民航甚高頻遙控業(yè)務(wù)應(yīng)用KU衛(wèi)星傳輸?shù)姆治鎏接?/h1>
2018-06-19 03:19:22民航青?？展芊志?/span>
電子世界 2018年11期
民航青海空管分局 楊 陽(yáng)
現(xiàn)階段民航使用的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)主要有C波段和KU波段兩種。由于C波段衛(wèi)星設(shè)備隨著自然壽命的衰減，不同程度上出現(xiàn)了老化、故障、更新率下降等問(wèn)題，從而使得KU波段衛(wèi)星通信網(wǎng)有著潛在的發(fā)展契機(jī)。理論上KU設(shè)備具有很強(qiáng)大的功能和支持多種業(yè)務(wù)，但由于各種因素和機(jī)制使得在空管系統(tǒng)應(yīng)用KU設(shè)備傳輸?shù)暮诵臉I(yè)務(wù)比較少。針對(duì)VHF遙控業(yè)務(wù)的傳輸基本上沒(méi)有。本人有幸參與組織了分局所轄的剛察、德令哈、格爾木臺(tái)站的KU設(shè)備調(diào)試和傳輸VHF遙控信號(hào)測(cè)試。后期通過(guò)相關(guān)測(cè)試研究和收集相關(guān)數(shù)據(jù)分析，對(duì)傳輸?shù)腣HF信號(hào)進(jìn)行了驗(yàn)證。本文在分析VHF遙控信號(hào)和KU衛(wèi)星設(shè)備的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)設(shè)備的配置和業(yè)務(wù)引接進(jìn)行了分析和測(cè)試，從而為該方法進(jìn)行深度研究和應(yīng)用提供了相關(guān)參考。
1.概述
1.1 現(xiàn)狀分析
目前，青海轄區(qū)已建成并投入運(yùn)行的VHF臺(tái)站主要有泮子山、剛察、德令哈、格爾木等，該臺(tái)站也配備了KU衛(wèi)星站。這些臺(tái)都屬于高海波地帶，信號(hào)覆蓋的選址優(yōu)越，覆蓋廣，但同時(shí)遠(yuǎn)離城市和生活區(qū)，敷設(shè)傳輸鏈路可利用的條件有限，備份鏈路中一空長(zhǎng)期滯后；為增加傳輸鏈路保障的冗余度，可以考慮利用各臺(tái)現(xiàn)有的KU設(shè)備為VHF信號(hào)增加一條備份鏈路。從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。
1.2 VHF信號(hào)分析
由于VHF遙控信號(hào)經(jīng)PCM后輸出信號(hào)為同步RS232信號(hào)，速率為64Kbps，而現(xiàn)場(chǎng)用以進(jìn)行VHF遙控信號(hào)傳輸測(cè)試使用的是KU波段衛(wèi)星系統(tǒng)X站點(diǎn)和它的DLM機(jī)箱的DSCC通道卡及相關(guān)附屬設(shè)施。
1.3 KU衛(wèi)星設(shè)備
臺(tái)站KU衛(wèi)星采用了加拿大PolarSat公司的VSATPlus II系統(tǒng)，該系統(tǒng)支持ATM臨時(shí)中繼透明數(shù)據(jù)備份業(yè)務(wù)、中低速雷達(dá)引接透明數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、低速異步數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、幀中繼協(xié)議業(yè)務(wù)、VHF話音衛(wèi)星E&M中繼電路、撥號(hào)話音電路、視頻會(huì)議業(yè)務(wù)等。配置了數(shù)據(jù)板為用戶(hù)數(shù)據(jù)通信設(shè)備信號(hào)接入衛(wèi)星通信系統(tǒng)提供接口。可分為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)板，速率2.4-512Kbps；高速數(shù)據(jù)板，速率為2.4-1536Kbps。由于臺(tái)站KU衛(wèi)星配置了高速數(shù)據(jù)板，因此嘗試?yán)么税蹇ㄟM(jìn)行測(cè)試業(yè)務(wù)信號(hào)傳輸。
2.信號(hào)模擬傳輸方案和業(yè)務(wù)引接
基于對(duì)VHF信號(hào)，KU衛(wèi)星及終端系統(tǒng)對(duì)接入數(shù)據(jù)需求的分析，考慮利用KU波段衛(wèi)星和現(xiàn)有接入設(shè)備，實(shí)現(xiàn)傳輸VHF信號(hào)測(cè)試。主要任務(wù)是：申請(qǐng)1條64Kbps速率的衛(wèi)星鏈路，將復(fù)用器出來(lái)的信號(hào)
