利用銀訊綜合接入設備實現空管各臺站間最優化組網傳輸的研究

包永亮

【摘 要】隨著民航飛行架次日益增多，空管通信、導航、監視設備臺站日益增多，業務的傳輸安全要求不斷提高，針對近期出現的各類傳輸或供電故障等原因引起的一些不安全事件，空管局已提出傳輸系統需要雙路傳輸、雙路供電，通過雙路傳輸，可保障重要業務不間斷通信傳輸，通過雙路供電減少因單一電源故障引起的整個系統癱瘓的風險，減少故障修復時間，更好的為管制員提供堅實、穩定的空管設備保障。本文對空管現有各臺站的傳輸環境分類分析，在基于銀訊現有ZMUX-3036系列設備基礎上，將實現系統最優組網的方案，達到相對安全為最終的目標。文中將呼倫貝爾空管站三個甚高頻遙控臺傳輸和將要建設的規劃中建設的七個臺為例進行分析研究。

【關鍵詞】E1通道；光纖；PCM

1 呼倫貝爾空管站甚高頻遙控臺現狀分析

PCM（pulse code modulation）是對連續變化的模擬信號進行抽樣、量化和編碼產生的，即脈沖編碼調制，現在的數字傳輸系統大部分都是這樣的體制。PCM設備必須成對使用的，分為本場設備（一般放置在本地）和遙控臺設備（一般放置在遠處），中間通過光端機提供的E1通道進行數據傳輸。目前空管行業內使用PCM設備主要傳輸業務有電話、熱線電話、RS232/RS422/RS485、以太網、雷達數據、甚高頻、氣象自觀、盲降、V.35或/和G.703同向64K數據等數據。

2 傳統PCM和改進型PCM技術核心

傳統PCM設備本身僅提供一個2048kbit/s數字傳輸接口（以下簡稱E1通道），且該E1通道不能實現遠距離傳輸，必須增加數字化傳輸設備，如：光端機、數字微波等才能實現遠距離通信的目的。由于30路語音及數據業務全部復用在一條2048kbit/s數字信號中，因此，當外部數字化傳輸信道出現故障時，所有業務將會全部中斷，造成設備傳輸的所有業務均不能保持正常傳輸，降低了設備抵抗線路故障的能力，影響全部業務的正常運行。

對現有系統進行設計改造，保留目前通過光端機提供的E1通道進行傳輸，增加一路光傳輸冗余線路，構造出一種具有一光一電雙路由自動保護功能的PCM裝置（如圖1所示）。

由于在傳統PCM設備上增加了光端口相應的設備電路框圖進行增加相應的功能模塊（具體如圖2所示），在傳統PCM發送通道上，復/分接電路后端增加信號并發電路，將上行接收到的E1數據進行處理后送入到主備兩條E1鏈路，通過對數字中繼芯片的操作完成Sa bit插入，完成數據“并發”至下一模塊即編碼驅動電路和擾碼驅動電路內，編碼驅動電路和擾碼驅動電路分別對應E1接口發送端和光纖接口發送端，擾碼驅動電路是由發擾碼電路和光線路驅動電路兩部分組成。在接收通道上，E1鏈路接口接收端數據和光纖接口接收端數據，分別經過解碼處理單元和解擾碼處理單元在進入切換控制電路，解擾碼處理單元包括：線路均衡電路、時鐘再生電路、信號再生電路和擾碼電路等四部分組成。切換控制電路是核心模塊，負責完成根據狀態RAM讀出下一幀的狀態，決定下一幀輸出哪一路的數據至空管各業務端口，完成一次傳輸任務。切換的級別有LOS、AIS、LOF、MLOF、SLOF和誤碼，LOS的優先級別最高因為此告警是光纜斷掉告警。

切換控制和切換時機選擇有兩個技術難點，第一單純根據告警信息進行切換導致切換不及時，由于鏈路的故障和誤碼是隨機發生的，在一幀間的任何時刻都可能發生，所以前一幀的對錯情況要根據當前序號接收正確與否進行判斷。當前幀的序號正確，說明前一幀的數據是完整正確的；當前幀的序號不正確，說明前一幀的數據是錯誤的，就要進行切換。如此可以避免由于根據告警來進行切換帶來的切換不及時。第二滑碼的影響，滑碼是指由于時鐘頻率的偏差引起碼元的漏讀與重讀，相應地導致數碼的丟失與增加。滑碼時將有一幀的重復或者丟失，造成序號錯誤，在接收端采用每幀都計算序號的方法，可以在當前選通鏈路發生滑碼時及時地切換到另一條路由，消除了滑碼對數據的損傷。數據的接收是在一幀的基礎上進行的，相應的兩條信號相位調整之后的輸出也是在一幀的基礎上進行的。切換在每一幀開始的位置進行，保證了數據的完整性。設備必須需要支持手動切換功能，當檢測到強制切換按鍵按下后，由當前E1鏈路強制切換到另一條E1鏈路。按鍵在正常情況下是高電平，按下后變為低電平。

