民航甚高頻遙控業務應用KU衛星傳輸的分析探討

民航青海空管分局 楊 陽

現階段民航使用的衛星通信網絡主要有C波段和KU波段兩種。由于C波段衛星設備隨著自然壽命的衰減，不同程度上出現了老化、故障、更新率下降等問題，從而使得KU波段衛星通信網有著潛在的發展契機。理論上KU設備具有很強大的功能和支持多種業務，但由于各種因素和機制使得在空管系統應用KU設備傳輸的核心業務比較少。針對VHF遙控業務的傳輸基本上沒有。本人有幸參與組織了分局所轄的剛察、德令哈、格爾木臺站的KU設備調試和傳輸VHF遙控信號測試。后期通過相關測試研究和收集相關數據分析，對傳輸的VHF信號進行了驗證。本文在分析VHF遙控信號和KU衛星設備的基礎上，對相關設備的配置和業務引接進行了分析和測試，從而為該方法進行深度研究和應用提供了相關參考。

1.概述

1.1 現狀分析

目前，青海轄區已建成并投入運行的VHF臺站主要有泮子山、剛察、德令哈、格爾木等，該臺站也配備了KU衛星站。這些臺都屬于高海波地帶，信號覆蓋的選址優越，覆蓋廣，但同時遠離城市和生活區，敷設傳輸鏈路可利用的條件有限，備份鏈路中一空長期滯后；為增加傳輸鏈路保障的冗余度，可以考慮利用各臺現有的KU設備為VHF信號增加一條備份鏈路。從而保證系統穩定工作。

1.2 VHF信號分析

由于VHF遙控信號經PCM后輸出信號為同步RS232信號，速率為64Kbps，而現場用以進行VHF遙控信號傳輸測試使用的是KU波段衛星系統X站點和它的DLM機箱的DSCC通道卡及相關附屬設施。

1.3 KU衛星設備

臺站KU衛星采用了加拿大PolarSat公司的VSATPlus II系統，該系統支持ATM臨時中繼透明數據備份業務、中低速雷達引接透明數據業務、低速異步數據業務、幀中繼協議業務、VHF話音衛星E&M中繼電路、撥號話音電路、視頻會議業務等。配置了數據板為用戶數據通信設備信號接入衛星通信系統提供接口。可分為標準數據板，速率2.4-512Kbps；高速數據板，速率為2.4-1536Kbps。由于臺站KU衛星配置了高速數據板，因此嘗試利用此板卡進行測試業務信號傳輸。

2.信號模擬傳輸方案和業務引接

基于對VHF信號，KU衛星及終端系統對接入數據需求的分析，考慮利用KU波段衛星和現有接入設備，實現傳輸VHF信號測試。主要任務是：申請1條64Kbps速率的衛星鏈路，將復用器出來的信號

引接至KU衛星高速數據板的RS232接口上，之后通過衛星鏈路傳輸至機場終端的KU衛星站，再經接入設備引接RS232信號至內話系統。

2.1 傳輸協議

由于KU衛星通信設備只支持同步傳輸，而現有各種VHF遙控信號基本上都為同步信號，需要進行同步傳輸。因此在傳輸協議上達到了統一，無需額外的附屬設備進行相關轉換。

2.2 物理接口

在物理接口中，是不同于協議的，通常需要增減若干無用的信號，從而提高傳輸的準確率，同時降低相關的延時。具體如下所示；

由于VHF遙控信號經復用器輸出為同步信號，而KU衛星也是用于傳輸同步信號的設備。因此時鐘同步信號在測試中非常重要。VHF遙控信號需要衛星向外發送時鐘，或經過復用器設備向KU衛星設備發送時鐘。根據KU設備自身要求，高速數據板需要一個環回的發射時鐘，使得數據板開始進行數據的正常收發。衛星設備傳輸不同于調制解調器的傳輸，是不需要很多握手信號的，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，經過測試無信號傳輸，檢查分析以下現象：

1）高速數據板ALARM燈紅色告警；

2）使用誤碼儀測試鏈路不通；

3）接入轉報異步數據正常通信。

通過分析定位故障為時鐘問題，由針腳定義衛星端的發射時鐘為17，接收時鐘為24。衛星設備會將時鐘由17發射出去，而復用器自身為內時鐘工作，由于其與衛星設備之間利用光貓傳輸，將光貓設為外時鐘方式可有效隔絕兩個內時鐘設備在時鐘源統一問題上的沖突，從而導致衛星無法從24針獲取時鐘觸發VHF遙控信號的傳輸。解決方案為將17和24針腳短接。經過測試后最終引腳使用的線序為表2所示：

表2 VHF遙控信號引接線的接口線序

2.3 業務板卡的使用

由于KU設備常使用高速數據板和DLM機箱的業務板作為數據傳輸板卡。數據板載主機箱中是一卡一個槽位，只能提供最大兩條不同業務，而一塊DLM板可以連接一個外機箱，擴展30條業務傳輸。數據板速率是自適應的，無需任何操作；DLM機箱中速率和接口類型需要手動操作。數據板傳輸質量相對穩定，而DLM機箱傳輸數據時偶爾會出現誤碼。總之，在數據板冗余的情況下，優先使用數據板進行核心業務傳輸。

3.信號傳輸測試方案和數據

通過模擬傳輸方案的驗證和測試，VHF遙控信號可以通過KU衛星進行傳輸，采用同樣方案將所轄其他臺站信號接入衛星后可以正常通信。最后使用測試儀器測試和觀測衛星參數數據如表3所示：

表3 VHF遙控信號傳輸測試和衛星參數數據

由表3看出所有數據均不在正常工作范圍內，按照對星方法，通過調整天線的俯仰角和方向角重新對星，將信號強度調高至41dB左右。并與網控聯系通過發射單載波方法進行功率標定后，相關數據正常運行。經過多次利用內話系統進行話音質量測試，同時進行相關對比后話音質量基本滿足用戶使用需求。

4.結束語

VHF遙控信號傳輸過程中，通常需要進行方案評估和測試驗證；

本文從問題導向出發，對相關因素和引接方案進行了分析，并對數據進行了討論，為進一步應用該方法奠定了基礎，為提高業務能力和相關專業的深度融合提供有力的技術支撐。