基于1.8G无线专网甚高频传输的可行性分析

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年3月7期   作者:王栋坤
[导读] 萧山机场三期建设如火如荼,浙江空管分局的各类地面传输网络都受到了很大的威胁,特别是甚高频设备大多安装在机场周边台站里
        王栋坤
        民航浙江空管分局    浙江  杭州   310000
        引言
萧山机场三期建设如火如荼,浙江空管分局的各类地面传输网络都受到了很大的威胁,特别是甚高频设备大多安装在机场周边台站里,需要通过地面传输到分局,影响尤其大。如何保障甚高频业务传输的畅通,对于空管管制运行具有重大意义。通过对1.8G无线专网的基站布局、基站覆盖范围、传输速率、终端数据接入设备的分析,结合红山雷达站甚高频业务传输的拓扑探讨,经对传输设备的改造,得出基于1.8G无线专网进行甚高频传输是完全可行的。
一、背景
        2020年底,浙江空管分局建设完成1.8G无线专网,目前1.8G无线专网用户已达100余户,承载了车辆定位、协同放行、地面运行调度等多种数据。结合目前机场建设的实际情况,1.8G专网高带宽、低延时特点,是否可以作为甚高频地面传输的备份路由,值得我们去进行可行性分析。
二、甚高频传输现状
        甚高频业务是民航空管通信中最重要的业务之一,作为辅助雷达管制的必要辅助手段,管制员通过甚高频通信,对飞机进行语音指挥。分局在本场有多个甚高频台站,各甚高频台站主要通过地面传输来进行,目前因为萧山机场三期施工都是大工地,所有的传输路由都处于被挖断的威胁中,风险很大。下面以红山雷达甚高频站为例,简单介绍一下分局甚高频传输现状。红山雷达甚高频站位于萧山机场西北方向,具体甚高频拓扑如下图:
        
        从上图我们可以看出,红山雷达甚高频设备传输虽然有两条不同的光纤路由到分局航管楼,但是都是通过光纤传输,目前萧山机场T4航站楼建设正如火如荼,到处都在施工,影响红山雷达甚高频传输的两条不同路由的光纤,一旦施工挖到甚高频传输的光纤,可能导致甚高频传输中断,进而影响管制指挥。
三、1.8G无线专网现状
        结合针对萧山机场的应用需求、用户数量和覆盖范围,分局建设的1.8G无线专网是基于TD-LTE技术的机场无线调度专网系统,频段为1800MHz-1805 MHz,带宽5MHz。
3.1基站布局
        根据萧山机场的覆盖要求以及单站的容量估算,分局1.8G无线专网的基站目前共有三个。航管楼塔台和新二次雷达站的基站主要是为室外用户服务,机场信息大楼4楼基站主要是为室内用户服务。
3.2覆盖范围
        根据分局1.8G无线专网的技术参数,以及实际实地测试,根据覆盖算法,得出1800MHz频段的专网无线覆盖范围如下表:

3.3传输速率
        TD-LTE移动通信系统在20M的带宽内能实现下行100Mbps,上行50Mbps的系统峰值速率,目前机场公司配备了数据终端设备CPE设备,实测实时数据传输至少可以达到3-5Mb/s。
3.4终端设备
        TD-LTE宽带数字集群系统的终端设备主要有手持终端、车载终端及数据终端等,能实现集群、视频、数据功能。其中数据终端包含Pad、CPE数据终端、USB上网卡,便携WiFi设备等,可作为数据传输设备和信号转换设备等。
四、可行性分析
        萧山机场三期建设持续进行,如何保障甚高频传输的畅通,对于空管管制运行具有重大意义。鉴于分局已经建设完成1.8G无线专网,是否能够利用此资源,更好的保障甚高频传输,需要我们进行探讨和分析。下面还是以红山雷达站甚高频设备传输作为具体例子来进行可行性分析。
        从上文中,我们可以看到目前1.8G无线专网有三个基站,其中针对室外设备的有航管楼塔台和新二次雷达站两个基站,我们红山雷达站分别离航管楼塔台和新二次雷达站直线距离约2.9km和4.3km,其中塔台高度为70多米,红山高度100多米,中间完全没有建筑物遮挡,按照局1.8G无线专网的技术参数,以及实际测试,4.6km以内1.8G无线专网数据传输都没有问题,红山雷达站到航管楼塔台直线距离2.9km明显也在此范围内。
        1.8G无线专网传输数据设备是CPE数据终端,CPE数据终端有网口接入和wifi接入两种接入方式,甚高频传输业务可以通过网口接入到1.8G无线专网中。目前红山传输设备PCM中继带宽2M,且红山雷达站12信道甚高频,每个信道传输带宽为64k,正常情况最多1M带宽肯定可以满足,所以一对CPE数据终端就可以满足甚高频传输的需求。那怎么把甚高频信号接入到CPE数据终端进而连接到1.8G无线专网,就是我们最后要解决的问题。
        从红山甚高频传输图上可以看出,目前红山雷达站甚高频传输设备是PCM设备,中继是E1端口,经过线路切换器后分别通过光环网设备和光端机到航管楼,最后从光环网设备和光端机设备出来进入分局内话系统。甚高频传输业务要接入1.8G无线专网,需要对传输网络拓扑进行改造。目前的点对点光端机是E1直接转为光纤传输,没有wifi或者网线输出,需要我们对这一对光端机进行改造,更换具有wifi或者网线输出功能的光端机。同时新增一对CPE数据终端设备,改造后的光端机一路接光纤,一路接网线至CPE数据终端,CPE数据终端通过1.8G无线专网至航管楼,并通过航管楼的CPE数据终端接入光端机,最终进入内话系统。同时需要我们在这对光端机上做好路由配置,这样一旦光纤被挖断,甚高频传输直接无缝切换至1.8G无线专网,不影响甚高频业务的正常通信。具体红山甚高频传输改造图如下:
        

总结
        通过对分局甚高频传输以及1.8G无线专网介绍,以及对1.8G无线专网的基站布局、基站覆盖范围、传输速率、终端数据接入设备的分析,结合红山雷达站甚高频业务传输的拓扑探讨,只要对红山雷达站甚高频传输设备进行改造,就能为红山雷达站甚高频业务提供1.8G无线传输,基于1.8G无线专网进行甚高频传输是完全可行的。在当前萧山机场建设全面铺开、严重威胁地面传输的情况下,1.8G无线专网可以作为地面传输的补充,一旦地面传输中断,可以作为应急备份提供甚高频传输服务。但是如何保证1.8G无线专网甚高频传输的稳定性和安全性有待我们进一步进行考证和研究。
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