探究遠(yuǎn)程更換通信設(shè)備的方法

◎ 梁都朝 楊曉勤 廣州通信中心

探究遠(yuǎn)程更換通信設(shè)備的方法

◎ 梁都朝 楊曉勤 廣州通信中心

廣東沿海VHF通信系統(tǒng)站點(diǎn)多、距離遠(yuǎn)、故障后搶修時(shí)間長(zhǎng)，不利于通信值守。本文旨在VHF通信系統(tǒng)遠(yuǎn)端站點(diǎn)的運(yùn)維中，探討遠(yuǎn)程更換通信設(shè)備，實(shí)現(xiàn)快速恢復(fù)通信，減少故障時(shí)間的方法。

VHF 通信系統(tǒng) 遠(yuǎn)程更換設(shè)備

1.引言

廣州海岸電臺(tái)是我國(guó)華南最大的海岸電臺(tái)，開(kāi)放多個(gè)種類的通信業(yè)務(wù)，為船舶的安全生產(chǎn)提供服務(wù)。用于開(kāi)放甚高頻通信業(yè)務(wù)的廣東沿海甚高頻（VHF）安全通信系統(tǒng)的廣州分中心即設(shè)于此。該系統(tǒng)設(shè)有多個(gè)通信基站，大部分基站設(shè)在沿海偏僻山區(qū)或海島上，距離遠(yuǎn)，交通不便，有些基站與大陸之間幾天都沒(méi)有航船前往，給運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)極大的不便。主設(shè)備發(fā)生故障后，需人工前往搶修，往往會(huì)耽誤系統(tǒng)搶修時(shí)間，不利于船舶航行安全。

基于多年的實(shí)踐，筆者認(rèn)為，在各個(gè)VHF基站增設(shè)1臺(tái)備用收發(fā)信機(jī)，當(dāng)站點(diǎn)任意頻道收發(fā)信機(jī)故障時(shí)，可在控制中心人工遠(yuǎn)程啟用備用設(shè)備替代故障設(shè)備，第一時(shí)間恢復(fù)通信，然后派人到站點(diǎn)檢修。這樣可大大減少系統(tǒng)故障的時(shí)間，保障通信業(yè)務(wù)的可靠運(yùn)行。下面介紹三種遠(yuǎn)程更換通信設(shè)備的方法。

2.遠(yuǎn)程更換通信設(shè)備的方法

2.1拓展現(xiàn)有系統(tǒng)功能

在VHF通信系統(tǒng)中，各站點(diǎn)收發(fā)信機(jī)的線路連接及控制主要由MODEM機(jī)柜及JRX-9100數(shù)字交換機(jī)共同完成。

MODEM機(jī)柜由27塊Modem卡CNM-299V控制廣州分中心的8個(gè)VHF站點(diǎn)的27臺(tái)收發(fā)信機(jī)。CNM-299V將來(lái)自音頻交換矩陣JRX-9100的語(yǔ)音信號(hào)和PTT信號(hào)一起調(diào)制成4線音頻信號(hào)，送往各站點(diǎn)收發(fā)信機(jī)；將來(lái)自各站點(diǎn)收發(fā)信機(jī)的4線音頻信號(hào)解調(diào)成語(yǔ)音信號(hào)和PTT信號(hào)送到JRX-9100數(shù)字交換機(jī)。

JRX-9100數(shù)字交換機(jī)是用于交換任何音頻信號(hào)和PTT信號(hào)的通用數(shù)字交換機(jī)，用于無(wú)線電臺(tái)的小型到大型控制中心。其交換能力為448通道，每通道包括4線音頻和PTT信號(hào)。目前廣州分中心通過(guò)7塊CMH-2551音頻/PCM變換模塊和5塊CMH-2552 PTT/PCM變換模塊，共用112個(gè)音頻通道及80個(gè)PTT通道。JRX-9100數(shù)字交換機(jī)各通道可通過(guò)編程設(shè)置成有線、無(wú)線、或座席等，然后通過(guò)MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行配置和控制進(jìn)行音頻及PTT的交換，數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)外完全開(kāi)放，因此系統(tǒng)可根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)置靈活使用JRX-9100的通道。

