◎ 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)站點多、距離遠(yuǎn)、故障后搶修時間長，不利于通信值守。本文旨在VHF通信系統(tǒng)遠(yuǎn)端站點的運維中，探討遠(yuǎn)程更換通信設(shè)備，實現(xiàn)快速恢復(fù)通信，減少故障時間的方法。

VHF 通信系統(tǒng) 遠(yuǎn)程更換設(shè)備

1.引言

廣州海岸電臺是我國華南最大的海岸電臺，開放多個種類的通信業(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有航船前往，給運行維護(hù)帶來極大的不便。主設(shè)備發(fā)生故障后，需人工前往搶修，往往會耽誤系統(tǒng)搶修時間，不利于船舶航行安全。

基于多年的實踐，筆者認(rèn)為，在各個VHF基站增設(shè)1臺備用收發(fā)信機(jī)，當(dāng)站點任意頻道收發(fā)信機(jī)故障時，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，第一時間恢復(fù)通信，然后派人到站點檢修。這樣可大大減少系統(tǒng)故障的時間，保障通信業(yè)務(wù)的可靠運行。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VHF站點的27臺收發(fā)信機(jī)。CNM-299V將來自音頻交換矩陣JRX-9100的語音信號和PTT信號一起調(diào)制成4線音頻信號，送往各站點收發(fā)信機(jī)；將來自各站點收發(fā)信機(jī)的4線音頻信號解調(diào)成語音信號和PTT信號送到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和PTT信號的通用數(shù)字交換機(jī)，用于無線電臺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。目前廣州分中心通過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個音頻通道及80個PTT通道。JRX-9100數(shù)字交換機(jī)各通道可通過編程設(shè)置成有線、無線、或座席等，然后通過MySQL數(shù)據(jù)庫進(jìn)行配置和控制進(jìn)行音頻及PTT的交換，數(shù)據(jù)庫對外完全開放，因此系統(tǒng)可根據(jù)數(shù)據(jù)庫的設(shè)置靈活使用JRX-9100的通道。

由此可見，要實現(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，與各站點加裝的備用收發(fā)信機(jī)分別對應(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，把對應(yīng)的4線音頻和PTT信號通過Modem卡CNM-299V連接各站點備用收發(fā)信機(jī)。再通過設(shè)置MySQL數(shù)據(jù)庫設(shè)置各新增收發(fā)信機(jī)通道即可。這樣，當(dāng)各站點的任何一臺收發(fā)信機(jī)發(fā)生故障時，系統(tǒng)可經(jīng)過JRX-9100數(shù)字交換機(jī)自動切換到備用的收發(fā)信機(jī)，并自動轉(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）是把模擬信號經(jīng)過抽樣、量化、編碼把連續(xù)的模擬信號轉(zhuǎn)換為離散的二進(jìn)制數(shù)字信號傳輸。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，同時復(fù)用32路時隙，每路64kbps的帶寬。

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

在應(yīng)用中，各站點收發(fā)信機(jī)音頻信號接入遠(yuǎn)端PCM設(shè)備各路接口，信號編譯成數(shù)字信號，再依次由各路接口相應(yīng)的時隙傳輸?shù)骄侄?，在局端再把各路信號依次還原，反之亦然。在一般PCM中，遠(yuǎn)端PCM設(shè)備與局端PCM設(shè)備接口都一一對應(yīng)，各接口信號在E1中的時隙順序固定，遠(yuǎn)端從哪個端口進(jìn)則局端也在哪個端口出，故收發(fā)信機(jī)的音頻信號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，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在E1時隙的位置，就相當(dāng)于更改了遠(yuǎn)端PCM與局端PCM的對應(yīng)關(guān)系，局端1個接口從對應(yīng)遠(yuǎn)端1個接口變成了對應(yīng)多個接口的可能，從而實現(xiàn)組網(wǎng)的靈活性。為此，可更換智能PCM，搭建一個網(wǎng)管系統(tǒng)，通過網(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的時隙交叉，從而改變遠(yuǎn)端PCM與局端PCM的接口對應(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)輸入有問題時，用網(wǎng)管軟件更改時隙的方式遠(yuǎn)程切換到備用接口上，實現(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，接收人工輸入切換命令后自動切換到備用線路。切換命令直接用網(wǎng)管軟件通過TCP/IP進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，控制倒換時，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PCM的接口連接線路切換器的用戶端，幾臺主用收發(fā)信機(jī)分別連接線路切換器的主用端，1臺備用收發(fā)信機(jī)并接在線路切換器的備用端上。當(dāng)任意一臺主用收發(fā)信機(jī)故障時，操作中控臺的集中監(jiān)控系統(tǒng)將VHF站點故障收發(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)備的方法對比

方法1的優(yōu)點是能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的有機(jī)整合，與原有系統(tǒng)實現(xiàn)無縫對接，遠(yuǎn)端站點收發(fā)信機(jī)故障時軟件能自動啟用備用設(shè)備，無需人工操作，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。缺點是由于系統(tǒng)建設(shè)時沒有考慮足夠的冗余，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，價格較為昂貴，安裝也較為復(fù)雜。

方法2的優(yōu)點是可實現(xiàn)PCM傳輸網(wǎng)絡(luò)的集中管理，更換設(shè)備比較靈活，安裝較為簡單，價格也比較適中。缺點是遠(yuǎn)程更換設(shè)備需要人工干預(yù)，操作相對復(fù)雜，要求值班員在操作中不得有半點失誤，否則就會使整個站點的信號發(fā)生混亂，影響業(yè)務(wù)的正常值守。同時該方法在安裝、調(diào)試的過程中，將使通信暫時中斷。

方法3是三種方法中最為簡單的，設(shè)備安裝容易，值班員遠(yuǎn)程更改設(shè)備操作簡明，資金投入需求小。缺點是靈活性不如前兩種方法，原因是每個站點有多臺收發(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，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，對安裝技術(shù)要求較高，同時該方法安裝過程也需要暫時中斷通信業(yè)務(wù)。

4.結(jié)語

VHF通信因其頻帶寬、抗噪強(qiáng)、安裝方便等特點，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。由于站點分散，維護(hù)困難。采用遠(yuǎn)程更換通信設(shè)備的方式，改變原有的人工到現(xiàn)場的傳統(tǒng)維護(hù)模式，能有效減少站點故障后的搶修時間，保證站點通信第一時間得到恢復(fù)，對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，對其他海岸電臺及海事局同樣適用。

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

[2]王福昌，屈代明.通信原理第2版.清華大學(xué)出版社，2015.