溫州空管智慧臺(tái)站的傳輸系統(tǒng)改造方案

王強(qiáng)

摘 要：文章通過(guò)分析溫州空管智慧臺(tái)站建設(shè)的需求，探討滿(mǎn)足溫州空管無(wú)人值守智慧臺(tái)站安全運(yùn)行所需的傳輸系統(tǒng)改造方案。

關(guān)鍵詞：無(wú)人值守智慧臺(tái)站；SDH光環(huán)網(wǎng)；空側(cè)應(yīng)急保護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：V355.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2019）19-0124-03

Abstract： Based on the analysis of the demand for the construction of Wenzhou air traffic control intelligent station， this paper discusses the transformation scheme of the transmission system needed to meet the safe operation of Wenzhou air traffic control unattended intelligent station.

Keywords： unattended intelligent station； SDH optical ring network； air-side emergency protection

前言

近幾年隨著國(guó)內(nèi)民航業(yè)的高速發(fā)展，空管作為民航系統(tǒng)的重要組成部分，與之相匹配的空管通信導(dǎo)航監(jiān)視臺(tái)站也呈現(xiàn)出數(shù)量不斷增多、分布逐漸趨廣的發(fā)展態(tài)勢(shì)。民航空管通信導(dǎo)航監(jiān)視設(shè)備保障當(dāng)前正朝向“大運(yùn)行、大崗位、大值班”的新模式轉(zhuǎn)變，以實(shí)現(xiàn)安全與效率的齊頭并進(jìn)?，F(xiàn)行的通導(dǎo)監(jiān)視臺(tái)站運(yùn)行模式面臨值守人員緊張、通勤時(shí)間長(zhǎng)、監(jiān)控手段不豐富、運(yùn)行數(shù)據(jù)利用不足等問(wèn)題，這也催生出無(wú)人值守智慧臺(tái)站的改造和組建需求。無(wú)人值守智慧臺(tái)站運(yùn)行管理模式需要的多業(yè)務(wù)、多層級(jí)、大帶寬的數(shù)據(jù)傳輸支持能力，對(duì)傳輸系統(tǒng)的組建提出了不同以往的要求。我們?cè)谶M(jìn)行傳輸系統(tǒng)組建時(shí)需要匹配這些要求，滿(mǎn)足空管智慧臺(tái)站的穩(wěn)定運(yùn)行，并為未來(lái)運(yùn)行所需預(yù)留相應(yīng)的擴(kuò)展能力。

1 智慧臺(tái)站建設(shè)的傳輸需求

目前空管通導(dǎo)臺(tái)站負(fù)責(zé)提供給管制現(xiàn)場(chǎng)使用的空管數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)主要包括雷達(dá)監(jiān)視數(shù)據(jù)、ADSB監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、甚高頻地空語(yǔ)音通訊等。同時(shí)基于無(wú)人臺(tái)站的遠(yuǎn)程管理、監(jiān)控、維護(hù)需求，這些重要空管數(shù)據(jù)系統(tǒng)的控制監(jiān)控信號(hào)以及系統(tǒng)內(nèi)關(guān)鍵服務(wù)器、終端的遠(yuǎn)端KVM信號(hào)也需要回傳至技術(shù)保障部門(mén)集中監(jiān)控崗位現(xiàn)場(chǎng)。除此之外，智慧臺(tái)站還需要回傳技術(shù)保障部門(mén)集中監(jiān)控崗位現(xiàn)場(chǎng)大量的臺(tái)站正常運(yùn)行所需的輔助性數(shù)據(jù)，主要包括：機(jī)房環(huán)境數(shù)據(jù)（門(mén)禁狀態(tài)、溫濕度、煙感、空調(diào)工作狀態(tài)、機(jī)房視頻監(jiān)控）、臺(tái)站動(dòng)力系統(tǒng)數(shù)據(jù)（UPS系統(tǒng)監(jiān)控和控制信號(hào)、柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控信號(hào)、市電供電狀態(tài)監(jiān)控信號(hào)、臺(tái)站重要配電箱內(nèi)開(kāi)關(guān)狀態(tài)）、安防監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)（視頻監(jiān)控信號(hào)、紅外電子圍欄信號(hào)）、消防監(jiān)控信號(hào)（消防檢測(cè)與告警、消防噴灑監(jiān)控和控制信號(hào)）、綜合防雷系統(tǒng)監(jiān)控（雷擊監(jiān)測(cè)、SPD模塊狀態(tài)監(jiān)測(cè)、工頻接地電阻監(jiān)測(cè)）。這些傳輸需求相較現(xiàn)有的傳統(tǒng)有人值守臺(tái)站的傳輸需求來(lái)說(shuō)，需要傳送的總數(shù)據(jù)量大大增多，傳輸系統(tǒng)互聯(lián)的總帶寬變得更大，回傳數(shù)據(jù)的保障層級(jí)變多，不同層級(jí)的傳輸需求保障手段不一，這都需要我們對(duì)現(xiàn)有的傳輸系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造。

