劉麗芳

【摘 要】本文論述了如何應(yīng)用摩托羅拉Vanguard系列路由器及思科交換機(jī)設(shè)備組成傳輸網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行地區(qū)間二次雷達(dá)信號的傳輸和使用。利用Vanguard路由器組成語音數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，通過Vanguard路由器接入光端機(jī)在地區(qū)間傳輸雷達(dá)信號。同時，利用思科交換機(jī)設(shè)備和ATM技術(shù)組成ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)，通過MGX8800系列交換機(jī)接入光端機(jī)實現(xiàn)地區(qū)間雷達(dá)信號傳輸。此外，ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)和華北語音數(shù)據(jù)網(wǎng)之間實現(xiàn)了互通，起到了很好的互備作用，有效保障了信號的不間斷性。

【關(guān)鍵字】雷達(dá)信號；VG數(shù)據(jù)網(wǎng)；ATM；雷達(dá)引接；傳輸

中圖分類號： TN957.51 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）31-0043-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.31.020

【Abstract】This paper discusses how to use Motorola Vanguard series routers and Cisco switch equipment to form a transmission network and to transmit and use secondary radar signals between regions. The voice data network is composed of Vanguard routers， which are used to access optical terminals to transmit radar signals in the ground. At the same time， the ATM data network is composed of Cisco switch equipment and ATM technology， and the MGX 8800 series switches are connected to optical terminals to realize inter-regional radar signal transmission. In addition， the ATM data network and the North China voice data network have realized intercommunication and played a very good role in mutual backup， effectively ensuring uninterrupted signal.

【Key words】Radar signal； VG data network； ATM； Radar connection and transmission

0 引言

隨著石家莊國際機(jī)場客貨吞吐量的快速增長和民航事業(yè)的蓬勃發(fā)展，使得管制員對航班的精確引導(dǎo)變得非常重要。為了保障航班安全飛行，具有全天候探測和識別目標(biāo)特性的雷達(dá)監(jiān)視設(shè)備成為管制員指揮飛機(jī)正常飛行的基本條件。因此，對雷達(dá)信號的傳輸保障要求越來越高。

目前，石家莊機(jī)場通過引接異地雷達(dá)信號作為本場雷達(dá)的有效補(bǔ)充，解決了管制區(qū)域內(nèi)雷達(dá)掉點和備份不足的問題，實現(xiàn)了雷達(dá)信號的多重覆蓋。以前，石家莊機(jī)場通過DDN、C波段衛(wèi)星等手段引接北京、天津等地雷達(dá)信號。隨著傳輸技術(shù)的進(jìn)步，引接雷達(dá)信號傳輸采用Vanguard語音數(shù)據(jù)網(wǎng)幀中繼技術(shù)和ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)信元交換技術(shù)。

為了更加可靠的傳輸雷達(dá)信號，石家莊機(jī)場采用了地面有線和空中無線兩種方式進(jìn)行雷達(dá)信號傳輸，從而有效的保障了雷達(dá)信號的不間斷性，確保了飛行安全。

1 Vanguard語音數(shù)據(jù)網(wǎng)雷達(dá)信號引接技術(shù)

近年來，隨著石家莊機(jī)場飛行流量的不斷增加，管制方式由過去的程序管制轉(zhuǎn)變?yōu)槔走_(dá)管制，空管雷達(dá)信號在管制指揮中的作用越來越重要。石家莊本場雷神雷達(dá)已經(jīng)運行十余年，設(shè)備日趨老化，信號覆蓋面積有限，存在盲區(qū)，有一定安全隱患。為了較好地解決這些問題，石家莊機(jī)場利用傳輸鏈路Vanguard語音數(shù)據(jù)網(wǎng)引接了百花山和天津的雷達(dá)信號。在此基礎(chǔ)上，又增加了ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸鏈路作為備份鏈路，進(jìn)一步提高了雷達(dá)信號的保障能力。

Vanguard語音數(shù)據(jù)網(wǎng)是民航華北空管局專業(yè)的綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洳捎靡允锥紮C(jī)場航管樓的1號和4號路由器，區(qū)管中心的1號和7號路由器為核心節(jié)點的星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，石家莊使用Vanguard多業(yè)務(wù)接入路由器，其中SJZ1路由器通過聯(lián)通鏈路上連至SD1路由器，SJZ5路由器通過電信鏈路上連至ACC1路由器。當(dāng)聯(lián)通線路故障時，通信鏈路使用電信線路傳輸業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)的可靠性很高。

