王強

摘 要：文章通過分析溫州空管智慧臺站建設(shè)的需求，探討滿足溫州空管無人值守智慧臺站安全運行所需的傳輸系統(tǒng)改造方案。

關(guān)鍵詞：無人值守智慧臺站；SDH光環(huán)網(wǎng)；空側(cè)應(yīng)急保護

中圖分類號：V355.1 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）19-0124-03

Abstract： Based on the analysis of the demand for the construction of Wenzhou air traffic control intelligent station， this paper discusses the transformation scheme of the transmission system needed to meet the safe operation of Wenzhou air traffic control unattended intelligent station.

Keywords： unattended intelligent station； SDH optical ring network； air-side emergency protection

前言

近幾年隨著國內(nèi)民航業(yè)的高速發(fā)展，空管作為民航系統(tǒng)的重要組成部分，與之相匹配的空管通信導(dǎo)航監(jiān)視臺站也呈現(xiàn)出數(shù)量不斷增多、分布逐漸趨廣的發(fā)展態(tài)勢。民航空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備保障當(dāng)前正朝向“大運行、大崗位、大值班”的新模式轉(zhuǎn)變，以實現(xiàn)安全與效率的齊頭并進。現(xiàn)行的通導(dǎo)監(jiān)視臺站運行模式面臨值守人員緊張、通勤時間長、監(jiān)控手段不豐富、運行數(shù)據(jù)利用不足等問題，這也催生出無人值守智慧臺站的改造和組建需求。無人值守智慧臺站運行管理模式需要的多業(yè)務(wù)、多層級、大帶寬的數(shù)據(jù)傳輸支持能力，對傳輸系統(tǒng)的組建提出了不同以往的要求。我們在進行傳輸系統(tǒng)組建時需要匹配這些要求，滿足空管智慧臺站的穩(wěn)定運行，并為未來運行所需預(yù)留相應(yīng)的擴展能力。

1 智慧臺站建設(shè)的傳輸需求

目前空管通導(dǎo)臺站負責(zé)提供給管制現(xiàn)場使用的空管數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主要包括雷達監(jiān)視數(shù)據(jù)、ADSB監(jiān)控數(shù)據(jù)、甚高頻地空語音通訊等。同時基于無人臺站的遠程管理、監(jiān)控、維護需求，這些重要空管數(shù)據(jù)系統(tǒng)的控制監(jiān)控信號以及系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵服務(wù)器、終端的遠端KVM信號也需要回傳至技術(shù)保障部門集中監(jiān)控崗位現(xiàn)場。除此之外，智慧臺站還需要回傳技術(shù)保障部門集中監(jiān)控崗位現(xiàn)場大量的臺站正常運行所需的輔助性數(shù)據(jù)，主要包括：機房環(huán)境數(shù)據(jù)（門禁狀態(tài)、溫濕度、煙感、空調(diào)工作狀態(tài)、機房視頻監(jiān)控）、臺站動力系統(tǒng)數(shù)據(jù)（UPS系統(tǒng)監(jiān)控和控制信號、柴油發(fā)電機組運行狀態(tài)監(jiān)控信號、市電供電狀態(tài)監(jiān)控信號、臺站重要配電箱內(nèi)開關(guān)狀態(tài)）、安防監(jiān)控數(shù)據(jù)（視頻監(jiān)控信號、紅外電子圍欄信號）、消防監(jiān)控信號（消防檢測與告警、消防噴灑監(jiān)控和控制信號）、綜合防雷系統(tǒng)監(jiān)控（雷擊監(jiān)測、SPD模塊狀態(tài)監(jiān)測、工頻接地電阻監(jiān)測）。這些傳輸需求相較現(xiàn)有的傳統(tǒng)有人值守臺站的傳輸需求來說，需要傳送的總數(shù)據(jù)量大大增多，傳輸系統(tǒng)互聯(lián)的總帶寬變得更大，回傳數(shù)據(jù)的保障層級變多，不同層級的傳輸需求保障手段不一，這都需要我們對現(xiàn)有的傳輸系統(tǒng)進行升級改造。

2 目前在用傳輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)有人值守通導(dǎo)臺站采用按需租用運營商的E1鏈路或者MSTP線路的方式組網(wǎng)，使用相應(yīng)的業(yè)務(wù)接入、業(yè)務(wù)落地設(shè)備進行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的引接。這里以溫州空管站大羅山雷達站和樂清雷達站在用傳輸系統(tǒng)為例，對空管在用傳輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀進行梳理。目前兩個雷達站提供溫州空管管制現(xiàn)場使用的雷達信號和甚高頻信號均通過VANGUARD本地傳輸網(wǎng)引接。網(wǎng)絡(luò)拓撲詳見圖1。

