儀表著陸系統(tǒng)遠(yuǎn)程控制與狀態(tài)顯示器（RCSI）進入的情況下，會出現(xiàn)“其它告警”（other warning），其含義為指示關(guān)聯(lián)設(shè)備故障，同時出現(xiàn)塔臺與臺站之間通訊出現(xiàn)中斷。但是經(jīng)過檢查，關(guān)聯(lián)設(shè)備并未出現(xiàn)任何故障，此告警判定為虛警。

四、解決方法分析

4.1故障原因分析

經(jīng)過技術(shù)人員大量時間觀察故障現(xiàn)象，故障的發(fā)生沒有任何規(guī)律，同時有時伴有通信中斷的現(xiàn)象發(fā)生，經(jīng)過中隊技術(shù)人員與外協(xié)人員仔細(xì)進行分析后，認(rèn)為故障發(fā)生原因為電壓匹配的問題：原有電纜傳輸過程中存在較大損耗，但在改為光纖傳輸以后這個損耗值發(fā)生較大變化，導(dǎo)致原有調(diào)制解調(diào)器之間的通訊信號發(fā)生了改變，因此出現(xiàn)了現(xiàn)有信號電平幅度超出兩端調(diào)制解調(diào)器的限制幅度或者處于臨界狀態(tài)，因此在超出瞬間會發(fā)生通信中斷現(xiàn)象。

4.2解決方法

在得出原因以后，相關(guān)技術(shù)人員提出兩種不同解決問題方案：方案一為對光端機進行改動，調(diào)整光端機內(nèi)部濾波器，達(dá)到改變傳輸信號電平的效果；方案二為對設(shè)備傳輸方式進行改良，由于光傳輸后，光端機內(nèi)部本身具有調(diào)制解調(diào)的功能，因此不需要設(shè)備原有調(diào)制解調(diào)器進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，即將設(shè)備本身的RS232格式的模擬信號直接進入光端機，與之對應(yīng)在塔臺的RCSI中同樣拋開調(diào)制解調(diào)器，直接進行RS232信號接入。

4.3具體實施方法

針對4.2中提出的兩種途徑分別進行嘗試后，方案一經(jīng)過反復(fù)試驗，仍無法解決問題，故對儀表著陸系統(tǒng)本身傳輸模式進行改造。

如圖3所示為儀表著陸系統(tǒng)背板（BP-CE）接口及定義圖，接口X92、X91為兩種專用調(diào)制解調(diào)器LGM和ZUA接口，本設(shè)備中原用為LGM型專線調(diào)制解調(diào)器，故接口選擇為X92；X96、X97（com5、com6）為通用串口，引腳定義為專用格式，但是接口類型與X92相同，可以互換，設(shè)備將遠(yuǎn)程控制信號通過調(diào)制解調(diào)器后輸出至X92，X92與機柜頂端的RS232端口連接進行傳輸。

同時，未經(jīng)調(diào)制的信號在背板上連接至X96和X97，因此直接將原有插頭X92接到X96或X97同時將設(shè)備本身調(diào)制解調(diào)器拆除，即可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制信號不經(jīng)過調(diào)制解調(diào)器，直接通過機柜頂端RS232接口進入綜合業(yè)務(wù)光端機進行傳輸。

原有控制方式中，遠(yuǎn)程控制信號接入后，通過塔臺端調(diào)制解調(diào)器解調(diào)后通過串口排線的形式將控制信號經(jīng)過總線送到控制顯示板中經(jīng)過處理予以顯示，改為串口直接通信后應(yīng)將原有接于MODEM的串口線分別斷開，直接接于總線之上，串口與控制顯示板直接通信。

通過以上具體工作，在各臺站點與塔臺分別改動以后，各臺站點通信正常，虛警問題得到了解決，簡化了通信鏈路節(jié)點，對后續(xù)設(shè)備的使用和維護起到了很大積極作用。

五、結(jié)果分析和意義

通過本次電改光工程的實施，克服了導(dǎo)航設(shè)備原有的傳輸模式存在很多不足之處：

1）易產(chǎn)生干擾和線路損壞：由于電纜本身的特點長期埋在地下其屏蔽性下降，易受到外界電磁干擾，儀表著陸系統(tǒng)僅在2011年就先后兩次在雷暴天氣后出現(xiàn)遠(yuǎn)程控制設(shè)備故障，分別損壞調(diào)制解調(diào)器和繼電器，導(dǎo)致遙控設(shè)備返廠維修；由于電纜鋪設(shè)深度問題出現(xiàn)了機場施工過程中電纜被挖斷的情況，影響設(shè)備正常工作。光纖傳輸很好的解決了上述問題。

2）傳輸速率較慢：電纜傳輸存在遠(yuǎn)程進行控制操作響應(yīng)時間長，影響操作人員對設(shè)備狀態(tài)的判斷；光傳輸在響應(yīng)時間上明顯優(yōu)于原有的電纜傳輸。

3）由于個別設(shè)備發(fā)熱量較大，調(diào)制解調(diào)器易損壞：由于個別設(shè)備發(fā)熱量較大，調(diào)制解調(diào)器易損壞，因為是專用部件，購置周期較長、費用比較昂貴，因此會對設(shè)備正常飛行保障工作產(chǎn)生影響；經(jīng)過對儀表著陸系統(tǒng)串口改進后，遠(yuǎn)程控制擺脫了對調(diào)制解調(diào)器的依賴，節(jié)約了設(shè)備運行成本，提高了工作效率。

在對本場導(dǎo)航設(shè)備傳輸模式進行優(yōu)化的同時，對后續(xù)設(shè)備安裝架設(shè)中遠(yuǎn)程控制部分的系統(tǒng)設(shè)計提供了一種新的解決方案，而對于儀表著陸系統(tǒng)擺脫原有專線調(diào)制解調(diào)器傳輸，不僅大大節(jié)約了維護成本，在該型設(shè)備使用和維護中具有創(chuàng)新性，有很高的實際應(yīng)用和推廣價值。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] ISOT-XX型綜合業(yè)務(wù)光傳輸設(shè)備技術(shù)說明書

[2] ILS410型儀表著陸技術(shù)說明書

[3] MLS-C470微波著陸系統(tǒng)技術(shù)說明書