探究远程更换通信设备的方法

摘 要：广东沿海VHF通信系统站点多、距离远、故障后抢修时间长，不利于通信值守。本文旨在VHF通信系统远端站点的运维中，探讨远程更换通信设备，实现快速恢复通信，减少故障时间的方法。

关键词：VHF 通信系统 远程更换设备

1.引言

广州海岸电台是我国华南最大的海岸电台，开放多个种类的通信业务，为船舶的安全生产提供服务。用于开放甚高频通信业务的广东沿海甚高频（VHF）安全通信系统的广州分中心即设于此。该系统设有多个通信基站，大部分基站设在沿海偏僻山区或海岛上，距离远，交通不便，有些基站与大陆之间几天都没有航船前往，给运行维护带来极大的不便。主设备发生故障后，需人工前往抢修，往往会耽误系统抢修时间，不利于船舶航行安全。

基于多年的实践，笔者认为，在各个VHF基站增设1台备用收发信机，当站点任意频道收发信机故障时，可在控制中心人工远程启用备用设备替代故障设备，第一时间恢复通信，然后派人到站点检修。这样可大大减少系统故障的时间，保障通信业务的可靠运行。下面介绍三种远程更换通信设备的方法。

2.远程更换通信设备的方法

2.1拓展现有系统功能

在VHF通信系统中，各站点收发信机的线路连接及控制主要由MODEM机柜及JRX-9100数字交换机共同完成。

MODEM机柜由27块Modem卡CNM-299V控制广州分中心的8个VHF站点的27台收发信机。CNM-299V将来自音频交换矩阵JR X-9100的语音信号和PTT信号一起调制成4线音频信号，送往各站点收发信机；将来自各站点收发信机的4线音频信号解调成语音信号和PTT信号送到JRX-9100数字交换机。

JRX-9100数字交换机是用于交换任何音频信号和PTT信号的通用数字交换机，用于无线电台的小型到大型控制中心。其交换能力为448通道，每通道包括4线音频和PTT信号。目前广州分中心通过7块CMH-2 551音频/ P C M变换模块和5块CMH-2552 PTT/PCM变换模块，共用112个音频通道及80个PTT通道。JRX-9100数字交换机各通道可通过编程设置成有线、无线、或座席等，然后通过MySQL数据库进行配置和控制进行音频及PTT的交换，数据库对外完全开放，因此系统可根据数据库的设置灵活使用JRX- 9100的通道。

由此可见，要实现快速远程更换收发信机，可扩展目前控制分中心的硬件设备。具体做法是：在MODEM机柜加装8块M o d e m卡C N M -299V，与各站点加装的备用收发信机分别对应，并在JRX-9100数字交换机加装1块CMH-2551音频/PCM变换模块和1块CMH-2552 PTT/ PCM变换模块，把对应的4线音频和PTT信号通过Modem卡CNM-299V连接各站点备用收发信机。再通过设置MySQL数据库设置各新增收发信机通道即可。这样，当各站点的任何一台收发信机发生故障时，系统可经过JRX-9100数字交换机自动切换到备用的收发信机，并自动转换到相应的工作频道上。

2.2搭建智能信息传输网络

PCM（脉冲编码调制）是把模拟信号经过抽样、量化、编码把连续的模拟信号转换为离散的二进制数字信号传输。E1是PCM的一次群速率标准，按照每秒8000帧的频率进行抽样，同时复用32路时隙，每路64kbps的带宽。

PCM设备是把模拟信号经过脉冲编码调制编译成64kbit/s数字信号，然后再把30路编译后的信号复接成2Mbit/s的多路复接设备。在发送端，利用时分复用技术将传输信号的时间进行分割，使不同的信号在不同时间内传送，即将整个传输时间分为32个时间间隔（称为时隙），每一个时隙被一路信号占用，其中第0时隙和第16时隙用于传输帧同步序列和控制信令，其余30个时隙则用来传输业务信息，通过在时间上交叉发送来实现一条线路传送多路信号。在接收端再经过PCM设备分解成多路模拟信号。