引接至KU衛(wèi)星高速數(shù)據(jù)板的RS232接口上，之后通過(guò)衛(wèi)星鏈路傳輸至機(jī)場(chǎng)終端的KU衛(wèi)星站，再經(jīng)接入設(shè)備引接RS232信號(hào)至內(nèi)話系統(tǒng)。
2.1 傳輸協(xié)議
由于KU衛(wèi)星通信設(shè)備只支持同步傳輸，而現(xiàn)有各種VHF遙控信號(hào)基本上都為同步信號(hào)，需要進(jìn)行同步傳輸。因此在傳輸協(xié)議上達(dá)到了統(tǒng)一，無(wú)需額外的附屬設(shè)備進(jìn)行相關(guān)轉(zhuǎn)換。
2.2 物理接口
在物理接口中，是不同于協(xié)議的，通常需要增減若干無(wú)用的信號(hào)，從而提高傳輸?shù)臏?zhǔn)確率，同時(shí)降低相關(guān)的延時(shí)。具體如下所示；
由于VHF遙控信號(hào)經(jīng)復(fù)用器輸出為同步信號(hào)，而KU衛(wèi)星也是用于傳輸同步信號(hào)的設(shè)備。因此時(shí)鐘同步信號(hào)在測(cè)試中非常重要。VHF遙控信號(hào)需要衛(wèi)星向外發(fā)送時(shí)鐘，或經(jīng)過(guò)復(fù)用器設(shè)備向KU衛(wèi)星設(shè)備發(fā)送時(shí)鐘。根據(jù)KU設(shè)備自身要求，高速數(shù)據(jù)板需要一個(gè)環(huán)回的發(fā)射時(shí)鐘，使得數(shù)據(jù)板開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)的正常收發(fā)。衛(wèi)星設(shè)備傳輸不同于調(diào)制解調(diào)器的傳輸，是不需要很多握手信號(hào)的，具體RS232重要定義如表1所示。
表1 RS232 25針定義
按照表1連接后，經(jīng)過(guò)測(cè)試無(wú)信號(hào)傳輸，檢查分析以下現(xiàn)象：
1）高速數(shù)據(jù)板ALARM燈紅色告警；
2）使用誤碼儀測(cè)試鏈路不通；
3）接入轉(zhuǎn)報(bào)異步數(shù)據(jù)正常通信。
通過(guò)分析定位故障為時(shí)鐘問(wèn)題，由針腳定義衛(wèi)星端的發(fā)射時(shí)鐘為17，接收時(shí)鐘為24。衛(wèi)星設(shè)備會(huì)將時(shí)鐘由17發(fā)射出去，而復(fù)用器自身為內(nèi)時(shí)鐘工作，由于其與衛(wèi)星設(shè)備之間利用光貓傳輸，將光貓?jiān)O(shè)為外時(shí)鐘方式可有效隔絕兩個(gè)內(nèi)時(shí)鐘設(shè)備在時(shí)鐘源統(tǒng)一問(wèn)題上的沖突，從而導(dǎo)致衛(wèi)星無(wú)法從24針獲取時(shí)鐘觸發(fā)VHF遙控信號(hào)的傳輸。解決方案為將17和24針腳短接。經(jīng)過(guò)測(cè)試后最終引腳使用的線序?yàn)楸?所示：
表2 VHF遙控信號(hào)引接線的接口線序
2.3 業(yè)務(wù)板卡的使用
由于KU設(shè)備常使用高速數(shù)據(jù)板和DLM機(jī)箱的業(yè)務(wù)板作為數(shù)據(jù)傳輸板卡。數(shù)據(jù)板載主機(jī)箱中是一卡一個(gè)槽位，只能提供最大兩條不同業(yè)務(wù)，而一塊DLM板可以連接一個(gè)外機(jī)箱，擴(kuò)展30條業(yè)務(wù)傳輸。數(shù)據(jù)板速率是自適應(yīng)的，無(wú)需任何操作；DLM機(jī)箱中速率和接口類(lèi)型需要手動(dòng)操作。數(shù)據(jù)板傳輸質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，而DLM機(jī)箱傳輸數(shù)據(jù)時(shí)偶爾會(huì)出現(xiàn)誤碼?？傊跀?shù)據(jù)板冗余的情況下，優(yōu)先使用數(shù)據(jù)板進(jìn)行核心業(yè)務(wù)傳輸。
3.信號(hào)傳輸測(cè)試方案和數(shù)據(jù)
通過(guò)模擬傳輸方案的驗(yàn)證和測(cè)試，VHF遙控信號(hào)可以通過(guò)KU衛(wèi)星進(jìn)行傳輸，采用同樣方案將所轄其他臺(tái)站信號(hào)接入衛(wèi)星后可以正常通信。最后使用測(cè)試儀器測(cè)試和觀測(cè)衛(wèi)星參數(shù)數(shù)據(jù)如表3所示：
表3 VHF遙控信號(hào)傳輸測(cè)試和衛(wèi)星參數(shù)數(shù)據(jù)
