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随着近年来网络通信技术的发展，中国民航中南空管局采用了华为 HONET接入网络FA16设备，建立了以广州为核心节点，覆盖中南六省，立足中南全国的FA16网络。实现了雷达信息的网络化，为空管调度指挥提供了安全、高效、灵活、多样化的多业务通信专网。
FA16系统的子速率数据接口板具有将多路低速数据直接复用成一路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。它能为空管调度指挥专网中低速率的雷达信号提供良好的支持，因此得到了广泛的应用。
本文总结了子速率数据接口板的日常维护经验。
1常见故障
目前FA16系统的子速率数据接口板的主要业务是雷达信号。根据对日常运维中遇到的各种故障的统计，发现影响雷达信号传输质量的因素如下：
(1)雷达信号的质量；
(2)FA16系统2M干线质量问题导致X.50协议帧与步骤在子速率数据接口板上，导致雷达信号不稳定；
(3)次速率数据接口板硬件故障导致的半永久连接中断，导致雷达信号中断；
(4)雷达自动处理系统的雷达信号协议转换器失效。
对上述四种常见故障的统计和分析结果表明，影响雷达信号传输质量最常见的故障是第二种，即X.50协议帧与步骤子速率数据接口板上出现告警，该故障影响雷达信号传输质量90%以上。笔者就此问题与华为公司的工程师沟通，得到的反馈是子速率数据接口板有X.50协议帧不同步告警，主要是FA16系统2M中继质量问题(PCM帧不同步)引起的。因此，可以解释为这种失败有三个原因，即：
(1)1)FA16系统2M干线帧不同步；
(2)由于2M干线帧不同步，FA16系统子速率数据接口板帧不同步；
(FA16系统子速率数据接口板框架不同步，导致雷达信号不稳定。
以上三个原因属于雷达信号传输的不同阶段，每个阶段的传输质量都有自己的最低质量阈值。如果任何一级的传输质量低于最低质量门限，都会影响雷达信号的传输质量。因此，有必要分别研究这三种原因的最小质量门限，从而确定它们之间的逻辑关系，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，是指同步状态下帧头出现不可纠正的错误导致的链路失步。目前FA16网络的干线都是电信运营商租用的2M链路，即由SDH组成的光纤网络提供的所有光纤线路。因此，可以从电信运营商SDH光纤网络的角度考虑帧失步的原因。主要有以下原因：
(1)1)SDH网络的对端没有发送同步码，可能是编码盘不正常；
(2)线路传输质量太差，即误码率太高；
(3)3)SDH网络时钟提取电路故障或设备时钟选择不当；
(4)SDH网络的分支盘故障。
因此，从理论上讲，只要要求电信运营商加强线路质量的保障，就可以避免由于租用2M干线的帧不同步而导致雷达信号的传输质量下降，从而减少雷达信号不稳定的故障因素。但是，电信运营商提供的2M干线都有自己的线路质量标准，在日常运维工作中经常出现。FA16系统网管实时运行信息显示X.50协议帧与步骤报警，租用电信运营商的2M中继线不会报警。因此可以得出结论，电信运营商2M线路的最低质量门限高于FA16系统的子速率数据接口板，即：
LSRX L2M
通过对SDH复用器帧同步性能的研究，发现复用器进入帧失步状态后，一旦从输入码流中检测到N比特同步码组，就立即进入预同步状态，解复用器的定时系统设置为初始相位，然后连续检查 -1帧。如果在该位置连续检测到同步代码组，则进入同步状态；在同步状态下，如果连续的帧丢失了同步码组，就会进入失步状态，重新开始搜索过程。帧同步系统的性能主要由同步码块N的长度、校验计数长度和保护计数长度决定[1]。根据文献[2]和[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的平均持续时间和帧失步的平均持续时间。平均帧持续时间TH是指从确认同步到确认失步的平均时间，其表达式为：
帧失步的平均持续时间是指从确认失步到重新同步的平均时间。丢帧可以分为伪丢帧和真丢帧。假丢帧是指系统没有丢帧，帧同步电路由于误码而做出判断错误；真丢帧是指系统确实存在帧失步，比如滑动导致的帧失步。假帧的平均失步持续时间TLF和真帧的平均失步持续时间TLT的表达式如下：
公式中，TS代表125s的STM-N的帧周期；l是帧长，对于STM-N是19 440N比特；正常运行时，误码率为10-3(泊松分布)，那么p1代表帧定位信号出错的概率，P1=1-(1-10-3)n；Pc是伪同步码出现在符号上的概率，PC=(1/2) n .