2 目前在用傳輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)有人值守通導(dǎo)臺(tái)站采用按需租用運(yùn)營(yíng)商的E1鏈路或者M(jìn)STP線(xiàn)路的方式組網(wǎng)，使用相應(yīng)的業(yè)務(wù)接入、業(yè)務(wù)落地設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的引接。這里以溫州空管站大羅山雷達(dá)站和樂(lè)清雷達(dá)站在用傳輸系統(tǒng)為例，對(duì)空管在用傳輸系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行梳理。目前兩個(gè)雷達(dá)站提供溫州空管管制現(xiàn)場(chǎng)使用的雷達(dá)信號(hào)和甚高頻信號(hào)均通過(guò)VANGUARD本地傳輸網(wǎng)引接。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓斠?jiàn)圖1。

兩個(gè)雷達(dá)站與本場(chǎng)間傳送的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)除了本場(chǎng)使用的雷達(dá)和甚高頻信號(hào)，還包括ADSB信號(hào)、提供上海區(qū)管使用的甚高頻遙控臺(tái)信號(hào)、安防監(jiān)控信號(hào)、辦公自動(dòng)化業(yè)務(wù)。大羅山、樂(lè)清雷達(dá)站至本場(chǎng)總計(jì)租用的運(yùn)營(yíng)商鏈路包括3條電信E1線(xiàn)路、4條電信2M帶寬MSTP線(xiàn)路、6條聯(lián)通E1線(xiàn)路、3條聯(lián)通2M帶寬MSTP線(xiàn)路。

在溫州龍灣機(jī)場(chǎng)范圍內(nèi)，溫州空管站目前建有溫州空管SDH光環(huán)網(wǎng)，作為溫州空管站數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)承載網(wǎng)，承接溫州空管站內(nèi)數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)鏈路的開(kāi)通和數(shù)據(jù)信號(hào)的引接等功能。全網(wǎng)基于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣ㄔO(shè)，總帶寬為622M，共由四個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，分別是新航管樓四樓主核心節(jié)點(diǎn)（華為OSN3500）、新塔臺(tái)節(jié)點(diǎn)（華為OSN1500）、行政樓節(jié)點(diǎn)（OSN1500）、氣象觀(guān)測(cè)樓節(jié)點(diǎn)（華為OSN1500），業(yè)務(wù)接入設(shè)備包括18臺(tái)華為S3700交換機(jī)，16臺(tái)H3C MSR3640路由器，其余還包括兩臺(tái)監(jiān)控服務(wù)器和兩套監(jiān)控終端。

3 傳輸系統(tǒng)改造的必要性

3.1 提升雷達(dá)站新增業(yè)務(wù)的開(kāi)通時(shí)效性和靈活性

當(dāng)前溫州VG本地傳輸網(wǎng)的接入路由器業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)承載能力已經(jīng)接近飽和，后續(xù)隨著溫州管制扇區(qū)西擴(kuò)、兩個(gè)雷達(dá)站的智能化改造運(yùn)行等需求，若要新增空管數(shù)據(jù)傳輸鏈路，就需要租用新的運(yùn)營(yíng)商專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)。每次新增運(yùn)營(yíng)商的專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)均需完成諸多申請(qǐng)審批流程，從設(shè)備保障部門(mén)提出需求到運(yùn)營(yíng)商專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)的落地費(fèi)時(shí)耗力，影響空管數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)開(kāi)通的時(shí)效性。若將兩個(gè)雷達(dá)站作為新增節(jié)點(diǎn)納入到溫州本地SDH光環(huán)網(wǎng)中，則雷達(dá)站新增數(shù)據(jù)鏈路時(shí)，無(wú)需再通過(guò)運(yùn)營(yíng)商，只需維護(hù)人員在SDH光環(huán)網(wǎng)內(nèi)自行開(kāi)通相應(yīng)類(lèi)型的傳輸鏈路即可，不僅時(shí)效性大大提升，業(yè)務(wù)部署的靈活性也增強(qiáng)了。屆時(shí)雷達(dá)站至本場(chǎng)的所有傳輸鏈路均可納入到溫州SDH光環(huán)網(wǎng)的統(tǒng)一監(jiān)控中，一旦發(fā)生鏈路中斷故障，相關(guān)通報(bào)和后續(xù)的故障點(diǎn)定位都能更加及時(shí)有效。

