淺談烏魯木齊區(qū)管中心VHF信號的引接方案

摘 要：近年來，隨著新疆管制區(qū)航班量的不斷攀升以及“一帶一路”經(jīng)濟帶的建設，目前烏魯木齊本場的通信設備已經(jīng)無法滿足航班量進一步增加的需求，為適應管制員工作的需要以及新疆民航跨越式的發(fā)展，2016年烏魯木齊區(qū)管中心VHF設備正式開始的建設、安裝與調試。文章結合目前各遙控臺站的現(xiàn)狀和烏魯木齊區(qū)管中心的建設需求，簡單的論述一下如何將VHF信號引接至烏魯木齊區(qū)管中心。

關鍵詞：VHF；地空通信；PCM；內話系統(tǒng)；區(qū)管中心

1 新疆地區(qū)VHF通信系統(tǒng)介紹

所謂VHF，就是Very High Frequency的縮寫，在通信技術中稱之為甚高頻，是指頻帶由30MHz到300MHz的無線電電波，其傳播穩(wěn)定性高、不易受干擾和頻率可復用的特點決定了在航空和航海通信中的廣泛使用。在民航地空通信方面，由于VHF覆蓋范圍一般只有200海里左右，而便于管制人員的使用，需要將VHF電臺架設到不同的地方形成了VHF遙控臺，在通過地面鏈路實現(xiàn)VHF話音信號從VHF遙控臺到管制指揮場所的傳輸。

目前新疆共有共19個VHF遙控臺，均通過平面網(wǎng)A網(wǎng)、平面網(wǎng)B網(wǎng)以及TES衛(wèi)星網(wǎng)絡（C波段）傳輸至烏魯木齊航管樓內話系統(tǒng)。其中地面?zhèn)鬏擜網(wǎng)是租用電信2M鏈路傳輸，基于點對點傳輸網(wǎng)絡，由各VHF遙控臺將VHF信號傳輸?shù)綖豸斈君R航管樓，兩兩臺站并聯(lián)傳輸VHF信號；地面?zhèn)鬏擝網(wǎng)是租用電信2M鏈路傳輸，是星型的網(wǎng)絡傳輸信號，所有的VHF遙控臺均傳輸?shù)綖豸斈君R核心路由器后再傳回航管樓。各遙控臺的VHF信號均在烏魯木齊航管樓再經(jīng)過配線架傳輸至內話系統(tǒng)和遙控盒為管制部門提供VHF通信服務。全疆VHF信號流程圖見圖1。

A網(wǎng)是以烏魯木齊航管樓為中心，使用多業(yè)務接入路由器在IP層上實現(xiàn)點對點網(wǎng)絡中心站采用分布的路由器連接遠端站路由器，每個路由器只連接2個遠端站，通過合理分配連接的臺站，一般是將2個物理距離較遠的遙控臺接入同一個路由器，這樣即便路由器故障，也能將故障危害降到最小化。A網(wǎng)不設置主中心，不開通廣播業(yè)務，除網(wǎng)管外，各臺站之間不能互訪問，實施帶寬預留，話音傳輸不壓縮，帶寬獨占，為核心業(yè)務接入提供安全保證。A網(wǎng)的傳輸示意圖見圖2。

B網(wǎng)則是以烏魯木齊樞紐樓為中心，網(wǎng)絡以星型方式構建網(wǎng)絡以IP為核心，在樞紐樓配置匯接路由器，航管樓接入設備、樞紐樓本地接入設備和外臺站接入設備均通過2M電路以星型方式接入?yún)R接路由器構成網(wǎng)絡。這樣的接入方式使得核心路由器尤為重要，但可以節(jié)省航管樓終端的路由器，可以降低成本B網(wǎng)的傳輸事宜圖見圖3。

2 烏魯木齊區(qū)管中心遙控臺VHF信號引接的實施方案

區(qū)管中心，即區(qū)域管制中心，其負責所在飛行情報區(qū)的地面與空中的話音聯(lián)絡與指揮以及與周邊飛行情報區(qū)管制業(yè)務的移交與聯(lián)絡。烏魯木齊區(qū)管中心主要負責烏魯木齊飛行情報區(qū)上空的區(qū)調和進近的管制業(yè)務。因此，需要將新疆各遙控臺的VHF信號引接至烏魯木齊區(qū)管中心。

2.1 VHF信號引接方案

烏魯木齊區(qū)管中心基礎建設完成后，需要拆除原有的A網(wǎng)鏈路及其設備，使用FA16路由器新建一條PCM網(wǎng)絡傳輸鏈路代替了原有的A網(wǎng)鏈路，進而將各遙控臺的VHF話音信號傳輸至區(qū)管中心。同時，需要新建一條Ku波段衛(wèi)星網(wǎng)絡鏈路代替了原有的C波段衛(wèi)星網(wǎng)絡鏈路用來傳輸各遙控臺主頻的衛(wèi)星鏈路。區(qū)管中心新建的PCM網(wǎng)絡傳輸VHF信號經(jīng)測試正常后，再實施平面網(wǎng)B網(wǎng)設備的搬遷及電路切割，把平面網(wǎng)B網(wǎng)傳輸?shù)腣HF信號送至區(qū)管中心內話系統(tǒng)。

2.2 VHF信號傳輸流程

在烏魯木齊區(qū)管中心VHF通信系統(tǒng)建設期間，在原有的19個遙控臺的基礎上，需新建富蘊、克拉瑪依、布爾津、新源和塔中5個遙控臺。根據(jù)區(qū)管頻率劃分的方案，現(xiàn)有的遙控臺所有的頻率以及使用的電臺保持不變，VHF信號通過配線架并線的方式接入新建的PCM網(wǎng)絡；遠端站新增的區(qū)管中心VHF遙控系統(tǒng)項目中的電臺所對應的頻率，接入平面網(wǎng)B網(wǎng)和PCM網(wǎng)絡，最終各遙控臺VHF信號將通過PCM網(wǎng)絡、B網(wǎng)（聯(lián)通2M）和Ku波段衛(wèi)星網(wǎng)路“兩地一空”三路傳輸至烏魯木齊區(qū)管中心。區(qū)管運行之后各遙控臺VHF信號網(wǎng)絡傳輸示意圖見圖4。