PCM系統改進后的優點：不增加數字化傳輸設備能直接通過光纖鏈路接口實現遠距離傳輸，減少設備種類，降低系統成本；切換控制電路可在E1鏈路接口和光纖鏈路接口之間進行自動切換，當E1鏈路接口和光纖鏈路接口同時使用時，只要其中一個鏈路接口工作正常、設備傳輸的所有業務均能維持正常，能增強設備抵抗線路故障的能力；單獨使用光纖鏈路接口或E1鏈路接口均能正常傳輸所有業務，增加適用范圍。

3 遙控臺建設及幾種采用的組網方式

建設一個遙控臺幾個要點如建設臺站交通情況、供電級別、供電路數量是否有發電機組、外界的傳輸線路、機房溫濕度、防雷接地、消防、安防、機房管理等等，我們此次最優化通信傳輸只需研究外界的傳輸線路情況。

環境一：本場到遙控臺能提供兩路E1通道，或目前能提供一路，將來計劃在建設一路E1通道或一路可以架設微波通信系統最終可實現兩路E1通道。這種環境存在于中小型機場和空管分局站，這類地區普遍存在管制地域遼闊，沒有自己鋪設的光纜，必須租用運營商提供的E1通道遙控臺與本場進行數據傳輸。針對上述情況，使用銀訊綜合接入設備ZMUX-3036，即雙E1通道保護綜合接入設備。正常情況下，系統選用主用E1通道傳輸；當主用E1通道故障，系統自動切換到備用E1通道傳輸；當主用E1通道恢復正常，系統自動切換回主用E1通道傳輸。這種傳輸方式實現了業務無縫切換，斷一條線路不影響業務傳輸，不用人工進行切換線路（如圖3所示）。

環境二：本場到遙控臺能提供一路光纖與一路E1通道，或目前能提供其中一路，將來可提供另一路通道。這種環境也存在于中大型機場場內，有自己鋪設的光纜也有運行商的線路或者滿足微波架設條件（兩臺間可以目視可見、無遮擋、對其他無線電設備的電磁環境無影響，同時也滿足現有的無線電設備對微波無影響），在這種環境下可以提供一路光纖一路E1通道。針對上述情況，使用銀訊綜合接入設備ZMUX-3036ES，即一光一電保護綜合業務接入設備，（如能提供一路光纖與一路E1通道，只要其中一路正常，用戶業務都能正常工作）。默認主用通道為光纖，備用通道為E1。光纖為主用鏈路口，E1為備用鏈路口，正常情況下，系統選用光纖通道傳輸；當光纖通道故障，系統自動切換到E1通道傳輸；當光纖恢復正常，系統自動切換回光纖通道傳輸（如圖4所示）。

環境三：本場到遙控臺能提供兩路光纖通道或目前只能提供一路，將來可提供兩路光纖主備保護。目前這種環境存在于中大型機場場內或地區空管局各中心之間連接，在某一個范圍內臺站間使用的均是光纜，兩路不同路由的光纜接入，或目前有一條光纜，計劃建設另一條光纜的環境。針對上述情況，應使用ZMUX-3036S2，即雙光保護綜合業務接入設備，（雙光保護指兩路直通光纖，只要其中一路光纖正常，用戶業務都能正常工作）。正常情況下，系統選用主用光纖傳輸；當主用光纖故障，系統自動切換到備用光纖傳輸；當主用光纖恢復正常，系統自動切換回主用光纖傳輸（如圖5所示）。

圖3 改進后2路E1通道PCM設備電路框圖

圖4 改進后一光纖一電（微波）PCM設備電路框圖

圖5 改進后3路光纖PCM設備電路框圖

4 總結

在我國民航業飛速發展下，空管綜合接入設備系統也適應新的環境不斷改進，為保障每量航班正常做出自己的貢獻。PCM技術是20世紀70年代末發展起來的技術，原理比較簡單，但是滿足空管數據傳輸特點，空管數據特點是數據信息量小、要求穩定性和及時性強、安全傳輸級別又高，因此在傳輸環節的重視度遠遠重于終端設備技術的新穎。希望通過本文在遙控臺建設中，傳輸條件各異的情況下，為選擇最優的組網傳輸方案提供一些參考。

[責任編輯：田吉捷]