在此，以引接百花山雷達(dá)信號為例進(jìn)行分析：

1.1 百花山雷達(dá)信號接入石家莊VG6455路由器

百花山雷達(dá)信號采用的格式為民航MH/T4010-2016標(biāo)準(zhǔn)。在百花山雷達(dá)終端有雷達(dá)原始信號，從分配器可以分別選擇輸出，石家莊選擇使用百花山雷達(dá)信號。經(jīng)過聯(lián)通的瑞斯康達(dá)光端機(jī)上連至SD1路由器，通過SD1路由器獲取SD9路由器中的百花山雷達(dá)信號，并接入到石家莊SJZ1路由器的Port1端口。由于雷達(dá)信號的傳輸對實時性要求很高，Vanguard路由器專有TBOP協(xié)議是一種同步的V.24接口協(xié)議，符合雷達(dá)信號傳輸?shù)臅r鐘同步要求。百花山雷達(dá)信號引接業(yè)務(wù)在Vanguard語音數(shù)據(jù)網(wǎng)內(nèi)采用SVC呼叫方式進(jìn)行通信。接收端通過呼叫發(fā)送端端口號，建立SVC鏈路。例如，信號源需要進(jìn)行廣播通信，則使用Vanguard專有協(xié)議-內(nèi)部共享傳輸協(xié)議（IDSD）進(jìn)行通信，實現(xiàn)一點對多點的發(fā)送數(shù)據(jù)。

首都機(jī)場航管樓SD1路由器采用FRI中繼協(xié)議，通過DSD表連接SD9傳輸?shù)睦走_(dá)信號，標(biāo)記符為10970，石家莊SJZ1路由器的Port35口和SJZ5路由器的Port17口都采用TBOP協(xié)議，標(biāo)記符都是40*。

在首都機(jī)場航管樓將雷達(dá)信號通過TBOP協(xié)議輸入至VG路由器，雷達(dá)信號使用IDSD協(xié)議進(jìn)行軟件內(nèi)部通信，信號暫存在共享內(nèi)存中，石家莊SJZ1路由器和SJZ5路由器對此內(nèi)部共享區(qū)進(jìn)行SVC呼叫，并建立虛電路連接，就可以在各自的路由器設(shè)備端口進(jìn)行信號接收，互不干擾。這樣就實現(xiàn)了石家莊兩個路由器同時接收百花山雷達(dá)信號的功能。通過使用Vanguard的TBOP協(xié)議和IDSD協(xié)議，可以很好地解決雷達(dá)信號一端發(fā)送和多點接收的問題，為雷達(dá)信號傳輸提供了一種既節(jié)約又高效的通信手段。

1.2 石家莊SJZ1輸出百花山雷達(dá)信號

從石家莊SJZ1路由器的Port35端口輸出百花山雷達(dá)信號，經(jīng)過1對銀訊PCM，傳送到終端室的萊斯、川大設(shè)備上，兩個銀訊PCM分別放在終端室機(jī)房和網(wǎng)絡(luò)室機(jī)房，其中網(wǎng)絡(luò)室機(jī)房的SJZ1路由器35端口（DCE/DTE）到銀訊PCM接線方式是：

當(dāng)傳輸雷達(dá)信號為DCE/DTE時鐘針腳連接為

終端室機(jī)房的銀訊PCM與分路器的接線方式如下

線路相連后，再接入萊斯、川大設(shè)備。

1.3 信號使用

在Vanguard語音數(shù)據(jù)網(wǎng)上引接百花山雷達(dá)信號時，需要對百花山雷達(dá)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行解析，也就是數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，并對石家莊自動化系統(tǒng)雷達(dá)前端處理單元（RFP）軟件進(jìn)行了更新，這樣就解決了兩地雷達(dá)數(shù)據(jù)信號存在的沖突問題。RFP單元將接收到的百花山雷達(dá)信號進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換并與石家莊本場雷達(dá)信號融合后送到自動化系統(tǒng)的交換機(jī)上，并通過一系列雷達(dá)數(shù)據(jù)處理，將雷達(dá)數(shù)據(jù)直接送到雷達(dá)綜合數(shù)據(jù)顯示終端（SDD）進(jìn)行顯示。