由此可見(jiàn)，要實(shí)現(xiàn)快速遠(yuǎn)程更換收發(fā)信機(jī)，可擴(kuò)展目前控制分中心的硬件設(shè)備。具體做法是：在MODEM機(jī)柜加裝8塊Modem卡CNM-299V，與各站點(diǎn)加裝的備用收發(fā)信機(jī)分別對(duì)應(yīng)，并在JRX-9100數(shù)字交換機(jī)加裝1塊CMH-2551音頻/PCM變換模塊和1塊CMH-2552 PTT/ PCM變換模塊，把對(duì)應(yīng)的4線音頻和PTT信號(hào)通過(guò)Modem卡CNM-299V連接各站點(diǎn)備用收發(fā)信機(jī)。再通過(guò)設(shè)置MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置各新增收發(fā)信機(jī)通道即可。這樣，當(dāng)各站點(diǎn)的任何一臺(tái)收發(fā)信機(jī)發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)可經(jīng)過(guò)JRX-9100數(shù)字交換機(jī)自動(dòng)切換到備用的收發(fā)信機(jī)，并自動(dòng)轉(zhuǎn)換到相應(yīng)的工作頻道上。

2.2搭建智能信息傳輸網(wǎng)絡(luò)

PCM（脈沖編碼調(diào)制）是把模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)抽樣、量化、編碼把連續(xù)的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為離散的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)傳輸。E1是PCM的一次群速率標(biāo)準(zhǔn)，按照每秒8000幀的頻率進(jìn)行抽樣，同時(shí)復(fù)用32路時(shí)隙，每路64kbps的帶寬。

PCM設(shè)備是把模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)脈沖編碼調(diào)制編譯成64kbit/s數(shù)字信號(hào)，然后再把30路編譯后的信號(hào)復(fù)接成2Mbit/s的多路復(fù)接設(shè)備。在發(fā)送端，利用時(shí)分復(fù)用技術(shù)將傳輸信號(hào)的時(shí)間進(jìn)行分割，使不同的信號(hào)在不同時(shí)間內(nèi)傳送，即將整個(gè)傳輸時(shí)間分為32個(gè)時(shí)間間隔（稱為時(shí)隙），每一個(gè)時(shí)隙被一路信號(hào)占用，其中第0時(shí)隙和第16時(shí)隙用于傳輸幀同步序列和控制信令，其余30個(gè)時(shí)隙則用來(lái)傳輸業(yè)務(wù)信息，通過(guò)在時(shí)間上交叉發(fā)送來(lái)實(shí)現(xiàn)一條線路傳送多路信號(hào)。在接收端再經(jīng)過(guò)PCM設(shè)備分解成多路模擬信號(hào)。

在應(yīng)用中，各站點(diǎn)收發(fā)信機(jī)音頻信號(hào)接入遠(yuǎn)端PCM設(shè)備各路接口，信號(hào)編譯成數(shù)字信號(hào)，再依次由各路接口相應(yīng)的時(shí)隙傳輸?shù)骄侄耍诰侄嗽侔迅髀沸盘?hào)依次還原，反之亦然。在一般PCM中，遠(yuǎn)端PCM設(shè)備與局端PCM設(shè)備接口都一一對(duì)應(yīng)，各接口信號(hào)在E1中的時(shí)隙順序固定，遠(yuǎn)端從哪個(gè)端口進(jìn)則局端也在哪個(gè)端口出，故收發(fā)信機(jī)的音頻信號(hào)傳回局端一般都是固定的接口，當(dāng)遠(yuǎn)端收發(fā)信機(jī)或者PCM相應(yīng)的通道有故障時(shí)，該設(shè)備就與控制中心失去了聯(lián)系，業(yè)務(wù)隨之中斷。

由此可以看出，若能夠改變各接口信號(hào)在E1時(shí)隙的位置，就相當(dāng)于更改了遠(yuǎn)端PCM與局端PCM的對(duì)應(yīng)關(guān)系，局端1個(gè)接口從對(duì)應(yīng)遠(yuǎn)端1個(gè)接口變成了對(duì)應(yīng)多個(gè)接口的可能，從而實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)的靈活性。為此，可更換智能PCM，搭建一個(gè)網(wǎng)管系統(tǒng)，通過(guò)網(wǎng)管軟件，維護(hù)人員能遠(yuǎn)程更改遠(yuǎn)端PCM各接口板卡與E1的時(shí)隙交叉，從而改變遠(yuǎn)端PCM與局端PCM的接口對(duì)應(yīng)關(guān)系。應(yīng)用上把備用收發(fā)信機(jī)接到遠(yuǎn)端PCM的備用接口上，當(dāng)任意一路主用收發(fā)信機(jī)輸入有問(wèn)題時(shí)，用網(wǎng)管軟件更改時(shí)隙的方式遠(yuǎn)程切換到備用接口上，實(shí)現(xiàn)收發(fā)信設(shè)備的遠(yuǎn)程更換。

