双环网链路在重庆机场导航台业务传输中的应用研究

双环网链路 在重庆机场导航台业务传输中的应用研究

唐霞 付晶

重庆江北国际机场有限公司航务管理部，重庆， 401120

摘要：为搭建传输导航台设备遥控信息、设备状态信息、台站视频、台站温湿度及供电等信息的高效、可靠链路，以重庆江北国际机场导航台为例，通过对江北机场导航台分布现状、业务需求分析、原有链路分析，从硬件选择，光纤组网，网管配置及日常运维方面完成双环网链路的搭建。分析了双环网链路相比单环网链路的优势，总结了双环网链路在重庆机场实际运行的情况，为其他机场类似业务传输提供借鉴。

关键词：导航台、双环网、传输、链路

0引言

在整个飞行过程中，相较而言着陆是非常重要的阶段，引发安全事故的情况多半发生在飞机着陆过程中，因而精密进近引导系统即仪表着陆系统的工作状态是否正常显得尤为重要^[1]。一套仪表着陆系统（简称：盲降）由航向设备（LOC），下滑设备（GP）及指点标设备（MB）或测距仪设备(DME)构成。重庆江北国际机场目前共有三条跑道，每条跑道均配套建设了4个导航台站。这些导航台分布在机坪内不同的位置。导航台内安装有不同型号，不同厂商的导航设备，这些设备为降落飞机提供导航信号。导航设备的遥控终端均统一安装在重庆机场航务管理部一楼监控中心，导航台与监控中心之间需要构成通讯连接，以传递设备遥控信号。同时为保障台站温湿度、供电可靠，江北机场建设了集中监控系统，主要传输设备状态信息、台站视频、台站温湿度及供电信息等。为确保导航设备双路监控，江北机场在原有导航设备遥控盒的基础上，还独立建设了基于串口-网络协转的盲降软件监控。因而如何高效、安全传输上述所有信号是研究的重点。

1传输业务现状分析

1.1各台站传输业务需求

以重庆江北机场二跑道为例，各个导航台站需要传输的业务如表1所示。

表1：各台站传输业务需求

1.2现有传输链路现状

2012年，重庆江北国际机场迈入双跑道时代，为有效传输仪表着陆系统监控信号，江北机场建设了一套155M的光纤传输网络。截至到目前，该传输网络的带宽已经不能满足每个导航台三个高清摄像头实时数据传输的需要。同时因为电子元器件的老化，业务传输不稳定，经常出现盲降遥控信号中断的现象，若监控中心无法监控在用导航设备的工作状态，则会影响机场运行。因而急需建设一套安全、高效、稳定传输链路。

2 整体功能需求

重庆江北机场一跑道的南航向、南下滑、北下滑、北航向与监控室组成系统一，江北机场二跑道的南航向、南下滑、北下滑、北航向与监控室组成系统二，一跑道与二跑道相互独立互不影响。

为提高传输资源利用率，切实保障机场内各传输业务的稳定、安全、保密，所建设光传输网络带宽至少为622M,同时应为双路环形光纤传输网络，网络具备断纤自愈保护功能^[2]。

监控室与每条跑道的四个站点（南航向、南下滑、北下滑、北航向）均形成双环网（内环和外环）传输，已保证核心业务导航设备的遥控信号能自动切换内环和外环。

3 双环网链路在重庆机场的实施

3.1系统硬件选择

为满足总体需求，综合考虑设备性价比，本次在一跑道与二跑道各个远端站（共8个导航台）均安装1套广州银讯公司的ZMUX-1102光传输设备与1套ZMUX-4102综合业务接入设备。ZMUX-1102 SDH光传输设备采用19英寸机箱插卡式设计，设备板卡类型丰富，可以满足各种方式的组网需求，可以组成链型、星型、环形和相切环等多种复杂网络拓扑。设备通过网管系统完成系统所有板卡、所有接口的任意交叉连接，可将任意业务板交叉到任意光板或E1板进行传输，操作简单灵活，可支持多台设备级联，满足大容量交叉及大容量业务传输。可提供17个板卡插槽，其中2个电源板专用槽、2个主控板专用槽、1个测试板专用槽、12个业务板通用槽，可支持双电源1+1备份、双主控1+1备份、多条链路自动保护、电话话路测试、设备电源监控，网管集中监控功能。

ZMUX-4102是一款多业务接入与传输平台，可基于IP专线、E1线路、光纤、卫星IP、微波、无线4G等通道，满足电话、音频、低速率数据等窄带业务与宽带数据业务的统一接入、汇聚、交换、传输和管理要求，适用于目前IP化传输网络发展趋势。

3.2 系统组网结构

江北机场一、二跑道8个导航台各安装1套ZMUX-1102光传输设备与1套ZMUX-4102综合业务接入设备。ZMUX-4102设备提供电话、盲降接口、DME测距接口、DME状态指示灯接口和用户终端设备对接，将多路业务信号复成E1信号，通过E1电缆连接到ZMUX-1102。ZMUX-1102设备提供4路STM-4光接口（2路接入A环，2路接入B环），满足A环与B环两套光自愈环网保护功能，通过光纤与就近远端站ZMUX-1102设备对接，最终实现远端业务传送到局端站。双环网光纤连接示意图如图1所示。

