2 兆傳輸鏈路的無縫切換技術在民航空管業務中的應用

潘云飛

（民航內蒙古空管分局技術保障部，內蒙古 呼和浩特 010070）

2 兆傳輸鏈路的無縫切換技術在民航空管業務中的應用

潘云飛

（民航內蒙古空管分局技術保障部，內蒙古 呼和浩特 010070）

目前，我國民航空管的傳輸接口業務大部分采用G.703 2048kbit/s（E1的2兆鏈路）接口，其手段可以租用運營商（如聯通、電信、廣電）、衛星網管的兩兆，也可自行架設微波中繼設備。本文著重從空管在用銀訊PCM復用設備的E1保護著手，進一步闡述了2兆傳輸鏈路的無縫切換技術在空管傳輸業務中的應用。

E1的2兆鏈路；G.703；PCM；無縫切換；E1保護

1 概述

隨著民航飛行量的逐年飛速遞增，空域扇區進一步細化。民航空管業務的雷達站、ADSB（多點定位系統）、甚高頻遙控臺的站點分布日益增多。如何讓將大量的雷達數據、飛行動態數據、地空管制話音信息及時可靠地傳輸至管制用戶，已成為民航空管保障的重要環節。而在這條傳輸大動脈上，傳輸鏈路的冗余備份及無縫切換技術已成為高效穩定傳輸的核心支撐。

2 2兆傳輸鏈路的無縫切換技術原理分析

2.1 E1（2兆傳輸）鏈路接口的電氣特性。G.703接口是ITU-T（國際電信聯盟）在ITU-T G.703建議中制定的一組關于PDH的數字系列比特率接口。其主要電氣特性如下：

比特速率：2.048kb/s±10ppm。線路編碼方式：HDB3。傳號（有脈沖）標稱峰值電壓：在同軸線對75Ω時，標稱值：2.37V；在對稱線對120Ω時，標稱值：3.00V。空號（無脈沖）標稱峰值電壓：在同軸線對75Ω時，標稱值：0±0.237V；在對稱線對120Ω時，標稱值：0±0.3V。標稱脈沖寬度：244ns。脈寬中點處正負脈沖幅度比：0.95-1.05。標稱半幅度處正負脈沖寬度比：0.95-1.05。

2.2 30 路基群（E1）復用原理。為了提高線路利用率，實現多路傳輸，在E1 PCM系統中將30路信號采用時分復用的技術復用到基群上去。復用的方法是這樣的，取樣的8bit組成一個時隙（TS）。一個“循環”的數字信號組成了一個“幀”。為了能使對端識別出哪些數字信號是一幀，在每一幀中加入了“幀定位信號”，另外還要傳輸電話的摘/掛機、撥號等信令信號以及其他所需的業務信號，這樣還需增加兩個時隙。于是就要由32個時隙組成一個幀（F），其中TS0主要用于傳送幀定位信號（FAS）、CRC-4（循環冗余校驗）和對端告警指示，TS16主要傳送隨路信令（CAS）、復幀定位信號和復幀對端告警指示，TS1～TS15和TS17～TS31共30個時隙傳送話音或數據等信息。表1示出了PCM30/32路幀結構TS0和TS16中的比特含義。其中E為CRC-4差錯指示比特，X為勤務比特，Y為復幀失步告警指示，Sa4～Sa8為備用比特，C1～C4為循環冗余校驗比特，A為對端告警指示。

表1 TS0和TS16中的比特安排

2.3 E1（2兆傳輸）鏈路的無縫切換技術原理。根據以上介紹的E1（2兆傳輸）鏈路接口的電氣特性與30路基群（E1）復用原理中的幀格式出發，我們可以從以下兩個角度，進行E1鏈路的無縫切換技術原理的闡述。

2.3.1 利用E1線路端口的電氣特性進行無縫切換

2.3.1.1 通過E1接口電平和頻率測量，以便判斷線路傳輸衰減后，能否正常工作。

2.3.1.2 波罩分析，能夠按照G.703標準，驗證接口接收信號的質量。

2.3.2 利用E1線路PCM30/32路幀結構TS0和TS16中的比特告警信息在線監測差錯，進而判斷通信傳輸質量，以便在恰當的時刻進行無縫切換。

2.3.2.1 利用幀同步字進行在線監測幀比特差錯：依據2兆信號的幀結構，偶幀第0時隙的第2至8比特為同步字，即：0011011。通過在線測試這7個比特情況，可對傳輸過程中的誤碼率情況進行分析。

2.3.2.2 利用每個復幀中第0號幀中TS16的第1至4比特（0000）是復幀定位信號判斷復幀同步情況。

2.3.2.3 在線監測CRC-4差錯：對CRC-4幀結構及這種循環冗余校驗，可較為準確地確認某一子復幀（2048個比特）中是否出現過誤碼。準確地測出誤碼秒率。在實際測試中，銀訊PCM復用設備利用儀器的循環冗余校驗功能，對實際傳輸的信號進行校驗測試。

