光纤传输在导航设备远程监控中的应用

任亚超　孙恒坤　李乐　秦伟

【摘要】 随着通信技术的不断发展，光纤通信已经应用到各个领域，某机场通信指挥系统中全面应用了光纤组网技术，其中包含了中进程导航和进近着陆设备的监视和远程控制，本文将就导航设备电改光中的主要问题以及实施過程中部分经验进行总结，对后续工作中的问题起到抛砖引玉的作用。

【关键词】 导航设备 远程监控 光纤传输

一、引言

微波着陆系统、仪表着陆系统、甚高频全向信标、测距器和塔康地面台是国际民航组织（ICAO）和国军标中规定的进近着陆和中近程导航设备，上述导航设备承担了军民用飞机的飞行保障和重要转场任务，在科研试飞工作中有着不可或缺的作用。随着通信技术的发展，某系统全面应用并实现了光纤组网技术，但是导航设备的远程监控系统传输模式依然是原有电缆传输模式。

由于导航设备厂方未提供类似改造的任何说明，我们通过反复摸索试验圆满完成此次改造项目，相比原有的电缆传输有了诸多优点和进步，投入运行以来未发生故障，但是在此过程中遇到了诸多技术问题，问题的解决途径对后续类似项目具有一定借鉴意义。

二、导航设备远程监控解决方案

仪表着陆系统引进以来一直沿用厂方推荐的监控模式：通过交换线调制解调器实现远程传输，塔台安装远程控制和状态指示（RCSI446），其内部装有与台站相同的调制解调器，通过专线连接，是远程监控与维护系统的基本组件之一，可以显示各导航设备工作状态，执行基本操作，通过与塔台计算机连接，可以执行对设备日常监控以及参数校准等工作。

2.1光传输设备说明

光传输设备需要传输4种不同信号：（1）视频信号：共3路；使用以太网接口传输；（2）电话信号：共3路；仪表着陆系统、甚高频全向信标和测距器设备信号格式，由机柜顶端接口接入；（3）RS-232信号：共1路；塔康地面台遥控数据，通过塔康地面台遥控接口接入；（4）RS-422信号：共2路；微波着陆系统遥控数据，通过微波着陆两个站点的FIU接入。

光端机接口分布和接口说明如图1所示。

2.2实施方案

光端机各站点配置为：塔台3台，航向台1台，下滑台2台，DVOR/DME台1台，方位台1台。具体方案实施框图如图2所示。

如图2中所示，光端机1、2；3、4；5、6；7、8；为互相配对设备（发端、收端），各台站配置及功能如下：1、2：接收下滑信标遥控信号、视频监控信号；塔康地面台RS232信号；来自设备5的微波着陆仰角台和方位台RS422信号、DME/P信号；并将以上信号传输到塔台的显示和远程控制设备上。3、4：接收DVOR/DME信标的遥控信号、视频监控信号，并将以上信号传输到塔台的显示和远程控制设备上。5、6：接收微波着陆仰角台和方位台RS422信号、DME/P电话信号，并将以上信号通过设备5接入设备1。7、8：接收航向信标的遥控信号、视频监控信号，并将以上信号传输到塔台的显示和远程控制设备上。

三、光传输产生的问题

经过电改光以后的试运行，单纯改变传输模式依然存在问题，影响到了设备正常运行或其它设备的正常使用，其中主要故障为仪表着陆系统频繁出现虚警，影响设备正常飞行保障工作等。在试运行期间，在塔台利用仪表着陆系统远程控制与状态显示器（RCSI）进入的情况下，会出现“其它告警”（other warning），其含义为指示关联设备故障，同时出现塔台与台站之间通讯出现中断。但是经过检查，关联设备并未出现任何故障，此告警判定为虚警。

