甚高频数模同播技术在三峡河段的应用研究

杨佐夫 周引平 汪慧勇 杨林

摘要：三峡河段作为长江黄金水域的“咽喉”河段，水上运输繁忙，船舶交通状况复杂，甚高频（VHF-Very High Frequency）通讯作为船岸交互的重要手段，为保证三峡河段安全监管、调度指挥顺利进行提供了可靠保障。

关键词：甚高频；数模同播；三峡河段

中图分类号：TN915.85 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）08-0040-02

1 三峡河段模拟甚高频通信系统现状分析

由于长江三峡通航管理局是一个综合管理部门，涉及多个水上管理业务，VHF通信系统所设置的频道和配置的设备比较多。几年来，相继建成三套VHF通信系统，沿江建设了坝河口、乐天溪、南津关、石牌、宜昌5个基站，将CH06、CH09、CH10、CH11、CH13、CH14覆盖了三峡通航管理局管理水域，各个基站、控制中心通过光端机和PCM实现语音和信号传输。

1.1 模拟VHF通信系统特点

1.1.1 频道多、使用方式复杂

长江三峡通航管理局59公里辖区内，由于业务众多，其使用频道达多到10个。在VHF使用过程中，指挥中心不仅需要使用不同的频道与坝上、坝下、两坝间的船方联系，还需要使用不同站点的信道机与特定位置的船方互联，这就使得需要定制专用的甚高频操作台，可以方便的选择频道、选择基站呼叫船方。

1.1.2 可靠性要求高

目前，三峡河段VHF系统主要由船闸运行、通航指挥调度、海事监管、锚地指泊、通信联系等通航业务管理固定岸台、中继站和移动手持台构成，其业务使用涉及到辖区水域船舶交通组织、通信沟通、助航服务等环节，贯穿于船舶通过三峡河段监管调度服务的全过程，是三峡局通航交通组织、航运监管、通讯沟通、助航服务的最基础支撑，也是三峡通航管理不可或缺的重要核心业务系统，需要每年365天在线不间断运行。

1.2 模拟VHF系统存在的问题

1.2.1 站点偏远，故障抢修难，遇到特殊天气，不能保障系统畅通

三峡通航管理局辖区大部分处在峡谷山区，VHF基站沿江部署，大部分处于江边峡谷地带，交通极为不便，一些站点甚至需要乘船渡江、爬山才能到达，由于每次故障抢修必须安排维修人员到达故障现场，即使有备用设备，也必须到现场更换，设备维修中断时间因为路途耗时较长。特别是夜晚或者大雨，不能正常乘船过河，系统中断时间更长。

1.2.2 设备多、故障点多、维修时间长、维修成本高

由于VHF系统的需求，当时选购的是新西兰大吉和美国先创的设备，目前系统已使用近十年，设备日趋老化，设备数量多、故障点多。由于是国外设备，配件费用高，不能配备足够的配件，设备发生故障需返厂修理或者临时采购配件，维修费用高、维修周期长且难以控制。

1.2.3 系统硬件设备配置不够可靠、升级扩容困难

模拟VHF系统系统制式软硬件配置设备多，且许多设备没配置备用板卡，导致系统可靠性不够高，一旦中心系统部分没有备用的板卡发生故障，难以保障及时修复。进行系统扩容、增站，需扩容相关板卡和增加PCM（一套PCM只能提供4路接口），需要的设备和线路多，一些边远站点不能可靠保障有足够的资源。

1.2.4 工作台必须和主设备机柜一起，不能满足应急通信的需求

受系统工作原理和设备、线路的限制，模拟工作台距离主设备机柜不能超过100米，发生应急情况，需要临时将工作台迁移或者安装在特殊地方，则没有办法实现。

1.2.5 系统网管能力差

只能简单进行测试和检测，不能进行远程集中性管理，不能进行可靠的监控、控制、调整，不能通过网管系统及时发现干扰源。

1.2.6 不能有效消除同频干扰

当相邻同频道基站一起发射时，2个基站的交叉覆盖区域会产生同频干扰现象，船方可能会收到2个一前一后的信号或出现噪声大等现象。

2 VHF数模同播技术解析

数字技术在语音质量、抗干扰性、通信安全、频谱效率、业务功能丰富性等诸多方面相比模拟技术有明显的优势。

2.1 VHF数模同播技术抗干扰能力强

当前的VHF数模同播系统采用语音压缩和数字处理技术，大幅改善了语音质量，提升系统的抗干扰能力，可以有效克服模拟VHF基站之间会在信号交叉区域产生同频干扰问题。

2.2 IP架构的VHF数模同播系统具有灵活的组网能力、系统可靠性高

系统采用全IP架构，系统扩容、增加调度、迁移机房均十分方便。如系统扩容只需增加相关部分硬件，设备的迁移仅需配置IP资源即可，十分方便，后台可灵活对单个或多个基站进行远程调度和管控，数模互联简单，系统业务拓展方便、快捷，可大幅提高工作效率，灵活组网。

3 三峡局VHF数模同播系统的实现

3.1 系统可靠性高、系统中断时间短、维修时效高

系统架构简单、硬件设备少，中心系统服务器采用冗余设置，设备大都安装在环境良好的标准化机房内，系统可靠性大幅提高，此外，大部分故障可以通过远程控制及时处理信道机的故障，从而保障通信不中断，有效缩短了故障中断时间，提高了系统可靠性。

3.2 维修方便、扩容简单，操作台布置灵活，提高了应急通信能力

由于VHF数模同播通信系统基于全IP架构，具有强大的IP交换能力，组网灵活，對链路实时性要求低。操作台只要有网络便可以接通，应急通信能力有效增强。

升级扩容容易，只需要加装前端设备，接通IP链路，中心修改软件配置便可以实现。

很多故障不需要维护人员及时到现场解决，维修方便。

3.3 网管能力强，可以实现远程检测、控制、维修

可以配置、监控信道机的发射功率、工作频率等各项参数，可以实现设备风扇、链路和发射锁相环、接收锁相环、功率、电源电压等各部件和性能参数告警管理。

4 结语

目前已经通过软件修改、完善进一步提高了系统性能，将来会进一步提高、完善，呆未来模拟终端转化为数字终端，发挥出及时准确找到干扰源、封闭问题终端等方面发挥更大的作用，为内河航运安全管理、通航调度指挥提供更加可靠、安全的运行保障。

参考文献

[1]余若竹，周建华.无线通信技术动态发展的前景和展望[J].农家参谋，2018，（05）：225.

[2]王岩峰.研究无线技术在铁路通信中的发展与运用[J].电脑知识与技术，2017，13（21）：42-42.