3.2 滿(mǎn)足智慧臺(tái)站建設(shè)需要的多業(yè)務(wù)傳輸需求

溫州樂(lè)清雷達(dá)站馬上要進(jìn)行原址的重建，重建后的樂(lè)清雷達(dá)站計(jì)劃施行無(wú)人臺(tái)站管理，勢(shì)必要進(jìn)行智慧臺(tái)站建設(shè)，同時(shí)大羅山雷達(dá)站后續(xù)也會(huì)進(jìn)行智慧臺(tái)站改建的工作。智慧臺(tái)站的實(shí)現(xiàn)，需要將臺(tái)站相關(guān)設(shè)備的所有運(yùn)行系統(tǒng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、輔助系統(tǒng)的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、機(jī)房動(dòng)環(huán)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)都引接到空管站內(nèi)監(jiān)控崗位值班的現(xiàn)場(chǎng)。通過(guò)在SDH光環(huán)網(wǎng)內(nèi)配置相應(yīng)的數(shù)據(jù)鏈路，匹配相應(yīng)的數(shù)據(jù)引接和落地設(shè)備，這些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)就可以靈活部署，滿(mǎn)足智慧臺(tái)站所需的多業(yè)務(wù)、大帶寬傳輸需求。

3.3 項(xiàng)目實(shí)施的性?xún)r(jià)比

項(xiàng)目實(shí)施后，只需支付兩個(gè)雷達(dá)站至本場(chǎng)航管樓節(jié)點(diǎn)的四條155M線(xiàn)路租用費(fèi)，其余租用的本地運(yùn)營(yíng)商專(zhuān)線(xiàn)鏈路可以陸續(xù)遷移至擴(kuò)容后的本地SDH光環(huán)網(wǎng)內(nèi)，后續(xù)如需在雷達(dá)站節(jié)點(diǎn)與本場(chǎng)節(jié)點(diǎn)間新增專(zhuān)線(xiàn)業(yè)務(wù)，也無(wú)需再付費(fèi)給運(yùn)營(yíng)商。基于兩個(gè)雷達(dá)站可預(yù)見(jiàn)的大量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)新增需求，改造現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比較為可觀(guān)。

4 傳輸系統(tǒng)改造實(shí)施

4.1 傳輸系統(tǒng)硬件改造及拓?fù)渥兏?/p>

本方案需新增兩套華為OSN1500B型設(shè)備，分別架設(shè)在大羅山雷達(dá)站和樂(lè)清雷達(dá)站作為溫州SDH光環(huán)網(wǎng)的次級(jí)節(jié)點(diǎn)設(shè)備，選用PCXLN單板（交叉、主控、光接口合一板）作為光接口板，并在該單板上選用STM-1光模塊。本場(chǎng)的航管樓OSN3500節(jié)點(diǎn)需要新增兩塊N3SLQ41光接口板，該光接口板通過(guò)選配不同的光模塊可實(shí)現(xiàn)STM-1/STM-4光信號(hào)的接收和發(fā)送，在本方案中選用STM-1光模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)STM-1光信號(hào)的接收和發(fā)送，同時(shí)為將來(lái)的擴(kuò)容預(yù)留空間。大羅山節(jié)點(diǎn)與本場(chǎng)航管樓節(jié)點(diǎn)分別租用電信和聯(lián)通155M光路各一條實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)互聯(lián)，樂(lè)清節(jié)點(diǎn)與本場(chǎng)航管樓節(jié)點(diǎn)也分別租用電信和聯(lián)通155M光路各一條實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元節(jié)點(diǎn)互聯(lián)。