根據(jù)目前石家莊自動化系統(tǒng)分配器現(xiàn)狀，將ATM鏈路作為冷備份，與VG鏈路引接的百花山雷達(dá)信號共用一個分配器通道，不必對自動化系統(tǒng)配置進(jìn)行改動，有效地保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當(dāng)主用VG鏈路的百花山雷達(dá)信號傳輸不穩(wěn)定時，可手動選擇冷備份的ATM鏈路百花山雷達(dá)信號進(jìn)行替換。

2 ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)雷達(dá)信號引接技術(shù)

隨著石家莊機(jī)場管制區(qū)內(nèi)航班流量壓力的不斷增加，單靠VG語音數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸雷達(dá)信號存在安全隱患。由于ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)時延少、支持比特傳輸、透明傳輸?shù)忍匦?，使得民航的ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)的多業(yè)務(wù)性能得到很好的支持。目前為實現(xiàn)雷達(dá)信號雙路由保障，石家莊機(jī)場通過ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)引接天津和百花山雷達(dá)信號，以便自動化系統(tǒng)有足夠的備份雷達(dá)信號接入，為管制員實施空中管制提供可靠保障。

以前，雷達(dá)信號引接一般是通過C波段衛(wèi)星或DDN，如石家莊機(jī)場就是通過TES衛(wèi)星向太原、通過DDN向北京等地傳送雷達(dá)信號。

由于衛(wèi)星傳輸?shù)睦走_(dá)信號受天氣等因素影響，雷達(dá)信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性無法保證，而DDN雖然穩(wěn)定，但是無法解決廣播問題，如石家莊雷達(dá)信號通過DDN要送北京、天津等地，則需要多套DDN設(shè)備和線路，不僅在傳送端需要增加信號分配設(shè)備以提供更多路信號的傳送，還一定程度上增加了租用線路、購買設(shè)備的開支，在石家莊當(dāng)?shù)囟嗬走_(dá)信號相互引接呈網(wǎng)狀時這種開銷將更為巨大。ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)為雷達(dá)信號的點對點引接和點對多點的廣播提供了解決方案。

以ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)引接百花山雷達(dá)信號為例，揭示ATM傳輸原理：

石家莊節(jié)點接入ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)承載的業(yè)務(wù)由最初的報文傳輸，先后增加了氣象621廣播、空管視頻會議信號、安管辦監(jiān)控信息和雷達(dá)信號。為了解決中繼電路傳輸過程中的瓶頸問題，在北京節(jié)點與石家莊節(jié)點之間的中繼電路增加到9條E1電路。ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)中使用的MGX8800系列交換機(jī)支持反向復(fù)用IMA（inverse multiplexing for ATM）技術(shù)，將9條價格低廉的E1電路經(jīng)過捆綁，構(gòu)成IMA組后，統(tǒng)一管理，擴(kuò)大了網(wǎng)絡(luò)的帶寬應(yīng)用，節(jié)約了帶寬費用。保障了時延敏感業(yè)務(wù)，例如實時語音、實時數(shù)據(jù)、視頻信號等實時業(yè)務(wù)的正常傳輸，避免由于信元時延抖動、比特錯誤、信元丟失等引起傳輸質(zhì)量降低，減少ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸時延。

民航ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)一級節(jié)點配備的MGX8850交換機(jī)具有高達(dá)45G的交換帶寬，利用其高容量的交換能力，通過ATM信元復(fù)制建立點到多點的數(shù)據(jù)廣播，來達(dá)到雷達(dá)信號的一對多傳輸。

2.1 ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸雷達(dá)信號

為使百花山雷達(dá)航跡或點跡信號能夠接入到ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)中，還需要采用數(shù)據(jù)復(fù)用設(shè)備將雷達(dá)信號復(fù)用到ATM的64K，常用的復(fù)用設(shè)備是Vanguard系列路由器。由于Vanguard路由器具備封裝幀中繼幀的功能，因此石家莊借助該設(shè)備將雷達(dá)信號通過ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)的幀中繼模塊PXM1E傳輸。

