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微波通信在民航通导专业的应用前景

当前,利用微波传输替代C 网、Ku 网卫星传输,成为空侧传输的保障手段。在华东地区地面传输网络发达的背景下,卫星网已逐步退出。为更好的保障雷达、甚高频信号的传输,在2015年,引进爱立信微波通信设备,试用于FDS 雷达站的业务信号保障。一年后,搭建了FDS 微波环网系统,在THS 雷达站的建设中,决定放弃Ku 卫星网,选择微波作为空侧保障。

微波通信技术发展至今已有百年,远早于卫星通信技术,区别于同轴电缆、光纤、卫星等现代通信,微波利用电磁波作为传输介质,在视距内无障碍即可进行空间传输。微波使用的频段资源丰富,涵盖L、S、C、X、K 各频段。因其使用的频率高,波长特征与光波类似。但传输容易受限于视距内的障碍物。比如,FDS微波环网系统中,T-H 两点之间的微波中继因受到建筑物的影响,而改走地面光纤路由。

本文将介绍微波通信在我科室发展过程,及近年来的使用情况,总结经验,合理展望其在平面通信专业的应用前景。

1 引入微波的背景

在上级制定的战略目标下,2014 年接管WYS 的空管通信设备,其中包括1 套微波设备-- 哈里斯微波系统。WYS 甚高频台建设在机场东北方向的山上,作为甚高频台与机场航管楼传输线路的备份,引入此套设备,用于之间信号传输。十多年间,系统运行稳定,充分体现了微波通信技术传输损耗小、抗干扰能力强的特点。

此时,FDS 雷达站建设完成,配置1 套Ku 设备,Ku 设备作为当时空侧传输的主要保障设备,投产使用中,一直处于传输性能不达标,延时大、误码率高,雨衰大的影响。FDS 雷达站开放后,雷达、甚高频信号受到管制部门的青睐,势必提高了传输设备的运行标准,当时FDS 的地侧线路,仅1 条电信物理路由保障,FDS 地质灾害多发,地面线路一旦发生故障,必将影响保障。Ku 设备在必要时,无法满足使用,上级决定引入微波,并满足2地1 空的保障要求。2015 年,实地勘察后,立即建设了1 条带宽155M的微波线路,凸显出微波设备:建设周期短、投资费用省、通信容量大、抗灾能力强的优势。稳定运行1 年后,组建了首套微波环网系统。期间,微波设备在数次台风灾害、地质灾害导致地侧路由故障中发挥了重要作用。随后建设的THS 雷达站,也采用了微波。

2 FDS、THS、WYS 设备使用情况

2.1 FDS 系统由3 套SDH 数字微波设备组成,采用爱立信1+0 备份IDU,接入华为METRO1000 光端机,搭配STM-1 级模块,传输数率达到了155Mbit/S,根据需求传输LAN 和E1。METRO1000 提供STM-1 双光口模块,分别接入2 个方向的IDU,架设背靠背天线,实现点对多点的信号传输,即F-H 和F-T。设计16-E1,4-IP 业务(并且在每段线路上均配置了自愈环保护切换功能),最大带宽155M,有效数据带宽122M。以IP 业务情况为例,如表1:

不断刷新自身时尚形象的青岛啤酒,每切入一个细分市场,都紧扣年轻人多元化、个性化的需求,于是青啤与年轻人站到了一起。

表1

Node Port BW Node Port Work FDS 1 60M 1 视频监控 HGL 2 10M 2 OA 3 4M 3 设备监控 TXL 4 4M 4 空闲

能够满足核心业务、内部办公网、互联网、环境监控等所有业务使用,计划将来该点无人值守后,也能够将实时的数据、监控视频回传。

2.2 THS 系统采用1+1 备份IDU,在THS 和SX 机场使用单点双天线模式,共用1 个接入模块机框,实现点对点冗余备份。THS 系统配置简单,提供8-E1、16-IP 业务交换机接入THS 传输系统,配置1 条150M带宽的微波中继,现阶段IP 业务情况,如表2。

表2

Node Port BW Node Port Work THS 1 118M 1 视频监控 SX 2 OM 2 OA(规划) 3 OM 3 设备监控(规划) 4 OM 4 UPS 监控(规划)

2.3 WYS 系统,2004 年建设,因其承载业务类型少,结构更为简单,不做赘述。其采用PCM传输技术,配置4-E1 业务,传输性能有限,但运行的十多年间,设备性能稳定。未来,该点新址建设,仍将采用微波系统。

3 与卫星比较,分析微波在通导专业的优势与劣势

微波与卫星通信均属无线通信,利用电磁波在空间中进行传输。

3.1 微波优势:①设备建设成本低,周期短。在未明确是否引入新一代数字卫星通信系统等其他空侧新技术前,微波系统将成为实惠、稳定的空侧保障手段。②抗灾能力强。地处沿海、多山的地区,每年台风、地质灾害不可避免。微波设备的灾害恢复能力优于地面设备,短时间内即可恢复通信。③频带宽,传输容量大。在IP 业务配置方面,带宽灵活,业务多样,能够满足生产任务。