2.3加裝線路切換器

線路切換器是保護(hù)用戶線路一款倒換設(shè)備，提供30路音頻線路的主備切換，當(dāng)主用線路發(fā)生故障時(shí)，接收人工輸入切換命令后自動(dòng)切換到備用線路。切換命令直接用網(wǎng)管軟件通過(guò)TCP/IP進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，控制倒換時(shí)，可用軟件設(shè)置倒換具體第幾路，一次倒換幾路或全倒換。

在應(yīng)用中，把VHF站點(diǎn)PCM的接口連接線路切換器的用戶端，幾臺(tái)主用收發(fā)信機(jī)分別連接線路切換器的主用端，1臺(tái)備用收發(fā)信機(jī)并接在線路切換器的備用端上。當(dāng)任意一臺(tái)主用收發(fā)信機(jī)故障時(shí)，操作中控臺(tái)的集中監(jiān)控系統(tǒng)將VHF站點(diǎn)故障收發(fā)信機(jī)的線路切換到備用收發(fā)信機(jī)接口上，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程更換。

3.三種更換通信設(shè)備的方法對(duì)比

方法1的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的有機(jī)整合，與原有系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接，遠(yuǎn)端站點(diǎn)收發(fā)信機(jī)故障時(shí)軟件能自動(dòng)啟用備用設(shè)備，無(wú)需人工操作，遠(yuǎn)程更改設(shè)備最為靈活，可擴(kuò)展性強(qiáng)，擴(kuò)展后多余的通道方便其他業(yè)務(wù)的接入。缺點(diǎn)是由于系統(tǒng)建設(shè)時(shí)沒(méi)有考慮足夠的冗余，現(xiàn)有交換機(jī)通道接口已基本用完，拓展時(shí)除加裝Modem卡CNM-299V，CMH-2551音頻/PCM變換模塊和CMH-2552 PTT/PCM變換模塊外，還要加裝相關(guān)的輔助接口板卡及機(jī)框，且全部設(shè)備需向原廠家訂做，價(jià)格較為昂貴，安裝也較為復(fù)雜。

方法2的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)PCM傳輸網(wǎng)絡(luò)的集中管理，更換設(shè)備比較靈活，安裝較為簡(jiǎn)單，價(jià)格也比較適中。缺點(diǎn)是遠(yuǎn)程更換設(shè)備需要人工干預(yù)，操作相對(duì)復(fù)雜，要求值班員在操作中不得有半點(diǎn)失誤，否則就會(huì)使整個(gè)站點(diǎn)的信號(hào)發(fā)生混亂，影響業(yè)務(wù)的正常值守。同時(shí)該方法在安裝、調(diào)試的過(guò)程中，將使通信暫時(shí)中斷。

方法3是三種方法中最為簡(jiǎn)單的，設(shè)備安裝容易，值班員遠(yuǎn)程更改設(shè)備操作簡(jiǎn)明，資金投入需求小。缺點(diǎn)是靈活性不如前兩種方法，原因是每個(gè)站點(diǎn)有多臺(tái)收發(fā)信機(jī)，而故障的收發(fā)信機(jī)不確定，備用設(shè)備只有一臺(tái)，需要把備用設(shè)備的音頻接口并接在所有收發(fā)信機(jī)的備用線路上，對(duì)安裝技術(shù)要求較高，同時(shí)該方法安裝過(guò)程也需要暫時(shí)中斷通信業(yè)務(wù)。

4.結(jié)語(yǔ)

VHF通信因其頻帶寬、抗噪強(qiáng)、安裝方便等特點(diǎn)，在通信領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，如AIS系統(tǒng)和VTS系統(tǒng)等均采用VHF通信傳輸信息。由于站點(diǎn)分散，維護(hù)困難。采用遠(yuǎn)程更換通信設(shè)備的方式，改變?cè)械娜斯さ浆F(xiàn)場(chǎng)的傳統(tǒng)維護(hù)模式，能有效減少站點(diǎn)故障后的搶修時(shí)間，保證站點(diǎn)通信第一時(shí)間得到恢復(fù)，對(duì)保障航海安全通信有積極的作用。本文所述方法具備良好的可推廣性，對(duì)其他海岸電臺(tái)及海事局同樣適用。

[1]JRC VHF系統(tǒng)機(jī)務(wù)培訓(xùn)手冊(cè).

[2]王福昌，屈代明.通信原理第2版.清華大學(xué)出版社，2015.