由表3看出所有數(shù)據(jù)均不在正常工作范圍內(nèi)，按照對(duì)星方法，通過(guò)調(diào)整天線的俯仰角和方向角重新對(duì)星，將信號(hào)強(qiáng)度調(diào)高至41dB左右。并與網(wǎng)控聯(lián)系通過(guò)發(fā)射單載波方法進(jìn)行功率標(biāo)定后，相關(guān)數(shù)據(jù)正常運(yùn)行。經(jīng)過(guò)多次利用內(nèi)話系統(tǒng)進(jìn)行話音質(zhì)量測(cè)試，同時(shí)進(jìn)行相關(guān)對(duì)比后話音質(zhì)量基本滿(mǎn)足用戶(hù)使用需求。
4.結(jié)束語(yǔ)
VHF遙控信號(hào)傳輸過(guò)程中，通常需要進(jìn)行方案評(píng)估和測(cè)試驗(yàn)證；
本文從問(wèn)題導(dǎo)向出發(fā)，對(duì)相關(guān)因素和引接方案進(jìn)行了分析，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了討論，為進(jìn)一步應(yīng)用該方法奠定了基礎(chǔ)，為提高業(yè)務(wù)能力和相關(guān)專(zhuān)業(yè)的深度融合提供有力的技術(shù)支撐。
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1.概述
1.1 現(xiàn)狀分析
目前，青海轄區(qū)已建成并投入運(yùn)行的VHF臺(tái)站主要有泮子山、剛察、德令哈、格爾木等，該臺(tái)站也配備了KU衛(wèi)星站。這些臺(tái)都屬于高海波地帶，信號(hào)覆蓋的選址優(yōu)越，覆蓋廣，但同時(shí)遠(yuǎn)離城市和生活區(qū)，敷設(shè)傳輸鏈路可利用的條件有限，備份鏈路中一空長(zhǎng)期滯后；為增加傳輸鏈路保障的冗余度，可以考慮利用各臺(tái)現(xiàn)有的KU設(shè)備為VHF信號(hào)增加一條備份鏈路。從而保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。
1.2 VHF信號(hào)分析
由于VHF遙控信號(hào)經(jīng)PCM后輸出信號(hào)為同步RS232信號(hào)，速率為64Kbps，而現(xiàn)場(chǎng)用以進(jìn)行VHF遙控信號(hào)傳輸測(cè)試使用的是KU波段衛(wèi)星系統(tǒng)X站點(diǎn)和它的DLM機(jī)箱的DSCC通道卡及相關(guān)附屬設(shè)施。
1.3 KU衛(wèi)星設(shè)備
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2.信號(hào)模擬傳輸方案和業(yè)務(wù)引接
基于對(duì)VHF信號(hào)，KU衛(wèi)星及終端系統(tǒng)對(duì)接入數(shù)據(jù)需求的分析，考慮利用KU波段衛(wèi)星和現(xiàn)有接入設(shè)備，實(shí)現(xiàn)傳輸VHF信號(hào)測(cè)試。主要任務(wù)是：申請(qǐng)1條64Kbps速率的衛(wèi)星鏈路，將復(fù)用器出來(lái)的信號(hào)
引接至KU衛(wèi)星高速數(shù)據(jù)板的RS232接口上，之后通過(guò)衛(wèi)星鏈路傳輸至機(jī)場(chǎng)終端的KU衛(wèi)星站，再經(jīng)接入設(shè)備引接RS232信號(hào)至內(nèi)話系統(tǒng)。
2.1 傳輸協(xié)議
由于KU衛(wèi)星通信設(shè)備只支持同步傳輸，而現(xiàn)有各種VHF遙控信號(hào)基本上都為同步信號(hào)，需要進(jìn)行同步傳輸。因此在傳輸協(xié)議上達(dá)到了統(tǒng)一，無(wú)需額外的附屬設(shè)備進(jìn)行相關(guān)轉(zhuǎn)換。
2.2 物理接口
在物理接口中，是不同于協(xié)議的，通常需要增減若干無(wú)用的信號(hào)，從而提高傳輸?shù)臏?zhǔn)確率，同時(shí)降低相關(guān)的延時(shí)。具體如下所示；
由于VHF遙控信號(hào)經(jīng)復(fù)用器輸出為同步信號(hào)，而KU衛(wèi)星也是用于傳輸同步信號(hào)的設(shè)備。因此時(shí)鐘同步信號(hào)在測(cè)試中非常重要。VHF遙控信號(hào)需要衛(wèi)星向外發(fā)送時(shí)鐘，或經(jīng)過(guò)復(fù)用器設(shè)備向KU衛(wèi)星設(shè)備發(fā)送時(shí)鐘。根據(jù)KU設(shè)備自身要求，高速數(shù)據(jù)板需要一個(gè)環(huán)回的發(fā)射時(shí)鐘，使得數(shù)據(jù)板開(kāi)始進(jìn)行數(shù)據(jù)的正常收發(fā)。衛(wèi)星設(shè)備傳輸不同于調(diào)制解調(diào)器的傳輸，是不需要很多握手信號(hào)的，具體RS232重要定義如表1所示。
