甚高頻數模同播技術在三峽河段的應用研究

楊佐夫 周引平 汪慧勇 楊林

摘要：三峽河段作為長江黃金水域的“咽喉”河段，水上運輸繁忙，船舶交通狀況復雜，甚高頻（VHF-Very High Frequency）通訊作為船岸交互的重要手段，為保證三峽河段安全監管、調度指揮順利進行提供了可靠保障。

關鍵詞：甚高頻；數模同播；三峽河段

中圖分類號：TN915.85 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）08-0040-02

1 三峽河段模擬甚高頻通信系統現狀分析

由于長江三峽通航管理局是一個綜合管理部門，涉及多個水上管理業務，VHF通信系統所設置的頻道和配置的設備比較多。幾年來，相繼建成三套VHF通信系統，沿江建設了壩河口、樂天溪、南津關、石牌、宜昌5個基站，將CH06、CH09、CH10、CH11、CH13、CH14覆蓋了三峽通航管理局管理水域，各個基站、控制中心通過光端機和PCM實現語音和信號傳輸。

1.1 模擬VHF通信系統特點

1.1.1 頻道多、使用方式復雜

長江三峽通航管理局59公里轄區內，由于業務眾多，其使用頻道達多到10個。在VHF使用過程中，指揮中心不僅需要使用不同的頻道與壩上、壩下、兩壩間的船方聯系，還需要使用不同站點的信道機與特定位置的船方互聯，這就使得需要定制專用的甚高頻操作臺，可以方便的選擇頻道、選擇基站呼叫船方。

1.1.2 可靠性要求高

目前，三峽河段VHF系統主要由船閘運行、通航指揮調度、海事監管、錨地指泊、通信聯系等通航業務管理固定岸臺、中繼站和移動手持臺構成，其業務使用涉及到轄區水域船舶交通組織、通信溝通、助航服務等環節，貫穿于船舶通過三峽河段監管調度服務的全過程，是三峽局通航交通組織、航運監管、通訊溝通、助航服務的最基礎支撐，也是三峽通航管理不可或缺的重要核心業務系統，需要每年365天在線不間斷運行。

1.2 模擬VHF系統存在的問題

1.2.1 站點偏遠，故障搶修難，遇到特殊天氣，不能保障系統暢通

三峽通航管理局轄區大部分處在峽谷山區，VHF基站沿江部署，大部分處于江邊峽谷地帶，交通極為不便，一些站點甚至需要乘船渡江、爬山才能到達，由于每次故障搶修必須安排維修人員到達故障現場，即使有備用設備，也必須到現場更換，設備維修中斷時間因為路途耗時較長。特別是夜晚或者大雨，不能正常乘船過河，系統中斷時間更長。

1.2.2 設備多、故障點多、維修時間長、維修成本高

由于VHF系統的需求，當時選購的是新西蘭大吉和美國先創的設備，目前系統已使用近十年，設備日趨老化，設備數量多、故障點多。由于是國外設備，配件費用高，不能配備足夠的配件，設備發生故障需返廠修理或者臨時采購配件，維修費用高、維修周期長且難以控制。

1.2.3 系統硬件設備配置不夠可靠、升級擴容困難

模擬VHF系統系統制式軟硬件配置設備多，且許多設備沒配置備用板卡，導致系統可靠性不夠高，一旦中心系統部分沒有備用的板卡發生故障，難以保障及時修復。進行系統擴容、增站，需擴容相關板卡和增加PCM（一套PCM只能提供4路接口），需要的設備和線路多，一些邊遠站點不能可靠保障有足夠的資源。

1.2.4 工作臺必須和主設備機柜一起，不能滿足應急通信的需求

受系統工作原理和設備、線路的限制，模擬工作臺距離主設備機柜不能超過100米，發生應急情況，需要臨時將工作臺遷移或者安裝在特殊地方，則沒有辦法實現。

1.2.5 系統網管能力差

只能簡單進行測試和檢測，不能進行遠程集中性管理，不能進行可靠的監控、控制、調整，不能通過網管系統及時發現干擾源。

1.2.6 不能有效消除同頻干擾

當相鄰同頻道基站一起發射時，2個基站的交叉覆蓋區域會產生同頻干擾現象，船方可能會收到2個一前一后的信號或出現噪聲大等現象。

2 VHF數模同播技術解析

數字技術在語音質量、抗干擾性、通信安全、頻譜效率、業務功能豐富性等諸多方面相比模擬技術有明顯的優勢。

2.1 VHF數模同播技術抗干擾能力強

當前的VHF數模同播系統采用語音壓縮和數字處理技術，大幅改善了語音質量，提升系統的抗干擾能力，可以有效克服模擬VHF基站之間會在信號交叉區域產生同頻干擾問題。

2.2 IP架構的VHF數模同播系統具有靈活的組網能力、系統可靠性高

系統采用全IP架構，系統擴容、增加調度、遷移機房均十分方便。如系統擴容只需增加相關部分硬件，設備的遷移僅需配置IP資源即可，十分方便，后臺可靈活對單個或多個基站進行遠程調度和管控，數模互聯簡單，系統業務拓展方便、快捷，可大幅提高工作效率，靈活組網。

3 三峽局VHF數模同播系統的實現

3.1 系統可靠性高、系統中斷時間短、維修時效高

系統架構簡單、硬件設備少，中心系統服務器采用冗余設置，設備大都安裝在環境良好的標準化機房內，系統可靠性大幅提高，此外，大部分故障可以通過遠程控制及時處理信道機的故障，從而保障通信不中斷，有效縮短了故障中斷時間，提高了系統可靠性。

3.2 維修方便、擴容簡單，操作臺布置靈活，提高了應急通信能力

由于VHF數模同播通信系統基于全IP架構，具有強大的IP交換能力，組網靈活，對鏈路實時性要求低。操作臺只要有網絡便可以接通，應急通信能力有效增強。

升級擴容容易，只需要加裝前端設備，接通IP鏈路，中心修改軟件配置便可以實現。

很多故障不需要維護人員及時到現場解決，維修方便。

3.3 網管能力強，可以實現遠程檢測、控制、維修

可以配置、監控信道機的發射功率、工作頻率等各項參數，可以實現設備風扇、鏈路和發射鎖相環、接收鎖相環、功率、電源電壓等各部件和性能參數告警管理。

4 結語

目前已經通過軟件修改、完善進一步提高了系統性能，將來會進一步提高、完善，呆未來模擬終端轉化為數字終端，發揮出及時準確找到干擾源、封閉問題終端等方面發揮更大的作用，為內河航運安全管理、通航調度指揮提供更加可靠、安全的運行保障。

參考文獻

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