光纤数字通信解决导航设备监控方案探讨

摘 要：近年随着光缆通信技术的快速发展和应用，彻底解决了民用航空导航台站监控传输问题，提高了民航飞行安全保障能力。

关键词：光纤数字通信；导航设备；监控

Abstract: In recent years, along with the optical fiber communication technology rapid development and its application, completely solve the civil aviation navigation station monitoring transmission problems, improve the ability of flight safety in civil aviation security.

Key words: optical fiber digital communication navigation equipment; monitoring;

中图分类号： U285.16 文献标识码：A

引言

西宁机场建于1991年，各导航台站通信使用加粗线径的特制通信电缆，投用后电缆电气性能参数变差，陆续出现了导航台站通信故障或中断问题，通信电缆传输方式无法实现对导航设备的监控，给民航飞行安全造成隐患。近年随着光缆通信技术的快速发展，可以彻底解决导航台监控问题。

1、导航台设备遥控的要求

导航台站在民航安全飞行活动中起着至关重要的作用，重要的导航设备直接影响机场的最低运行标准。为保证飞行安全，导航设备必须不间断正常运行，一旦出现导航设备故障必须及时发现、进行处理并及时报告上级主管部门。导航台站分布在机场四周，通常采用无人值守方式，场外导航台站由附近住户看守，监控中心对各台站的运行情况进行实时监控。民航行业标准要求导航设备必须具备遥控功能，遥控器有相应的显示、控制功能，导航设备故障及遥控线路中断时遥控器能发出声音报警，目前民航行业各导航设备也都配置实用电缆通信模式的遥控器及接口。

2、电缆和光缆通信的特点

导航台站监控可以使用有线通信和无线通信两种方式。有线通信顾名思义就是连接有线路，通过电线导线将信号输送传达到另一个通信接受终端,能够保证信号的稳定传输。而无线通信的最大不同点就是没有连接线，其信号主要通过发射塔之间进行传递，而不需要导线的信号波导。由于无线信号通信设备的大幅增加，促使无线的电磁波互相穿插，造成辐射污染相互干扰问题，因此导航台站监控通常采用有线通信。导航台站有线通信主要使用全塑电缆或光缆, 近年随着光缆通信技术的快速发展，光缆通信在导航台监控业务中已广泛使用。

2.1 通信电缆的特点

通信电缆其构造包含铜芯线、绝缘层、屏蔽护套和外护层等，为减少串音和干扰，电缆芯线是将多对由两根相同线质、相同线径、相互绝缘的芯线相互扭绞组合而成，目前国内市话通信线路主要采用全塑电缆。

2.1.1通信电缆的特点

西宁机场建于1991年，各导航台站通信使用加粗线径的特制通信电缆，投用后电缆电气性能参数变差，陆续出现了导航台站通信故障或中断问题，期间于2007年进行了通信电缆更新改造，至目前已出现问题。

2.1.2通信电缆的主要故障分析

通信电缆在使用中会出现的主要故障包括芯线由于绝缘层损坏相互接触称为混线、电缆芯线绝缘层损坏碰触屏蔽层称为地气、电缆芯线一根或数根断线及绝缘电阻下降的绝缘不良等故障，主要原因是电缆及接头受过强拉力或受外力磕、碰、砸等损坏使芯线绝缘层、护套受伤，不慎使芯线断裂、受外力损伤，接头在封焊前驱潮处理不够、或因电缆受伤浸水、或充气充入潮气等原因造成芯线绝缘长期下降所致，上述故障都可能造成通信质量下降甚至中断。

2.2 光纤通信的特点

2.2.1光纤通信的特点及优势

光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。其原理是在发送端用传送的电信号调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤经过光的全反射原理传送；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号。光缆由支架结构固定许多根光纤，再加防水层、加强筋、护套等包裹构成。

与电缆通信方式相比，光纤通信的优势包括传输频带宽，通信容量大；衰减小，传输距离远；串扰小，信号传输质量高；光纤抗电磁干扰，保密性好；光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；耐化学腐蚀；光纤是石英玻璃拉制成形，原材料来源丰富，价格相对较低。光纤通信同时具有光纤弯曲半径不宜过小，施工中易损伤线； 光纤的切断和连接操作技术复杂，需专用工具盒工具；分路、耦合麻烦等缺点；由于光纤通信具有以上的独特优点，其不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在通信控制系统中，进行监测、控制。

3、导航台监控光纤传输解决方案

导航台通信需实现导航设备工作状态数据、其它附属设备数据、电话语音、以太网（LAN）等数据传输,在监控中心的值班人员可以随时掌握设备运行状态及机房环境情况。由于电信号在电缆线路产生损耗，用于导航设备监视的通信电缆需特殊定制，但是对于与导航监控中心距离太远的导航台无法使用通信电缆实现遥控功能，其次通信电缆绝缘层受损导致的地气及绝缘不良等故障，经常出现导航台监控功能失效的故障。导航台站监控通信链路全程可采用光纤数字设备，传输导航设备遥控数据、自动电话接入业务和计算机监控数据，实现了对所有导航台站的远程集中管理，大大提高设备管理的实时性、有效性，及时发现和处理导航设备故障。

导航设备运行状态数据传输通常基于电缆传输设计，两端配置基带调制解调器，综合业务接入光端机的标准模拟二线音频信道能够实现上述接口匹配，可实现光传输方式导航设备监控数据传输，具有极性翻转和来电显示功能的普通电话接口或公务电话接口可解决电话通信，异步RS232、RS485及V35接口可用于传输其它附属设备数据，标准的E1传输通道级联PCM设备，可根据实际需求对所有用户接口进行数量扩充或增加其它用户接口。导航台监控数据传输使用的光端机性能应满足信息产业部YD/T 1016-1999《接入网用PDH光端机技术条件》的要求，通常情况下光端机需要的接口包括1路光接口、4路E1接口、4路2线音频接口、2路FXO/FXS接口和1路以太网接口。光接口可选用光收发一体化双纤模块或单纤模块，传输距离可达80公里，可使用的多模或单模光纤，线路传输速率150Mb/s；E1接口的码型为HDB3，速率2048Kb/s，阻抗非平衡75，镀金同轴连接器；音频接口（2线）阻抗为600，反射损耗大于20dB，空闲通路杂音小于 -65dBm，串音小于-67dBm；FXO、FXS接口音频范围300Hz至3400Hz，压缩率为ITU G.711中A律，环路电流25mA/路。

4、结束语

光纤数字传输设备整机具有集成度高，结构简单，性能可靠，灵活方便。使用中可以免调试、免维护，保证长期稳定工作,具有完善的工作/告警显示及E1接口环回配置功能，可实时监控本地及远端设备的工作/告警状态，方便调试及故障检测。使用光纤数字传输方式监控导航设备在西宁机场二期工程中使用效果良好,通信传输稳定可靠。新建的乐都全相信标台的光缆通信线路长达70公里, 光纤数字传输方式完全解决了该台站的通信和监控业务，提升了机场的保障能力。

参考文献：

[1] 陈昌海.通信电缆线路[Ｍ].北京：人民邮电出版社，2007：8-16

[2] 方志豪.光纤通信原理及应用[Ｍ].北京：电子工业出版社，2008：12-19

[3] YD/T 1016-1999《接入网用PDH光端机技术条件》[S]