表1 RS232 25針定義
按照表1連接后，經(jīng)過(guò)測(cè)試無(wú)信號(hào)傳輸，檢查分析以下現(xiàn)象：
1）高速數(shù)據(jù)板ALARM燈紅色告警；
2）使用誤碼儀測(cè)試鏈路不通；
3）接入轉(zhuǎn)報(bào)異步數(shù)據(jù)正常通信。
通過(guò)分析定位故障為時(shí)鐘問(wèn)題，由針腳定義衛(wèi)星端的發(fā)射時(shí)鐘為17，接收時(shí)鐘為24。衛(wèi)星設(shè)備會(huì)將時(shí)鐘由17發(fā)射出去，而復(fù)用器自身為內(nèi)時(shí)鐘工作，由于其與衛(wèi)星設(shè)備之間利用光貓傳輸，將光貓?jiān)O(shè)為外時(shí)鐘方式可有效隔絕兩個(gè)內(nèi)時(shí)鐘設(shè)備在時(shí)鐘源統(tǒng)一問(wèn)題上的沖突，從而導(dǎo)致衛(wèi)星無(wú)法從24針獲取時(shí)鐘觸發(fā)VHF遙控信號(hào)的傳輸。解決方案為將17和24針腳短接。經(jīng)過(guò)測(cè)試后最終引腳使用的線序?yàn)楸?所示：
表2 VHF遙控信號(hào)引接線的接口線序
2.3 業(yè)務(wù)板卡的使用
由于KU設(shè)備常使用高速數(shù)據(jù)板和DLM機(jī)箱的業(yè)務(wù)板作為數(shù)據(jù)傳輸板卡。數(shù)據(jù)板載主機(jī)箱中是一卡一個(gè)槽位，只能提供最大兩條不同業(yè)務(wù)，而一塊DLM板可以連接一個(gè)外機(jī)箱，擴(kuò)展30條業(yè)務(wù)傳輸。數(shù)據(jù)板速率是自適應(yīng)的，無(wú)需任何操作；DLM機(jī)箱中速率和接口類(lèi)型需要手動(dòng)操作。數(shù)據(jù)板傳輸質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定，而DLM機(jī)箱傳輸數(shù)據(jù)時(shí)偶爾會(huì)出現(xiàn)誤碼?？傊跀?shù)據(jù)板冗余的情況下，優(yōu)先使用數(shù)據(jù)板進(jìn)行核心業(yè)務(wù)傳輸。
3.信號(hào)傳輸測(cè)試方案和數(shù)據(jù)
通過(guò)模擬傳輸方案的驗(yàn)證和測(cè)試，VHF遙控信號(hào)可以通過(guò)KU衛(wèi)星進(jìn)行傳輸，采用同樣方案將所轄其他臺(tái)站信號(hào)接入衛(wèi)星后可以正常通信。最后使用測(cè)試儀器測(cè)試和觀測(cè)衛(wèi)星參數(shù)數(shù)據(jù)如表3所示：
表3 VHF遙控信號(hào)傳輸測(cè)試和衛(wèi)星參數(shù)數(shù)據(jù)
由表3看出所有數(shù)據(jù)均不在正常工作范圍內(nèi)，按照對(duì)星方法，通過(guò)調(diào)整天線的俯仰角和方向角重新對(duì)星，將信號(hào)強(qiáng)度調(diào)高至41dB左右。并與網(wǎng)控聯(lián)系通過(guò)發(fā)射單載波方法進(jìn)行功率標(biāo)定后，相關(guān)數(shù)據(jù)正常運(yùn)行。經(jīng)過(guò)多次利用內(nèi)話系統(tǒng)進(jìn)行話音質(zhì)量測(cè)試，同時(shí)進(jìn)行相關(guān)對(duì)比后話音質(zhì)量基本滿(mǎn)足用戶(hù)使用需求。
4.結(jié)束語(yǔ)
VHF遙控信號(hào)傳輸過(guò)程中，通常需要進(jìn)行方案評(píng)估和測(cè)試驗(yàn)證；
本文從問(wèn)題導(dǎo)向出發(fā)，對(duì)相關(guān)因素和引接方案進(jìn)行了分析，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了討論，為進(jìn)一步應(yīng)用該方法奠定了基礎(chǔ)，為提高業(yè)務(wù)能力和相關(guān)專(zhuān)業(yè)的深度融合提供有力的技術(shù)支撐。
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