2.3 區(qū)管中心VHF信號引接方案特點

從圖4中可以看出，與原VHF信號傳輸方式相比，B網(wǎng)保持不變，其VHF信號的傳輸終端由烏魯木齊航管樓轉變?yōu)闉豸斈君R區(qū)管中心；A網(wǎng)用新建PCM網(wǎng)絡代替，采用HOENT接入網(wǎng)中E1的方式將信號引接至烏魯木齊區(qū)管中心FA16的PV8板卡上進行傳輸，新建網(wǎng)絡采用的脈沖編碼調制的方式，對話音信號在PCM發(fā)送端進行了抽樣、量化和編碼，同樣在PCM接收端進行了解碼、量化樣值解調，其傳輸過程見圖5。

相比原有的電信2M的點對點的網(wǎng)絡傳輸，PCM傳輸過程中雖然占用帶寬較大，但通過合理地設計了A/D，D/A轉換器可以將量化噪聲限制在相當微弱的范圍內，這對于民航地空通信非常重要，同時可以增強話音信號質量。

在衛(wèi)星鏈路傳輸中，烏魯木齊區(qū)管中心使用Ku波段的衛(wèi)星鏈路代替了原有的C波段的衛(wèi)星鏈路，相比C波段的衛(wèi)星鏈路傳輸方式，Ku波段的衛(wèi)星傳輸方式優(yōu)點很多。Ku波段的衛(wèi)星單轉發(fā)器功率一般比較大，天線效率也高于C波段接收天線，從而可以有效地降低成本；更重要的是C波段衛(wèi)星傳輸易受到地面微波等干擾源的干擾，而Ku波段頻率高，一般在12.5GHz-18GHz之間，不易受到微波輻射的干擾，大大地降低了對接收環(huán)境的要求，而這一優(yōu)點對于目前新疆地區(qū)無線電磁環(huán)境日益惡化、VHF干擾頻繁等諸多不利條件下就顯得非常重要了。

3 烏魯木齊區(qū)管中心VHF系統(tǒng)接入內話的實施方案

各遙控臺和烏魯木齊本場的VHF信號引接至烏魯木齊區(qū)管中心后，只有接入內話系統(tǒng)才能夠給管制部門提供相關的VHF通信服務，而如何將VHF信號引接至內話系統(tǒng)就變得非常重要了。本方案本著降低安全風險、節(jié)約內話系統(tǒng)資源板卡和方便操作的原則，制定了不同地面網(wǎng)絡傳輸接入不同的內話系統(tǒng)中，A、B網(wǎng)經(jīng)比選器后交叉接入主備內話系統(tǒng)，而衛(wèi)星鏈路傳輸回區(qū)管中心的VHF信號接入所有的內話系統(tǒng)中進而保障烏魯木齊區(qū)管中心的VHF通信業(yè)務。

各遙控臺VHF信號從A網(wǎng)（PCM網(wǎng)）傳至區(qū)管中后，直接通過配線架接入主用內話系統(tǒng)和應急內話系統(tǒng)；發(fā)射臺和五家渠以及區(qū)管中心16信道作為烏魯木齊本場的VHF通信系統(tǒng)，其VHF信號通過PCM網(wǎng)設備以并線的方式同時引接至主內話系統(tǒng)、備用內話系統(tǒng)和應急內話系統(tǒng)。各遙控臺VHF信號從B網(wǎng)（聯(lián)通）傳輸至區(qū)管中后，直接通過配線架接入備用內話系統(tǒng)；五家渠的VHF信號通過B網(wǎng)（聯(lián)通）設備引接至備用內話系統(tǒng)。各遙控臺VHF信號通過A網(wǎng)比選后接入備用內話系統(tǒng)，通過B網(wǎng)比選后同時接入主用內話系統(tǒng)和應急內話系統(tǒng)，各遙控臺的Ku衛(wèi)星鏈路的VHF信號引接至區(qū)管中心后同時接入主用內話系統(tǒng)、備用內話系統(tǒng)和應急內話系統(tǒng)中。烏魯木齊區(qū)管中心的內話信號的引接圖見圖6。

從圖6可以看出，將VHF信號引接至內話系統(tǒng)后，還需要將主備用內話系統(tǒng)通過E1線連接，這樣可實現(xiàn)主備內話系統(tǒng)VHF資源共享和相互調用VHF資源的功能，在這種的接入方式下，即便某個VHF信道傳輸單鏈路中斷，衛(wèi)星鏈路傳輸VHF信號質量差甚至某套內話系統(tǒng)癱瘓的情況，也不會影響管制部門的正常使用，這樣就進一步地降低了地空通信中斷的風險，為民航的安全保障提供了更堅實的基礎。

4 結束語

作者在參與了烏魯木齊區(qū)管中心前期的VHF信號接入工程的基礎上，在文章簡要的談談烏魯木齊區(qū)管中心的VHF信號接入方案，VHF信號的接入對于民航地空通信有非常重要的意義只有在保證VHF信號接入的安全、可靠、有冗余的情況下，才能夠保證民航的飛行安全。

參考文獻

[1]TH Gee，JM Geist VHF command system study.

[2]華為公司FA16系統(tǒng)培訓手冊（中級）第一章：HONET FA16系統(tǒng)概述與硬件結構（2）.