新疆空管数据传输的实现方式

摘　要：

关键词：

中图分类号：TP309    文献标识码：A    文章编号：
　 据统计2012年8月1日，乌鲁木齐机场日起降架次达到410架次，对于单跑到机场，近乎达到极值。航班量的快速增长是新疆民航跨越式发展的重要体现，在这种空前的大发展下，对民航三大通信手段-通信、导航、监视的保障能力提出了更高的要求，而这些信号的传递完全依托于通信传输设备，也就是对地面传输设备提出了更高的要求。
　 现今，新疆空管雷达、VHF、自动转报使用的传输设备以H3C FA36系列路由器为主，C波段卫星为辅。在这里给大家介绍一下新疆空管传输雷达、VHF、自动转报业务的通信传输网络。
1. 建设背景
　 08年前，新疆区域内的VHF、自动转报信号是通过C波段卫星系统和运营商DDN电路传输。C波段卫星网是1996年建设并投入使用，经过十余年的运行，设备老化严重，备件越发匮乏；其使用的鑫诺卫星于1998年7月发射，运行十年，鑫诺卫星8B转发器功率、全向辐射功率EIRP均出现不同程度的衰降，且8B转发器工作于饱和状态。新疆地域辽阔，16个C波段卫星站的维护压力愈发加重。同时电信传输设备也在不断更新，运营商对DDN传输设备的保障力度也在降低，为此，我们寻找到FA36设备作为通信信号传输的新途径，在多方努力下，由FA36设备承载的雷达信号传输网于2006年开始建设，后续又建设了覆盖全疆传输VHF和转报业务的平面网A、B网，西部航路雷达信号传输网。
2. 实际应用
　 新疆空管通信设备分布在12个机场，4个导航站，2个通信站和4个雷达站，这些站点提供两种服务，为本场起降的航班提供服务，为航路上的飞机提供服务。新疆空管在乌鲁木齐设有区域管制中心，新疆空域中飞机都要受其管制，以上提供服务的信号通过传输设备汇集在乌鲁木齐，经过处理提供给管制员使用。通过传输设备传输的信号主要有雷达、话音和自动转报。
　 FA36系列路由器是基于IP传输的，将输入信号加上IP报头通过中继口发出，传至目的地址接收，在接收时，数据再还原成原来的格式，供用户终端使用。同步业务传输最高速率为64Kbps，异步速率300bps-115200bps可选，中继速率为2M。
　 C波段卫星系统是采用FDMA方式，给每条业务链分配一对载波，把输入信号直接调制在业务载波上进行传输。载波链路速率通常为19.2Kbps。
2.1 雷达数据
　 新疆空管局使用的雷达设备型号是Indra IRS-29MP/L型。需要传输的雷达数据包括雷达信号和监控信号。
　 雷达信号是雷达管制的依据，使用雷达管制能缩短飞行间隔，增大航班密度，在相等的时间，相同空域内，管制员调配航班架次更多。雷达信号通过同步串口传输，依照工作需求，可配置成点对点传输，点对多点广播式传输。作为雷达信号的接收端只接收数据不发送数据，即雷达信号是单向的传输，时钟由雷达主设备提供，速率有9600bps/19200bps两种。
监控信号给维护人员提供设备运行状态信息，维护人员可以通过远程登录的方式维护雷达系统。该信号通过网口传输。
　 新疆空域内设有四部雷达，采集到的雷达信号不仅用于雷达数据的监测工作，还向临近管制中心（兰州）提供雷达信号监测，送往北京作为综合航迹的依据。
　 在乌鲁木齐管制区，雷达信号依照图1的模式传输。
 
　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 图1 雷达信号传输方式
　 雷达系统定时从空中监测数据，把采集到的数据以同步数据流的方式传递给本地H3C MSR3040和VG6840路由器，H3C MSR3040路由器的通过E1中继口与运营商连接，然后发送到乌鲁木齐的H3C MSR3040路由器；VG6840路由器通过V35端口将信号传至Ku卫星系统传回乌鲁木齐的VG6840路由器；乌鲁木齐端路由器再把传回数据还原成雷达数据，通过同步方式发送给雷达信号处理器，从而实现在客户端对雷达信号的监测工作。
　 在传输中为了杜绝雷达信号的中断，我们使用两套完全相同的路由器，分别租用不同运营商的电路，同时将两端路由器互联，通过配置实现运营商电路中断不影响雷达数据的传输。
北京和兰州的雷达信号通过图2方式传输。
 
　 　 　 　 　 　 　 　 图2 至北京和兰州雷达信号传输方式
　 兰州只需要引接离它最近的雷达信号，故只将有用信号从乌鲁木齐雷达信号信号分配器上通过运营商电路传输到兰州，同时，兰州的雷达信号也接入了乌鲁木齐，实现多个雷达之间的信息交互、传输和监测工作。
　 北京需要新疆空域内所有雷达信号，故将处理过的综合航迹信号通过H3C AR2880和MSR5060路由器引到通信机房，在通过现有的卫星电路传至北京。
2.2自动转报数据
　 自动转报业务覆盖民航所有机场，各信息单位通过自动转报系统交互当地的实时天气状况、领航计划、机上配载、飞机起降等信息，以报文的方式提供给空管、机场和航空公司，作为飞机飞行的参考数据。
　 乌鲁木齐到各航站的自动转报数据是通过图3方式传输。

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　  图3 转报及监控信号传输方式
　 自动转报机对于终端用户是一个透明的中转站，不同地址的报文送入自动转报机，自动转报机再依照一定的规则发送到指定目的地，实现数据交换。终端到自动转报机间以异步串行方式通信，速率在300bps-115200bps可以选择。自动转报系统到各航站可以通过H3C路由器传输，也可以通过C波段卫星系统传输，两种方式互为备份。
2.3 话音数据
　 话音数据不单指日常使用的电话，还包括甚高频语音通信（VHF）。
　 VHF语音通信可以直接实现管制员与飞行员实时通话，用于区域管制、进近管制和塔台管制。在航路上设有VHF地面站，这些站点和飞机之间的话音信号通过地面传输设备接入管制员席位，实现飞行员和管制员的交互。VHF通信频率在30～300MHz范围内，信号通过E&M端口传输。
　 传输设备上配有FXS/FXO话音子卡，为了方便工作，将电话信号也做了接入。
　 乌鲁木齐到各航站的话音信号依照图4方式传输。
 

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 图4 话音信号传输方式
　 民航总局规定：区域范围内双向陆空通信联系中断10 min（含）以上，进近或塔台范围内双向陆空通信联系中断3 min（含）以上为一般事故征候。因此，VHF信号有两地一空三条链路保障，管制员可以根据需要选择使用任何一路信号。
3. 结束语
　 新疆空管传输网络，在空管安全生产运行中起着重要的作用，承载着与飞行密切相关的数据。随着航班量的增长，这张网将会更大，我们会在不断的思考和学习中，让它更加完善，完成我们安全保障的使命。