基于FA16网络的雷达信号传输质量的研究

　　0 引 言

　　随着近年来网络通信技术的发展，中国民用航空中南地区空中交通管理局采用华为公司的HONET 接入网FA16 型设备，建立了一个以广州为核心节点，涵盖中南六省，立足中南辐射全国的FA16 网络，实现了雷达信息的联网，为空管调度指挥提供了一个安全高效、灵活多样的多业务通信专网。

　　FA16 系统的子速率数据接口板，具有直接将多路低速数据复用成1 路64 Kb/s 信号进行传输的功能，可提供五路同步或三路异步子速率数据接口，对于空管调度指挥专网中速率较低的雷达信号能实现良好的支持，因此获得了广泛的应用。

　　本文对子速率数据接口板的日常维护经验进行总结。

　　1 常见故障

　　目前FA16 系统的子速率数据接口板的最主要业务就是雷达信号，根据日常的运行维护中遇到的各种故障情况进行统计发现，影响雷达信号的传输质量的因素主要有以下几种：

　　（1）雷达源信号质量问题；

　　（2）FA16 系统的2M 干线质量问题导致子速率数据接口板出现“X.50 协议帧失步”告警，造成雷达信号不稳；

　　（3）子速率数据接口板硬件故障造成半永久连接中断，从而造成雷达信号中断；

　　（4）雷达自动化处理系统的雷达信号协议转换器故障。

　　对上述四种常见的故障情况进行统计和分析的结果表明，影响雷达信号传输质量的最常见的故障情况是第二项，即子速率数据接口板出现“X.50 协议帧失步”告警，雷达信号传输质量受到影响有90% 以上是由于这一故障造成的。笔者就这一问题与华为公司的工程师进行了沟通，其反馈意见是子速率数据接口板出现“X.50 协议帧失步”告警，主要是由于FA16系统的2M 干线质量问题（PCM 帧失步）所导致。因此，可以说明，造成这一故障的原因有三个，分别为：

　　（1）FA16 系统的2M 干线的帧失步；

　　（2）由于2M 干线的帧失步而造成FA16 系统子速率数据接口板的帧失步；

　　（3）由于FA16 系统子速率数据接口板的帧失步而造成雷达信号不稳。

　　上述三个原因，分别属于雷达信号传输的不同阶段，每个阶段的传输质量都有各自的最低质量阈值，任何一个阶段的传输质量如果低于最低质量阈值的话，都会影响雷达信号的传输质量。因此，必须分别对这三个原因的最低质量阈值进行研究，以确定三者之间的逻辑关系，并最终找出影响雷达信号传输质量的根源。

　　2 阈值分析

　　2.1 FA16 系统2M 干线的最低质量阈值

　　首先考虑FA16 系统2M 干线的帧失步。所谓帧失步，是指在同步状态时帧头出现不可纠正的错误而造成链路失步。由于目前FA16 网络的干线都是租用电信运营商的2M 链路，即都是以SDH 组成的光纤网络所提供的光纤线路，因此可以从电信运营商的SDH 光纤网络的层面来考虑帧失步的原因。主要有如下原因：

　　（1）SDH 网络的对端未送同步码，可能是编码盘不正常；

　　（2）线路传输质量太差，即误码率太大；

　　（3）SDH 网络的本盘时钟提取电路的故障或设备时钟选择不当；

　　（4）SDH 网络的支路盘的故障。

　　所以，从理论上而言，只要要求电信运营商加强线路质量的保障，就能避免由于所租用的2M 干线的帧失步而影响雷达信号传输质量，从而减少雷达信号不稳的故障因素。但是，电信运营商提供的2M 干线，有自己的线路质量标准，而在日常运行维护工作中经常出现，当FA16 系统网管的实时运行信息出现“X.50 协议帧失步”告警时，所租用的电信运营商的2M 干线却不会产生告警。因此，可以得到以下结论：电信运营商的2M 线路的最低质量阈值高于FA16 系统子速率数据接口板的最低质量阈值，即：

　　LSRX ≤ L2M

　　经过对SDH 复接器的帧同步性能进行研究发现，在复接器进入帧失步状态后，一旦从输入码流中检出n 比特同步码组，立即进入预同步状态，并对分接器的定时系统置初始相位，经过随后α -1帧连续校核。若在该位置上连续检出同步码组，进入同步状态；在同步状态，若连续β 帧丢失同步码组，则进入失步状态，重新开始搜捕过程。帧同步系统的性能主要就是由同步码组长度n、校核计数长度α 和保护计数长度β 决定的[1].根据文献[2] 和文献[3] 的研究结论，衡量帧同步系统性能的两个重要参数是帧同步平均持续时间和帧失步平均持续时间。帧同步平均持续时间TH 是指从确认同步起到确认失步时刻止的平均时间，其表达式为：

　　帧失步平均持续时间是指从确认失步到重新获得同步的平均时间，失帧可以分为伪失帧和真失帧。伪失帧是指系统未发生失帧，由于误码使帧同步电路判断失误；真失帧是指系统确实发生了帧失步，例如滑动所产生的帧失步。伪失帧的帧失步平均持续时间TLF 和真失帧的帧失步平均持续时间TLT 的表达式如下：

式中，TS 表示STM-N 的帧周期125μs ;L