ATM 是一種基于信元的交換和復(fù)用技術(shù)，ATM的基本傳輸單位是ATM信元，也就是說數(shù)據(jù)都是被封裝在信元中進(jìn)行傳輸?shù)?。ATM 信元長度是固定的，而且信元的長度較小，只有53 byte，分為信元頭和信元凈荷兩部分，信頭為5 byte，凈荷為48 byte。

如圖1，信頭在用戶——網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口（NNI）中內(nèi)容上有所差別，主要構(gòu)成有：

VPI：虛通道標(biāo)識。NNI 中為12bit，UNI 中為8 bit。

VCI：虛通路標(biāo)識。16bit，標(biāo)識虛通道中的虛通路，VPI/VCI 一起用來標(biāo)識一個虛連接。

HEC：信頭差錯控制，8bit，可對有錯誤的信頭進(jìn)行檢測，可糾正信頭中1bit的差錯。它的另一個作用是進(jìn)行信元定界，利用它和它之前的2byte的數(shù)據(jù)的相關(guān)性來識別信頭位置。在不同的鏈路中VPI/VCI 的值不同，所以每一條鏈路都要重新計算信元的HEC字段。

例如，以北京為節(jié)點的雷達(dá)源向天津、石家莊做多播，在接收雷達(dá)信號的石家莊節(jié)點使用MGX8830。利用北京節(jié)點的MGX8850交換機(jī)做數(shù)據(jù)分配并多播。首先將北京節(jié)點的雷達(dá)信號通過其PXM1E的E1電路傳送到石家莊，與MGX8830不同，MGX8850的ATM接口有專門的板卡AXSM，用來中繼數(shù)據(jù)交換和協(xié)議轉(zhuǎn)換。由于北京到石家莊的雷達(dá)傳輸電路在石家莊端的對應(yīng)端口為MPSM的Port4，使用PXME1將雷達(dá)信號送到MPSM的Port4端口。如前所述，如果將一路雷達(dá)信號變?yōu)槎嗦罚梢越柚鶤TM交換機(jī)的信元復(fù)制能力來實現(xiàn)數(shù)據(jù)分配， 完成了雷達(dá)信號的一點到多點多播。

2.2 石家莊機(jī)場輸出雷達(dá)信號

如圖2，百花山雷達(dá)頭輸出的雷達(dá)信號傳輸給MGX8850，通過MGX8850傳輸給石家莊機(jī)場MGX8830，石家莊機(jī)場在接收到百花山雷達(dá)信號后，傳輸給VG6840路由器的7端口，通過路由器的13端口傳輸給一對銀訊PCM傳送到終端室機(jī)房，接入萊斯、川大設(shè)備。

以下討論它們的針腳接線方式：

VG6840路由器到銀訊PCM接線方式如下：

當(dāng)傳輸雷達(dá)信號為DCE/DTE時鐘針腳連接為

終端設(shè)備室機(jī)房PCM到空管自動化設(shè)備接線方式如下

線路相連后，再接入萊斯、川大設(shè)備。

3 結(jié)束語

作為民航通信網(wǎng)最為重要的組成部分，VG語音數(shù)據(jù)網(wǎng)和ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，提高了空管雷達(dá)、轉(zhuǎn)報業(yè)務(wù)的傳輸效率和可靠性。本文以石家莊引接北京雷達(dá)信號為例，結(jié)合華北地區(qū)空管系統(tǒng)語音數(shù)據(jù)網(wǎng)和ATM核心網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)，分析討論了石家莊采用的兩種傳輸系統(tǒng)的特點，以及引接雷達(dá)信號在上述系統(tǒng)中的技術(shù)應(yīng)用，希望與廣大同行共同分享，不足之處懇請商榷。

【參考文獻(xiàn)】

[1]曾志偉，馮小平.雷達(dá)信號脈內(nèi)調(diào)制特征分析[J].雷達(dá)與對抗；2005年04期.

[2]王秀英.ATM網(wǎng)故障處理簡述[J].現(xiàn)代營銷（學(xué)苑版），2011（05）.

[3]粟小玲，朱春祥.ATM技術(shù)的特點及應(yīng)用[A].2008年“ICT助力兩型社會建設(shè)”學(xué)術(shù)研討會論文集[C].2008.