兩個雷達站與本場間傳送的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)除了本場使用的雷達和甚高頻信號，還包括ADSB信號、提供上海區(qū)管使用的甚高頻遙控臺信號、安防監(jiān)控信號、辦公自動化業(yè)務(wù)。大羅山、樂清雷達站至本場總計租用的運營商鏈路包括3條電信E1線路、4條電信2M帶寬MSTP線路、6條聯(lián)通E1線路、3條聯(lián)通2M帶寬MSTP線路。

在溫州龍灣機場范圍內(nèi)，溫州空管站目前建有溫州空管SDH光環(huán)網(wǎng)，作為溫州空管站數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)承載網(wǎng)，承接溫州空管站內(nèi)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)鏈路的開通和數(shù)據(jù)信號的引接等功能。全網(wǎng)基于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓撲建設(shè)，總帶寬為622M，共由四個節(jié)點組成，分別是新航管樓四樓主核心節(jié)點（華為OSN3500）、新塔臺節(jié)點（華為OSN1500）、行政樓節(jié)點（OSN1500）、氣象觀測樓節(jié)點（華為OSN1500），業(yè)務(wù)接入設(shè)備包括18臺華為S3700交換機，16臺H3C MSR3640路由器，其余還包括兩臺監(jiān)控服務(wù)器和兩套監(jiān)控終端。

3 傳輸系統(tǒng)改造的必要性

3.1 提升雷達站新增業(yè)務(wù)的開通時效性和靈活性

當(dāng)前溫州VG本地傳輸網(wǎng)的接入路由器業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)承載能力已經(jīng)接近飽和，后續(xù)隨著溫州管制扇區(qū)西擴、兩個雷達站的智能化改造運行等需求，若要新增空管數(shù)據(jù)傳輸鏈路，就需要租用新的運營商專線業(yè)務(wù)。每次新增運營商的專線業(yè)務(wù)均需完成諸多申請審批流程，從設(shè)備保障部門提出需求到運營商專線業(yè)務(wù)的落地費時耗力，影響空管數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)開通的時效性。若將兩個雷達站作為新增節(jié)點納入到溫州本地SDH光環(huán)網(wǎng)中，則雷達站新增數(shù)據(jù)鏈路時，無需再通過運營商，只需維護人員在SDH光環(huán)網(wǎng)內(nèi)自行開通相應(yīng)類型的傳輸鏈路即可，不僅時效性大大提升，業(yè)務(wù)部署的靈活性也增強了。屆時雷達站至本場的所有傳輸鏈路均可納入到溫州SDH光環(huán)網(wǎng)的統(tǒng)一監(jiān)控中，一旦發(fā)生鏈路中斷故障，相關(guān)通報和后續(xù)的故障點定位都能更加及時有效。

3.2 滿足智慧臺站建設(shè)需要的多業(yè)務(wù)傳輸需求

溫州樂清雷達站馬上要進行原址的重建，重建后的樂清雷達站計劃施行無人臺站管理，勢必要進行智慧臺站建設(shè)，同時大羅山雷達站后續(xù)也會進行智慧臺站改建的工作。智慧臺站的實現(xiàn)，需要將臺站相關(guān)設(shè)備的所有運行系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)、輔助系統(tǒng)的監(jiān)控數(shù)據(jù)、機房動環(huán)監(jiān)控數(shù)據(jù)都引接到空管站內(nèi)監(jiān)控崗位值班的現(xiàn)場。通過在SDH光環(huán)網(wǎng)內(nèi)配置相應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈路，匹配相應(yīng)的數(shù)據(jù)引接和落地設(shè)備，這些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)就可以靈活部署，滿足智慧臺站所需的多業(yè)務(wù)、大帶寬傳輸需求。

3.3 項目實施的性價比

項目實施后，只需支付兩個雷達站至本場航管樓節(jié)點的四條155M線路租用費，其余租用的本地運營商專線鏈路可以陸續(xù)遷移至擴容后的本地SDH光環(huán)網(wǎng)內(nèi)，后續(xù)如需在雷達站節(jié)點與本場節(jié)點間新增專線業(yè)務(wù)，也無需再付費給運營商。基于兩個雷達站可預(yù)見的大量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)新增需求，改造現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)的性價比較為可觀。