如上所述，在电信运营商的SDH网络中，考虑到电路实现的成本，一般采用自己运营成本的最低质量门限。所以在STM-4系统的同步方案中，一般选择=2，=4，n=17的帧同步器[4]。代入公式，其帧同步系统中伪丢帧的平均失步持续时间TLF为3.310-4 s，真实帧的平均失步持续时间TLT为6.6810-4 s，而平均失步持续时间TL=TLFTLT=9.9810-4s。
因此，作为FA16系统骨干的电信运营商2 M线路的最低质量门限可以用帧失步的平均持续时间TL来表征。当帧失步平均持续时间超过9.9810-4 s时，将导致FA16系统2 M传输干线中断，并产生PCM告警。在日常维护过程中，这种因2 M线路质量低于最低质量阈值而导致的干线中断，多为2 M干线瞬间中断，其中断时间很短，10 s ~ 1 min内就会自动恢复正常使用。但很可能造成FA16系统的自动保护倒换，将传输业务、保护协议等相关协议切换到备用的2M干线进行传输，对日常维护工作造成一定影响。
2.2子速率数据接口板和雷达信号之间比较的最低质量阈值。在日常维护过程中，雷达信号不稳定的另一个特点是，不是每次分速率数据接口板出现X.50协议帧与步骤。
报警会造成雷达信号不稳定，没有明显的线性
为了解决这个实际的维护问题，关系X.50协议帧不同步理清子速率数据接口板上的告警和不稳定的雷达信号，确定它们之间是否有合理的逻辑关系。作者统计了子速率数据接口板的告警X.50协议帧与步骤以及2008年10月26日至2009年5月14日雷达信号不稳定的故障记录。细节如图1所示。可以看出，在统计期内，FA16系统SRX板帧失步次数与不稳定雷达信号的比值在2以上(2008年10月和2009年5月，由于没有统计全月的数据，比值略小)。通过FA16网络接入广州的雷达信号接入雷达自动处理系统使用。在使用这个雷达信号之前，雷达自动处理系统会根据一定的错误阈值来判断错误码，比较选择雷达信号，然后发送给雷达自动处理系统使用。因此，从图1所示的趋势来看，可以得出以下结论：雷达自动处理系统用于比较雷达信号的误差门限值(即雷达信号的最低质量门限值)高于FA16系统子速率数据接口板的最低质量门限值，即：
经与负责维护雷达自动处理系统的设备部门沟通，确认雷达自动处理系统比较选择雷达信号的最低质量阈值为误帧率不高于2.510-4。由于PCM数字通信系统都是以8比特组为传输单位，所以子速率数据接口板从发送端接收到由20个8比特包络组成的复用帧并解复用后，会使用(6 ^ 2)包结构对数据进行封装，传输到雷达自动处理系统进行比较选择。在组成数据包的8位中，任何一位信息的丢失或错误都会造成数据帧错误，所以平均帧错误时间为：
同时，由于FA16系统子速率数据接口板的核心芯片算法属于华为的商业机密，暂时无法得知子速率数据接口板帧失步的判断和处理算法。但是，我们可以从理论上进行分析，得出子速率数据接口板的理论最小质量门限。可以推断，子速率数据接口板是基于包结构中的(62)F比特来判断帧失步的，因此子速率数据接口板的理论平均帧失步持续时间TSRX表示如下：
在这个公式中，SSRX数据速率表示子速率数据接口板的数据传输速率，P(F)表示F比特出现在(6 ^ 2)包结构中的概率。将实际数据代入公式(5)，可以计算出子速率数据接口板的理论帧失步平均持续时间TSRX。
2.3子速率数据接口板传输雷达信号的最低质量门限分析
根据以上分析，子速率数据接口板传输雷达信号时，主要故障原因是FA16系统2M干线质量问题导致子速率数据接口板出现X.50协议帧不同步报警，导致雷达信号不稳定。同时，通过对电信运营商2M干线的平均帧失步时长TL、雷达自动处理系统对雷达信号比对的平均帧误差时间T、子速率数据接口板的理论平均帧失步时长TSRX的分析计算，可以得出以下结论：
也就是说，在雷达信号传输的三个阶段中，FA16系统的子速率数据接口板的帧失步最低质量门限最小，但雷达自动处理系统对雷达信号比对的最低质量门限决定了雷达信号的根本质量。只有整个雷达信号传输过程满足这个质量阈值，才能保证雷达信号的传输质量。
因此，必须要求电信运营商提供的FA16系统2M干线，其平均帧失步时长必须小于雷达自动处理系统对雷达信号比对的平均帧误差时间。但经过以上分析计算，我们得到TL远大于T雷达，而这恰恰是我们在日常值班维护中多次遇到雷达信号不稳定的情况，但电信运营商设备管理部门反馈2M链路运行正常，任何一帧都没有失步告警，不利于保证雷达信号的传输质量。因此，从理论上讲，要完全消除帧失步对雷达信号传输质量的影响，电信运营商在租用FA16干线时，必须对2M链路质量提出更高的要求。只有电信运营商保证2M链路帧失步的平均持续时间小于T雷达比较=3.12510-5 s，雷达信号的传输才能不受任何链路帧失步故障的影响，才能提高雷达信号传输质量的保证。
3结束语
本文讨论了通过子速率数据接口板传输雷达信号的应用和维护，指出影响雷达信号传输质量的主要故障是X.50协议帧与步骤详细分析了在这种故障情况下雷达信号传输的最低质量门限分析。通过理论计算，得到了雷达信号传输三个不同阶段的最低质量门限，如电信运营商2M中继线的平均帧失步时长TL、雷达自动处理系统对雷达信号比对的平均帧误差时间T、次速率数据接口板的理论帧失步时长TSRX。最后得出结论：雷达自动处理系统对雷达信号比对的最低质量门限决定了雷达信号的根本质量。只有雷达信号的整个传输过程满足这个质量阈值，雷达信号的传输质量才能得到保证。这一结论为我们进一步加强雷达信号传输质量的保障，提高应对雷达信号不稳定等故障的能力提供了一定的理论依据和指导作用。(作者：肖)
标签：信号雷达系统