包永亮

【摘 要】随着民航飞行架次日益增多，空管通信、导航、监视设备台站日益增多，业务的传输安全要求不断提高，针对近期出现的各类传输或供电故障等原因引起的一些不安全事件，空管局已提出传输系统需要双路传输、双路供电，通过双路传输，可保障重要业务不间断通信传输，通过双路供电减少因单一电源故障引起的整个系统瘫痪的风险，减少故障修复时间，更好的为管制员提供坚实、稳定的空管设备保障。本文对空管现有各台站的传输环境分类分析，在基于银讯现有ZMUX-3036系列设备基础上，将实现系统最优组网的方案，达到相对安全为最终的目标。文中将呼伦贝尔空管站三个甚高频遥控台传输和将要建设的规划中建设的七个台为例进行分析研究。

【关键词】E1通道；光纤；PCM

1 呼伦贝尔空管站甚高频遥控台现状分析

PCM（pulse code modulation）是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，即脉冲编码调制，现在的数字传输系统大部分都是这样的体制。PCM设备必须成对使用的，分为本场设备（一般放置在本地）和遥控台设备（一般放置在远处），中间通过光端机提供的E1通道进行数据传输。目前空管行业内使用PCM设备主要传输业务有电话、热线电话、RS232/RS422/RS485、以太网、雷达数据、甚高频、气象自观、盲降、V.35或/和G.703同向64K数据等数据。

2 传统PCM和改进型PCM技术核心

传统PCM设备本身仅提供一个2048kbit/s数字传输接口（以下简称E1通道），且该E1通道不能实现远距离传输，必须增加数字化传输设备，如：光端机、数字微波等才能实现远距离通信的目的。由于30路语音及数据业务全部复用在一条2048kbit/s数字信号中，因此，当外部数字化传输信道出现故障时，所有业务将会全部中断，造成设备传输的所有业务均不能保持正常传输，降低了设备抵抗线路故障的能力，影响全部业务的正常运行。

对现有系统进行设计改造，保留目前通过光端机提供的E1通道进行传输，增加一路光传输冗余线路，构造出一种具有一光一电双路由自动保护功能的PCM装置（如图1所示）。

由于在传统PCM设备上增加了光端口相应的设备电路框图进行增加相应的功能模块（具体如图2所示），在传统PCM发送通道上，复/分接电路后端增加信号并发电路，将上行接收到的E1数据进行处理后送入到主备两条E1链路，通过对数字中继芯片的操作完成Sa bit插入，完成数据“并发”至下一模块即编码驱动电路和扰码驱动电路内，编码驱动电路和扰码驱动电路分别对应E1接口发送端和光纤接口发送端，扰码驱动电路是由发扰码电路和光线路驱动电路两部分组成。在接收通道上，E1链路接口接收端数据和光纤接口接收端数据，分别经过解码处理单元和解扰码处理单元在进入切换控制电路，解扰码处理单元包括：线路均衡电路、时钟再生电路、信号再生电路和扰码电路等四部分组成。切换控制电路是核心模块，负责完成根据状态RAM读出下一帧的状态，决定下一帧输出哪一路的数据至空管各业务端口，完成一次传输任务。切换的级别有LOS、AIS、LOF、MLOF、SLOF和误码，LOS的优先级别最高因为此告警是光缆断掉告警。

切换控制和切换时机选择有两个技术难点，第一单纯根据告警信息进行切换导致切换不及时，由于链路的故障和误码是随机发生的，在一帧间的任何时刻都可能发生，所以前一帧的对错情况要根据当前序号接收正确与否进行判断。当前帧的序号正确，说明前一帧的數据是完整正确的；当前帧的序号不正确，说明前一帧的数据是错误的，就要进行切换。如此可以避免由于根据告警来进行切换带来的切换不及时。第二滑码的影响，滑码是指由于时钟频率的偏差引起码元的漏读与重读，相应地导致数码的丢失与增加。滑码时将有一帧的重复或者丢失，造成序号错误，在接收端采用每帧都计算序号的方法，可以在当前选通链路发生滑码时及时地切换到另一条路由，消除了滑码对数据的损伤。数据的接收是在一帧的基础上进行的，相应的两条信号相位调整之后的输出也是在一帧的基础上进行的。切换在每一帧开始的位置进行，保证了数据的完整性。设备必须需要支持手动切换功能，当检测到强制切换按键按下后，由当前E1链路强制切换到另一条E1链路。按键在正常情况下是高电平，按下后变为低电平。