4 傳輸系統(tǒng)改造實施

4.1 傳輸系統(tǒng)硬件改造及拓撲變更

本方案需新增兩套華為OSN1500B型設(shè)備，分別架設(shè)在大羅山雷達站和樂清雷達站作為溫州SDH光環(huán)網(wǎng)的次級節(jié)點設(shè)備，選用PCXLN單板（交叉、主控、光接口合一板）作為光接口板，并在該單板上選用STM-1光模塊。本場的航管樓OSN3500節(jié)點需要新增兩塊N3SLQ41光接口板，該光接口板通過選配不同的光模塊可實現(xiàn)STM-1/STM-4光信號的接收和發(fā)送，在本方案中選用STM-1光模塊來實現(xiàn)STM-1光信號的接收和發(fā)送，同時為將來的擴容預(yù)留空間。大羅山節(jié)點與本場航管樓節(jié)點分別租用電信和聯(lián)通155M光路各一條實現(xiàn)網(wǎng)元節(jié)點互聯(lián)，樂清節(jié)點與本場航管樓節(jié)點也分別租用電信和聯(lián)通155M光路各一條實現(xiàn)網(wǎng)元節(jié)點互聯(lián)。

擴網(wǎng)改造后，溫州本地SDH光環(huán)網(wǎng)由六個節(jié)點組成，其中航管樓、行政樓、塔臺、觀測樓組成622M帶寬的環(huán)網(wǎng)，大羅山雷達站節(jié)點和樂清雷達站節(jié)點作為溫州SDH光環(huán)網(wǎng)的下掛節(jié)點，傳輸容量均為155M。改造完成后的溫州SDH光環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲如圖2所示。

本方案中使用的OSN1500B型設(shè)備作為華為NG-SDH系列化平臺設(shè)備的一員，業(yè)務(wù)槽位豐富，最多可支持12個業(yè)務(wù)槽位，單子架最大支持252路E1，同時支持FE、GE業(yè)務(wù)。具有優(yōu)越的可擴展性，可以實現(xiàn)從STM-1/4（155M/622M）系統(tǒng)平滑升級到2.5G系統(tǒng)，為以后的系統(tǒng)升級改造提供空間。同時，它的主控、交叉、時鐘、支路、光口板等均支持熱備份，可靠性高，并且還提供完整的網(wǎng)絡(luò)層保護（提供TPS保護），IP網(wǎng)業(yè)務(wù)支持VLAN 隔離。當(dāng)擴容組網(wǎng)完成后，新增的兩個節(jié)點網(wǎng)元以及互聯(lián)光路均可以納入已有的溫州SDH 光環(huán)網(wǎng)統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)，實現(xiàn)全網(wǎng)的統(tǒng)一實時監(jiān)控和維護。

4.2 重要空管數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入設(shè)備的空側(cè)鏈路保護

鑒于通導(dǎo)臺站的空管數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（雷達業(yè)務(wù)、甚高頻業(yè)務(wù)等）的重要性，對此類業(yè)務(wù)考慮提供空側(cè)應(yīng)急鏈路保護。本方案選用華為的AR3260路由器作為此類業(yè)務(wù)的接入路由器，選用兩塊2E1/T1-F單板分別提供的兩路E1中繼鏈路作為冗余的地側(cè)傳輸中繼線路，選用1LTE-Lt單板提供的LTE撥號專線鏈路（板卡支持LTE FDD/LTE TDD/TD-SCDMA/UMTS/EVDO協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并可向下兼容3G網(wǎng)絡(luò)）作為應(yīng)急保護鏈路。當(dāng)主備E1鏈路均發(fā)生故障時，數(shù)據(jù)流量可以及時切換到LTE應(yīng)急保護鏈路，從而增強重要空管數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的可靠性。同時，1LTE-Lt單板提供的LTE Cellular接口支持插入兩張SIM卡，一張SIM卡作為主SIM卡接入LTE網(wǎng)絡(luò)1，另一張SIM卡作為備份SIM卡接入LTE網(wǎng)絡(luò)2，這樣，當(dāng)主SIM卡費用不足、發(fā)生故障、形成的LTE鏈路信號質(zhì)量差或者接入的LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障導(dǎo)致?lián)芴柺r，數(shù)據(jù)流量就自動切換到備份SIM卡，進一步提升數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的可靠性和生存性。通導(dǎo)臺站可以通過LTE鏈路與空管站本場建立VPN，如GRE、L2TP、IPSec VPN，以滿足此類數(shù)據(jù)快速、安全、高效接入的需求。網(wǎng)絡(luò)簡單拓撲見圖3所示。

5 結(jié)束語

隨著空管通導(dǎo)臺站智能化、無人化的發(fā)展趨勢，作為臺站運行基礎(chǔ)設(shè)施的傳輸系統(tǒng)勢必也要進行相匹配的改造建設(shè)。本文針對溫州空管通導(dǎo)智慧臺站建設(shè)方案的特點，結(jié)合已有傳輸系統(tǒng)進行升級擴容和改造，為后續(xù)進行的智慧臺站建設(shè)打下了基礎(chǔ)。

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