擴(kuò)網(wǎng)改造后，溫州本地SDH光環(huán)網(wǎng)由六個(gè)節(jié)點(diǎn)組成，其中航管樓、行政樓、塔臺(tái)、觀(guān)測(cè)樓組成622M帶寬的環(huán)網(wǎng)，大羅山雷達(dá)站節(jié)點(diǎn)和樂(lè)清雷達(dá)站節(jié)點(diǎn)作為溫州SDH光環(huán)網(wǎng)的下掛節(jié)點(diǎn)，傳輸容量均為155M。改造完成后的溫州SDH光環(huán)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2所示。

本方案中使用的OSN1500B型設(shè)備作為華為NG-SDH系列化平臺(tái)設(shè)備的一員，業(yè)務(wù)槽位豐富，最多可支持12個(gè)業(yè)務(wù)槽位，單子架最大支持252路E1，同時(shí)支持FE、GE業(yè)務(wù)。具有優(yōu)越的可擴(kuò)展性，可以實(shí)現(xiàn)從STM-1/4（155M/622M）系統(tǒng)平滑升級(jí)到2.5G系統(tǒng)，為以后的系統(tǒng)升級(jí)改造提供空間。同時(shí)，它的主控、交叉、時(shí)鐘、支路、光口板等均支持熱備份，可靠性高，并且還提供完整的網(wǎng)絡(luò)層保護(hù)（提供TPS保護(hù)），IP網(wǎng)業(yè)務(wù)支持VLAN 隔離。當(dāng)擴(kuò)容組網(wǎng)完成后，新增的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)元以及互聯(lián)光路均可以納入已有的溫州SDH 光環(huán)網(wǎng)統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的統(tǒng)一實(shí)時(shí)監(jiān)控和維護(hù)。

4.2 重要空管數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)接入設(shè)備的空側(cè)鏈路保護(hù)

鑒于通導(dǎo)臺(tái)站的空管數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（雷達(dá)業(yè)務(wù)、甚高頻業(yè)務(wù)等）的重要性，對(duì)此類(lèi)業(yè)務(wù)考慮提供空側(cè)應(yīng)急鏈路保護(hù)。本方案選用華為的AR3260路由器作為此類(lèi)業(yè)務(wù)的接入路由器，選用兩塊2E1/T1-F單板分別提供的兩路E1中繼鏈路作為冗余的地側(cè)傳輸中繼線(xiàn)路，選用1LTE-Lt單板提供的LTE撥號(hào)專(zhuān)線(xiàn)鏈路（板卡支持LTE FDD/LTE TDD/TD-SCDMA/UMTS/EVDO協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并可向下兼容3G網(wǎng)絡(luò)）作為應(yīng)急保護(hù)鏈路。當(dāng)主備E1鏈路均發(fā)生故障時(shí)，數(shù)據(jù)流量可以及時(shí)切換到LTE應(yīng)急保護(hù)鏈路，從而增強(qiáng)重要空管數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的可靠性。同時(shí)，1LTE-Lt單板提供的LTE Cellular接口支持插入兩張SIM卡，一張SIM卡作為主SIM卡接入LTE網(wǎng)絡(luò)1，另一張SIM卡作為備份SIM卡接入LTE網(wǎng)絡(luò)2，這樣，當(dāng)主SIM卡費(fèi)用不足、發(fā)生故障、形成的LTE鏈路信號(hào)質(zhì)量差或者接入的LTE網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障導(dǎo)致?lián)芴?hào)失敗時(shí)，數(shù)據(jù)流量就自動(dòng)切換到備份SIM卡，進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的可靠性和生存性。通導(dǎo)臺(tái)站可以通過(guò)LTE鏈路與空管站本場(chǎng)建立VPN，如GRE、L2TP、IPSec VPN，以滿(mǎn)足此類(lèi)數(shù)據(jù)快速、安全、高效接入的需求。網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單拓?fù)湟?jiàn)圖3所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著空管通導(dǎo)臺(tái)站智能化、無(wú)人化的發(fā)展趨勢(shì)，作為臺(tái)站運(yùn)行基礎(chǔ)設(shè)施的傳輸系統(tǒng)勢(shì)必也要進(jìn)行相匹配的改造建設(shè)。本文針對(duì)溫州空管通導(dǎo)智慧臺(tái)站建設(shè)方案的特點(diǎn)，結(jié)合已有傳輸系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)擴(kuò)容和改造，為后續(xù)進(jìn)行的智慧臺(tái)站建設(shè)打下了基礎(chǔ)。

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