仅从初始压实状态的孔隙分布特征看,控制纳米氧化物的总计掺入量很关键,掺入量过大,会在小孔径范围内形成大量小孔隙;掺入量过少,则并不能对大孔隙产生明显的充填作用。但纳米氧化物调控膨润土胀缩性能的优劣,需要通过吸水膨胀后的孔隙分布特性评价。

3.2 微波劣势:①频率极高,波长较短。在空间中以直线方式前进,一旦遇到阻挡就会被反射和阻断。实际使用中就遇到因建筑物遮挡导致业务无法使用。②距离影响。视距通信50 公里内,>50KM,需建中继转发站。③同频干扰显著。

3.3 卫星优势:①接近于在自由空间内的微波传输,受地形地貌因素的干扰小。②通信距离不受建设成本限制,同步轨道卫星转发器覆盖范围内的地球表面,均能够建设通信站。③通信的多址方式灵活,组网结构自由。对于整个行业系统的业务保障有其一定的优势。

3.4 卫星劣势:①星上资源有限,转发器租赁费用高昂,地面站建设成本远高于微波。②时延问题必然存在,双跳间时延约0.54 秒,以目前空域内航班流量,基本无法满足管制语音通话。时延还可能导致信号出现目标分裂、重复等问题。③接受信号能力不强,在长距离衰减后一般都需要使用低噪声放大器对其进行放大。

4 展望未来趋势,微波替代卫星的可能性

自20 世纪90 年代初建设至今,卫星系统20 年间使用了C波段、Ku 波段2 阶段。未引入数字卫星技术和4G、5G 新技术前,如何能够更好的提供空侧保障,是作为基层技术人员需要思考的。不断建设的新站,需要提供核心业务传输,同时提供IP、视频业务等。建设以运营商为辅助的微波系统则成为选择,微波设备因其自身的优势,已在地区级业务保障中应用,且使用效果理想。

统计近三年来的故障次数:空侧<地侧。而当地侧故障时,微波会成为站与外界联系的唯一中继。地侧的抢修工作,至少需要1-2 日的时间,在这段时间内,微波设备代替其他线路成为必然。

台站选址常以山峰居多,具有一定海拔高度。

但是住在旅店里的人,都知道万花谷。这三个字,就像黄梁驿的老板娘刚由蒸锅里掏出来的雪白馒头,烫手烫口,在大伙中间传来传去。黄昏时分,落日熔金,返照在前面雪岭间,气派堂皇,人们由房间里走出来,坐在前厅的木桌上吃馒头,喝着令人浑身发热的稠胡椒面片汤,有钱人,叫上一碗碧澄澄的黄粱酒,一盘红烧驴肉,就着麦酱吃,这光景,岂是一路风餐露宿时能够想到的。

4.1 以FDS 站为例,海拔:550M,①天气良好时,可目视本场,这已具备建设微波设备的基础条件。②与H 点之间目视无遮挡,因处于起降航线与海面上空,净空环境良好。③F-H 点距离:<50KM(约为19.4 公里)。④是卫星建设成本的1/5,建设周期:1-2 周。综上述4 项,完全不必采用卫星传输。

2014年1月至2015年8月我院对68例复杂胫骨平台粉碎性骨折合并三柱损伤患者进行了分析研究,我们将患者分成了对照组和观察组,均有34例,两组的一般性资料对比不存在统计学差异性,能够进行对比分析。

4.2 以THS 站为例,海拔:960M,①地处山区,两点间同处于山顶,两点间能满足视距条件。②THS-SX 点距离:约15KM,且无遮挡。③建设成本、周期均优于建设卫星站。

在猎捕阶段,其他ω灰狼个体根据α的当前位置Xα、β的当前位置Xβ和δ的当前位置Xδ来更新各自的位置,由式(21)和式(22)表示,式(21)表示ω灰狼朝向α、β、δ灰狼的前进步长和方向:

从4.1 和4.2 可以看出,目前新站的建设过程,①行业特征,选址均具有一定海拔高度。②离主要机场的直线距离不大于50 公里。(参考以往建设选址,所有设台都离机场距离不远)。③因机场周边净空环境要求高,也为微波创造良好的条件。④新机场建设自身配套地面通信线路。

马成贵一心扑在工作上,家里的事顾不上,孩子的学习管不了,即使妻子生病住院,他也从未请过一天假。和他一起共事的人都说:“老马是舍小家顾大家,一心扑在工作上。”单位领导的评价是:马成贵同志工作热情高,责任心强,有独当一面的工作能力,有这样的同志我们放心。

在非核心IP 业务占据主要数据量的情况下,租用运营商大带宽专线的费用高昂,且台站常处于偏远地区,搭建微波系统既能够实现大带宽业务需求,又能保证核心业务的备份。在未来,行业核心业务能够优质、快速的回传,并提供使用才是必要的,也是台站建设的基本要求。短期内,空侧业务传输手段仍较为单一。随着5G 技术的普及,微波设备也将快速发展。能够承担核心业务,满足多样化业务的保障需求。

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