图1：二跑道双环网光纤连接示意图

局端监控中心安装2套ZMUX-1104光传输设备与2套ZMUX-4102综合业务接入设备，2套ZMUX-1104设备均提供4路STM-4光接口（2路接入A环，2路接入B环），满足A环与B环两套光自愈环网保护功能，通过光纤与一跑道、二跑道的南、北航向台ZMUX-1102设备对接。2套ZMUX-4102设备分别对应一跑道与二跑道远端站ZMUX-4102设备，提供电话、盲降接口、DME测距接口、DME状态指示灯接口和用户终端设备对接，最终实现远端与局端导航业务远程通信传输功能。系统整体结构如图2所示（二跑道为例）。

图2：系统整体结构框图（二跑道）

因一跑道02L为Ⅱ类仪表着陆系统，航向信标配套安装有远场监控器，一跑道北航向到南航向之间需要传输2路盲降232信号，通过配置ZMUX-1102设备，提供1路北航向到南航向的E1通道，再通过北航向与南航向的ZMUX-4102设备，将北航向的2路盲降232信号接入及传输到南航向。

3.3 系统网管软件配置

3.3.1全网集中监控

通过网管软件配置，可实现ZMUX系列设备的集中监控功能。可监控全网SDH与PCM设备状态，SDH光纤链路状态，PCM E1链路状态。双环网拓扑图如图3所示。

图3：双环网拓扑图

3.3.2网管功能与日常运维

（1）光链路接口误码监测

实时监测全网SDH光传输设备的所有光链路接口误码统计数，迅速定位SDH设备或传输光缆故障，减少故障修复时间，有效提高运维效率。若光链路接口接收到的光信号存在信号丢失，误码统计数将不断增加。此时，可将误码的光口收与发自环（短路），观察网管平台光口误码统计数是否增加。若误码率不增加，可判断SDH设备光口正常；若误码率增加，可判断SDH设备光口故障。若SDH设备光口正常，可将传输光缆自环，如下图4所示。若误码率增加，可判断中间传输光缆故障。

图4：传输光缆自环

（2）光链路接口连接路由检测

通过网管平台，检测全网SDH设备的光链路接口连接路由，有助于故障排查，减少运维压力。通过网管平台，对北航向SDH设备的X1槽OLT-1光口插入“aaaaaa0001”文本内容，并往外发送。在网管平台查询到，北下滑SDH设备X1槽OLT-2光口接收到“aaaaaa0001”接收到文本内容。则说明：北航向SDH设备的X1槽OLT-1光口与北下滑SDH设备X1槽OLT-2光口是对应连接。

（3）E1接口与以太网接口通讯状态监测

通过网管平台，可实时监测E1接口与以太网接口是否正常连接，E1接口误码统计数，及端到端的以太网接口通讯是否正常。

4双环网链路对比单环网所具有的优势

4.1双自愈环保护功能

ZMUX-1100系列的SDH光传输设备支持两个相互独立的光环网传输路由，任意一个环网的某一段光缆故障，设备业务信号自动切换到另一个方向传输，保障导航数据的高可靠性传输。

与传统的单自愈环网双方向保护相比，双自愈环提供四方向保护功能，冗余保护能力提高，每个站点用户业务通过双环四向保护传输到监控中心，示意图如图5所示。

图5：双自愈环与单自愈环功能对比示意图

当光纤恢复正常后，SDH光传输设备自动恢复为正常情况，设备自愈保护功能全由系统自动进行，不需要人工操作，保证重要的导航数据高可靠性传输^[3]。

4.2双环网E1链路的无损伤切换

ZMUX-4102设备支持双E1链路1+1无损伤切换功能，每个远端站ZMUX-1102设备提供两条E1链路到监控中心（A环与B环各提供一路）。

ZMUX-4102设备将接入的用户信号，复用成2路冗余保护E1信号，接入到ZMUX-1102设备提供两条E1链路，实现双环网E1链路的无损伤切换，四个链路方向保护（A环双向与B环双向），保障盲降重要业务高安全可靠性传输。

当A环主用E1故障时（A环双向均故障），设备自动切换到B环备用E1进行传输；当主用E1恢复正常后（A环任意一个方向传输正常），设备自动切换回主用E1传输；切换过程业务传输不中断，保障用户重要业务可靠性传输。如下图6所示：

图6：双环网E1链路无损切换示意图

5结论

重庆江北国际机场双环网光纤链路的实施，极大有效降低了因光纤质量或者线路老化等问题带来的盲降遥控短暂中断次数。随着每个台站台站内高清摄像头的普及，升级为622兆环网后解决了原视频监控操作过程中的卡顿现象。同时，每个台站均预留了两路网络接口，可分别供集中监控系统及盲降软件监控系统使用。大幅增强了导航台中的设备遥控信息、设备状态信息、台站视频、台站温湿度及供电等信息的高效、可靠传输。为提升江北机场运行品质化做出一定的贡献。

参考文献：

[1] 罗航.SDH光传输环网在民航安全生产保障中的探究[J].信息通信.2019(01):191-192

[2] 张运峤.基于SDH的民航系统业务的组网设计[D].大连:大连理工大学,2019:10-13

[3] 王强.温州空管智慧台站的传输系统改造方案[J].科技创新与应用.2019(19):124-126