PCM在機場場區通信傳輸網絡中的應用分析

殷明哲

摘 要：PCM是脈沖編碼調制的簡寫，這個概念最早提出于二十世紀三十年代，可以說是數字通信的基礎概念。其在六十年代就已經開始應用于市內通話當中，用于容量的擴充，其可讓音頻電纜的芯線傳輸容量擴大到24倍以上。在七十年代后期，各國都開始將其應用到其他領域，例如微波通信、衛星通信和光纖通信等等。進入八十年代后，脈沖編碼調直系統已經在市內通話終極傳輸中的達到了廣泛應用，也應用到了數字程控交換機中。

關鍵詞：脈沖編碼調制；抽樣；編碼；譯碼

PCM傳輸網絡現在已經應用到了國內部分機場通訊當中，可以用于機場內指揮盲降和下滑、處理通信設備的信號，監視跑道面氣象監測信號，負責機場區域內承擔電話通信。所以總結起來，PCM直接將導航、氣象功能和通信電話網絡整合起來，這樣一來就形成了一個完善的網絡業務體系，不僅可以用于保證航班安全和準點，也預示了機場通信未來的發展方向。本文首先簡要對其應用原理進行了分析，之后針對機場跑道這傳輸鏈路設計情況進行說明，希望可以給相關工作的開展提供一些參考。

1 PCM傳輸簡介

PCM是直接將模擬信號轉化為數字信號的一種方法，在數字化的過程中，其需要經過的三個步驟分別為抽樣、量化和編碼，而在實際應用中為了可以讓設備的傳輸容量得到擴大，傳輸設備也會直接將信號進行調制，之后復用這些信號。

1.1 抽樣

經過時間連續的方式來講大量時間軸上的信號進行連續抽取，來收集時間軸上的離散信號，之后借助于抽樣理論，即可將離散信號用于替換連續信號，來給信號處理帶來便利。

1.2 量化和編碼過程

Pcm設備當中，量化和編碼兩個步驟是同步進行的，在抽樣完畢后即可得到幅度變化模擬量，將這個模擬量采用有限二進制來表示出來，這個過程就是量化。但是量化過程中由于量化信號和抽樣信號難免存在差值，可以將其稱為量化誤差。在產生量化誤差后，接收端會因此而產生噪音，這就是量化噪音。經過增加量化技術即可降低量化誤差，其采用二進制的方式來進行量化，非均勻量化的同時也要才將頻帶盡量拓寬，進而提高整個數據傳輸速度，這樣一來，量化噪音減小后，其占用的空間也會進一步縮小。如果要控制幅度差異，則可以采用非均勻量化方式，這樣即可量化間隔化，在幅度小的情況下，量化間隔也會更小。

現在所采用的非均勻量化方式主要分為兩個類型，在日本和美國地區采用μ律，而中國和歐洲等地采用的則是A律。A律分段方法為13折線，其首先需要將y軸劃分為8段，又將每個段分為等長的16份，分別表示一個量化級，所以計算起來，y軸量化級共計128個；而采用非均勻量化方式進行的量化則采用x軸來表達，結合非均勻量化規律，則可以實現二分之一分段。量化方式示意圖如圖1所示。

總而言之，量化級共計128個，共可以表達為7位二進制碼，而在y軸則表示為正負的方式，所以極性碼也可以起到表達的作用，所以二進制碼共計8位才能發揮作用。

1.3 復用

為了使設備能夠進行大容量傳輸，需要把多個接入PCM設備的信號進行時分復用，再接入SDH設備進行傳輸。將信道按照時間進行劃分，從而可以實現時分復用，每個信號在編碼中還是按照順序進行，編碼后信號會占據一定的時隙，在多個信號利用的情況下，會形成不同的時隙，信號在時隙上傳輸。PCM脈沖編碼調制設備，在對信號模擬后，將信號抽樣，然后通過編碼的方式實現數字信號的應用，將低速業務轉換成數字信號，并裝入64kbit/s通道，再把30路64kbit/s通道復接成2Mbit/s，通過2M同軸電纜，接入到SDH設備然后經SDH設備電路中進行碼型變換，變換成適合于光線路傳輸的碼型，再送入光發送電路，將電信號變換成光信號，送入光纖傳輸。PCM設備提供時隙交叉功能和各種標準接口，如：話音中繼接口（FXO）、話音終端接口（FXS）、數據接口（RS-232串口）及模擬四線接口（4wE/M）。

2 機場場區PCM傳輸鏈路設計

電力通信網絡是保證電力安全生產的基礎設施，是電網安全穩定運行的三大支柱之一。它的穩定、可靠運行是電力調度自動化系統、電網安全穩定控制系統和電力線路繼電保護裝置等電力安全生產保障系統發揮作用的保證。電力通信網絡既包括采用光纖和微波通信技術建設而成的電力通信傳輸網，也包括采用PCM一次群設備組成的電力通信業務接入網。因此，對電力通信網絡的建設和優化改造，除了需要發展以光纖SDH通信傳輸網絡為主的電力通信骨干傳輸網，也要發揮PCM設備的組網功能，形成靈活可靠的業務接入網。

由于導航設備監控信號、氣象設備信號主要用RS232、RS485、2/4線等接入方式，PCM設備應具備數據與語音等多業務綜合接入功能，提供包括用戶模擬接口、E/M中繼接口、2/4線音頻接口、載波接口等多種語音接口。提供齊全的數據接口E1接口、64K同向數據接口（G.703）、低速數據接口（RS232/485/422）、N×64K同步數據接口（V.35）、10BaseT以太網接口等，滿足用戶終端設備數據的接入。信號傳輸環節中，將數字交換技術合理的采用，從而可以完善時隙的交叉，從而在對業務調度中可以在不同的流向進行；為了大容量的傳輸并方便以后的擴容將主要依靠SDH傳輸平臺，通過SDH的2M電接口將PCM群路信號接入，在PCM接入層中，確保用戶終端的接入，信號傳遞是通過SDH光傳輸網絡進行。整個傳輸鏈路設計框圖如下：

3 結束語

經過前文總結，我們不難發現，在未來，機場通訊體系功能會越來越多樣，同時體系也會越來越完善，這給很多工作的開展都帶來很大的便利。本文首先簡要對其應用原理進行了分析，之后針對機場跑道這傳輸鏈路設計情況進行說明，希望可以給相關工作的開展提供一些參考。

參考文獻

[1]丁繼峰，黃金釗，汪海波，等.PCM密間隔測量在機場輸油管道檢測中的應用[C]//2007全國埋地管線腐蝕控制和監測評估工程技術交流會.2007.

[2]王若鵬.西安咸陽機場PCM網絡改造方案[J].空中交通，2015（11）：26-27.

[3]陳娜.PCM在咸陽機場場區通信傳輸網絡中的應用[J].中國新通信，2018（10）.

[4]薛紅，王千騏.基于PC/104模塊的機場測雨雷達監控系統設計[J].氣象儀器裝備，2003（1）：4-6.