四、解决方法分析

4.1故障原因分析

经过技术人员大量时间观察故障现象，故障的发生没有任何规律，同时有时伴有通信中断的现象发生，经过中队技术人员与外协人员仔细进行分析后，认为故障发生原因为电压匹配的问题：原有电缆传输过程中存在较大损耗，但在改为光纤传输以后这个损耗值发生较大变化，导致原有调制解调器之间的通讯信号发生了改变，因此出现了现有信号电平幅度超出两端调制解调器的限制幅度或者处于临界状态，因此在超出瞬间会发生通信中断现象。

4.2解决方法

在得出原因以后，相关技术人员提出两种不同解决问题方案：方案一为对光端机进行改动，调整光端机内部滤波器，达到改变传输信号电平的效果；方案二为对设备传输方式进行改良，由于光传输后，光端机内部本身具有调制解调的功能，因此不需要设备原有调制解调器进行模数转换，即将设备本身的RS232格式的模拟信号直接进入光端机，与之对应在塔台的RCSI中同样抛开调制解调器，直接进行RS232信号接入。

4.3具体实施方法

针对4.2中提出的两种途径分别进行尝试后，方案一经过反复试验，仍无法解决问题，故对仪表着陆系统本身传输模式进行改造。

如图3所示为仪表着陆系统背板（BP-CE）接口及定义图，接口X92、X91为两种专用调制解调器LGM和ZUA接口，本设备中原用为LGM型专线调制解调器，故接口选择为X92；X96、X97（com5、com6）为通用串口，引脚定义为专用格式，但是接口类型与X92相同，可以互换，设备将远程控制信号通过调制解调器后输出至X92，X92与机柜顶端的RS232端口连接进行传输。

同时，未经调制的信号在背板上连接至X96和X97，因此直接将原有插头X92接到X96或X97同时将设备本身调制解调器拆除，即可实现远程控制信号不经过调制解调器，直接通过机柜顶端RS232接口进入综合业务光端机进行传输。

原有控制方式中，远程控制信号接入后，通过塔台端调制解调器解调后通过串口排线的形式将控制信号经过总线送到控制显示板中经过处理予以显示，改为串口直接通信后应将原有接于MODEM的串口线分别断开，直接接于总线之上，串口与控制显示板直接通信。

通过以上具体工作，在各台站点与塔台分别改动以后，各台站点通信正常，虚警问题得到了解决，简化了通信链路节点，对后续设备的使用和维护起到了很大积极作用。

五、结果分析和意义

通过本次电改光工程的实施，克服了导航设备原有的传输模式存在很多不足之处：

1）易产生干扰和线路损坏：由于电缆本身的特点长期埋在地下其屏蔽性下降，易受到外界电磁干扰，仪表着陆系统仅在2011年就先后两次在雷暴天气后出现远程控制设备故障，分别损坏调制解调器和继电器，导致遥控设备返厂维修；由于电缆铺设深度问题出现了机场施工过程中电缆被挖断的情况，影响设备正常工作。光纤传输很好的解决了上述问题。

2）传输速率较慢：电缆传输存在远程进行控制操作响应时间长，影响操作人员对设备状态的判断；光传输在响应时间上明显优于原有的电缆传输。

3）由于个别设备发热量较大，调制解调器易损坏：由于个别设备发热量较大，调制解调器易损坏，因为是专用部件，购置周期较长、费用比较昂贵，因此会对设备正常飞行保障工作产生影响；经过对仪表着陆系统串口改进后，远程控制摆脱了对调制解调器的依赖，节约了设备运行成本，提高了工作效率。

在对本场导航设备传输模式进行优化的同时，对后续设备安装架设中远程控制部分的系统设计提供了一种新的解决方案，而对于仪表着陆系统摆脱原有专线调制解调器传输，不仅大大节约了维护成本，在该型设备使用和维护中具有创新性，有很高的实际应用和推广价值。

参 考 文 献

[1] ISOT-XX型综合业务光传输设备技术说明书

[2] ILS410型仪表着陆技术说明书

[3] MLS-C470微波着陆系统技术说明书