PCM系统改进后的优点：不增加数字化传输设备能直接通过光纤链路接口实现远距离传输，减少设备种类，降低系统成本；切换控制电路可在E1链路接口和光纤链路接口之间进行自动切换，当E1链路接口和光纤链路接口同时使用时，只要其中一个链路接口工作正常、设备传输的所有业务均能维持正常，能增强设备抵抗线路故障的能力；单独使用光纤链路接口或E1链路接口均能正常传输所有业务，增加适用范围。

3 遥控台建设及几种采用的组网方式

建设一个遥控台几个要点如建设台站交通情况、供电级别、供电路数量是否有发电机组、外界的传输线路、机房温湿度、防雷接地、消防、安防、机房管理等等，我们此次最优化通信传输只需研究外界的传输线路情况。

环境一：本场到遥控台能提供两路E1通道，或目前能提供一路，将来计划在建设一路E1通道或一路可以架设微波通信系统最终可实现两路E1通道。这种环境存在于中小型机场和空管分局站，这类地区普遍存在管制地域辽阔，没有自己铺设的光缆，必须租用运营商提供的E1通道遥控台与本场进行数据传输。针对上述情况，使用银讯综合接入设备ZMUX-3036，即双E1通道保护综合接入设备。正常情况下，系统选用主用E1通道传输；当主用E1通道故障，系统自动切换到备用E1通道传输；当主用E1通道恢复正常，系统自动切换回主用E1通道传输。这种传输方式实现了业务无缝切换，断一条线路不影响业务传输，不用人工进行切换线路（如图3所示）。

环境二：本场到遥控台能提供一路光纤与一路E1通道，或目前能提供其中一路，将来可提供另一路通道。这种环境也存在于中大型机场场内，有自己铺设的光缆也有运行商的线路或者满足微波架设条件（两台间可以目视可见、无遮挡、对其他无线电设备的电磁环境无影响，同时也满足现有的无线电设备对微波无影响），在这种环境下可以提供一路光纤一路E1通道。针对上述情况，使用银讯综合接入设备ZMUX-3036ES，即一光一电保护综合业务接入设备，（如能提供一路光纤与一路E1通道，只要其中一路正常，用户业务都能正常工作）。默认主用通道为光纤，备用通道为E1。光纤为主用链路口，E1为备用链路口，正常情况下，系统选用光纤通道传输；当光纤通道故障，系统自动切换到E1通道传输；当光纤恢复正常，系统自动切换回光纤通道传输（如图4所示）。

环境三：本场到遥控台能提供两路光纤通道或目前只能提供一路，将来可提供两路光纤主备保护。目前这种环境存在于中大型机场场内或地区空管局各中心之间连接，在某一个范围内台站间使用的均是光缆，两路不同路由的光缆接入，或目前有一条光缆，计划建设另一条光缆的环境。针对上述情况，应使用ZMUX-3036S2，即双光保护综合业务接入设备，（双光保护指两路直通光纤，只要其中一路光纤正常，用户业务都能正常工作）。正常情况下，系统选用主用光纤传输；当主用光纤故障，系统自动切换到备用光纤传输；当主用光纤恢复正常，系统自动切换回主用光纤传输（如图5所示）。

图3 改进后2路E1通道PCM设备电路框图

图4 改进后一光纤一电（微波）PCM设备电路框图

图5 改进后3路光纤PCM设备电路框图

4 总结

在我国民航业飞速发展下，空管综合接入设备系统也适应新的环境不断改进，为保障每量航班正常做出自己的贡献。PCM技术是20世纪70年代末发展起来的技术，原理比较简单，但是满足空管数据传输特点，空管数据特点是数据信息量小、要求稳定性和及时性强、安全传输级别又高，因此在传输环节的重视度远远重于终端设备技术的新颖。希望通过本文在遥控台建设中，传输条件各异的情况下，为选择最优的组网传输方案提供一些参考。

[责任编辑：田吉捷]