在应用中，各站点收发信机音频信号接入远端PCM设备各路接口，信号编译成数字信号，再依次由各路接口相应的时隙传输到局端，在局端再把各路信号依次还原，反之亦然。在一般PCM中，远端PCM设备与局端PCM设备接口都一一对应，各接口信号在E1中的时隙顺序固定，远端从哪个端口进则局端也在哪个端口出，故收发信机的音频信号传回局端一般都是固定的接口，当远端收发信机或者PCM相应的通道有故障时，该设备就与控制中心失去了联系，业务随之中断。

由此可以看出，若能够改变各接口信号在E1时隙的位置，就相当于更改了远端PCM与局端PCM的对应关系，局端1个接口从对应远端1个接口变成了对应多个接口的可能，从而实现组网的灵活性。为此，可更换智能PCM，搭建一个网管系统，通过网管软件，维护人员能远程更改远端PCM各接口板卡与E1的时隙交叉，从而改变远端PCM与局端PCM的接口对应关系。应用上把备用收发信机接到远端PCM的备用接口上，当任意一路主用收发信机输入有问题时，用网管软件更改时隙的方式远程切换到备用接口上，实现收发信设备的远程更换。

2.3加装线路切换器

线路切换器是保护用户线路一款倒换设备，提供30路音频线路的主备切换，当主用线路发生故障时，接收人工输入切换命令后自动切换到备用线路。切换命令直接用网管软件通过TCP/IP进行远程操作，控制倒换时，可用软件设置倒换具体第几路，一次倒换几路或全倒换。

在应用中，把VHF站点PCM的接口连接线路切换器的用户端，几台主用收发信机分别连接线路切换器的主用端，1台备用收发信机并接在线路切换器的备用端上。当任意一台主用收发信机故障时，操作中控台的集中监控系统将VHF站点故障收发信机的线路切换到备用收发信机接口上，从而实现设备的远程更换。

3.三种更换通信设备的方法对比

方法1的优点是能够实现系统的有机整合，与原有系统实现无缝对接，远端站点收发信机故障时软件能自动启用备用设备，无需人工操作，远程更改设备最为灵活，可扩展性强，扩展后多余的通道方便其他业务的接入。缺点是由于系统建设时没有考虑足够的冗余，现有交换机通道接口已基本用完，拓展时除加装Modem卡CNM-299V，CMH-2551音频/PCM变换模块和CMH-2552 PTT/PCM变换模块外，还要加装相关的辅助接口板卡及机框，且全部设备需向原厂家订做，价格较为昂贵，安装也较为复杂。

方法2的优点是可实现PCM传输网络的集中管理，更换设备比较灵活，安装较为简单，价格也比较适中。缺点是远程更换设备需要人工干预，操作相对复杂，要求值班员在操作中不得有半点失误，否则就会使整个站点的信号发生混乱，影响业务的正常值守。同时该方法在安装、调试的过程中，将使通信暂时中断。

方法3是三种方法中最为简单的，设备安装容易，值班员远程更改设备操作简明，资金投入需求小。缺点是灵活性不如前两种方法，原因是每个站点有多台收发信机，而故障的收发信机不确定，备用设备只有一台，需要把备用设备的音频接口并接在所有收发信机的备用线路上，对安装技术要求较高，同时该方法安装过程也需要暂时中断通信业务。

4.结语

VHF通信因其频带宽、抗噪强、安装方便等特点，在通信领域中得到广泛应用，如AIS系统和VTS系统等均采用VHF通信传输信息。由于站点分散，维护困难。采用远程更换通信设备的方式，改变原有的人工到现场的传统维护模式，能有效减少站点故障后的抢修时间，保证站点通信第一时间得到恢复，对保障航海安全通信有积极的作用。本文所述方法具备良好的可推广性，对其他海岸电台及海事局同样适用。

参考文献：

[1]JRC VHF系统机务培训手册.

[2]王福昌，屈代明.通信原理第2版.清华大学出版社，2015.