2.3.2.4 利用編碼誤碼進行在線測試：E1電路上傳輸數字信號時，為避免連0和連1過長，采用HDB3編碼規則，如果傳輸過程中，出現了不符合HDB3規則的交替傳號反轉，即出現雙極性擾亂（BPV），或稱編碼差錯，則可以進行切換。

2.3.2.5 在線監測E-bit差錯。當遠端收到數字信號經CRC后出現誤碼時，將在其回送的線路中，利用E和A比特進行遠端告警。因此，利用監測E和A比特的變化情況，間接監測發往遠端的線路傳輸情況。因此，利用CRC-4幀結構進行在線測試，可實現雙向監測。

2.3.2.6 利用在線告警指示。如奇數幀TS0的第3比特（A）是對端告警指示，正常工作時為“0”，告警時為“1”。每個復幀中第0號幀中TS16的第6比特（Y）是復幀對端告警指示比特。正常工作時為“0”，告警時為“1”。

3 銀訊PCM復用設備ZMUX-3036的E1保護方式

銀訊PCM復用設備ZMUX-3036具有4個E1接口，這些接口之間可以根據用戶提供相互之間的傳輸保護功能，進而實現E1（2兆傳輸）鏈路的無縫切換。通過網管系統可設置具體的保護模式。

3.1 E1-1和E1-2之間采用（1＋1）保護模式

圖2 1：1保護模式的E1切換原理框圖

圖3 銀訊PCM復用設備ZMUX-3036的E1保護方式在兩地一空中的應用實例圖

[E1-1]為主用傳輸接口，傳輸其承載的業務；[E1-2]為備用傳輸接口，不能承載業務（平常空閑熱備份）。當[E1-1]無故障時，[E1-1]、[E1-3]和[E1-4]各自傳輸其承載的業務。當[E1-1]出現故障時，其承載的業務自動切換到[E1-2] 進行傳輸， [E1-1]的故障不會導致業務信號誤碼。當[E1-1]故障消除時，其承載的業務由[E1-2] 自動切回到[E1-1] 進行傳輸，信道切換不會導致業務信號誤碼。同理 E1-3和E1-4之間也可以配置成（1＋1）保護模式。

3.2 E1-1和E1-2之間采用（1：1）保護模式。[E1-1]為主用傳輸接口，傳輸其承載的業務；[E1-2]為保護傳輸接口，可傳輸其承載的業務（非主要業務）。當[E1-1]出現故障時，其承載的業務自動切換到[E1-2] 進行傳輸， [E1-2]自身承載的業務將中斷。當[E1-1]故障消除時，其承載的業務由[E1-2] 切回到[E1-1] 進行傳輸， [E1-2]自身承載的業務將恢復。同理 E1-3和E1-4之間也可以配置成（1：1）保護模式。

4 銀訊PCM復用設備ZMUX-3036的E1保護方式在民航空管傳輸業務中的應用

目前民航空管的主要業務，考慮到冗余備份的可靠性，其傳輸方式大部分采一地一空或兩地一空的傳輸方式。對于主用雷達站或甚高頻臺的E1數據一旦中斷，影響比較大。為了提高通信可靠性，局端可以提供兩條E1傳輸通道，通過E1通道無損傷自動保護切換設備實現1+1熱備份。當主用E1鏈路中斷時，重要遠端站的E1數據會自動無損傷切換到備用鏈路傳輸，因此客戶正在進行的業務不會受到影響，正在傳送的數據丟包率為零，正在打的電話或指揮飛機也不會因此中斷，用2M誤碼儀測試可達零的丟包率。

在兩地一空中傳輸的應用實例中，如圖3所示ZMUX-3036設備是集PCM接入，E1線路切換于一體的設備，可實現E1線路無損傷自動切換保護。 平時以太網數據可用備用E1通道，當主用E1通道需要檢修或故障時，以太網數據中斷，備用通道優先保證雷達、甚高頻數據的傳輸。

結語

對于民航空管這樣高風險的行業，冗余備份是安全保障的基礎。而傳輸的無縫切換技術又是實現冗余備份切換的核心。銀訊PCM復用設備ZMUX-3036的E1保護方式在兩地一空的應用中實現了2兆傳輸鏈路的無縫切換。

［1］毛京麗，常永宇，張麗，李文海.數據通信原理［M］.北京：北京郵電大學出版社，2003.

［2］姚予疆.通信設備接口協議手冊［M］.北京：人民郵電出版社，2005.

TP311

A

10.13612/j.cnki.cntp.2014.07.014