SDH通信传输网络同频干扰告警方法

国网江苏省电力有限公司信息通信分公司 张云翔 吴子辰 顾 彬 王义成

随着SDH通信传输网络技术的发展，越来越多的国家和企业应用与发展SDH通信传输网络系统，SDH通信传输网络可实现多种形式数据传输，比如图片、视频、文字等，由于其具有良好的时延性能与传输性能，SDH通信传输网络已经被广泛应用到多个领域中，并且成为新一代带宽移动通信技术，是实现人机物互联的重要网络基础组成部分。

根据IEEE std 521.15.64a2020规定，SDH通信传输网络信号频率为1526MHz至15.154GHz，网络频率范围比较大，并且世界通信传输网络大会将毫米波段确定为SDH通信传输网络的可用频段，虽然在一定程度上提升了SDH通信传输容量，扩大的网络规模，但是SDH通信传输网络信号存在严重的频率重叠问题，当基站与SDH通信传输网络信号发射机同时传输信号时，部分信号会被完全覆盖掉网络带宽信号，当网络用户接收到SDH通信传输网络信号的同时，也会收到来自同频的干扰信号。

一旦产生同频干扰，不仅会影响到SDH通信传输网络秩序与安全，而且还会导致用户接收到信息为乱码或者误码，无法接收到有效信号，因此对SDH通信传输网络同频干扰告警是有必要的。通过对网络同频干扰告警，确定SDH通信传输网络状态，为同频干扰抑制提供可靠的参考依据，但是现行方法在实际应用中效果并不理想，不仅告警响应时间比较长，而且误警率比较高，为此提出SDH通信传输网络同频干扰告警方法。

1 SDH通信传输网络信号获取

传输网络信号拾取是同频干扰告警的首要步骤，此次采用脉冲采集器作为网络信号采集装置，根据同频干扰告警需求，此次选用型号为IHFA-AF15脉冲采集器[1]。采用串并联的方式将脉冲采集器接到SDH通信传输网络系统总线上，当传输网络输出信号时，经过脉冲采集器，脉冲采集器由放大器、滤波器以及计数器等组成，输出的信号经过限幅放大后，再对信号噪声滤除，使输出信号幅度一致，再将其发送到计数器，当信号超出设定的门限值后，计数器开始对信号脉冲时间以及对应的点数记录，并将记录的数据信息输出，将该部分信号与已知脉冲宽度相同的信号当作脉冲采集器的回波信号发送到计算机上，用于后续传输网络同频干扰识别计算。

2 同频干扰识别

当传输网络存在同频干扰时，信号传输的路径损耗会增加，并且传输信号接收端对信号调节产生的IQ分量与理想信号分量的接近指数比较大，此外传输网络干扰噪声比水平也会提升，因此将以上三个指标作为传输网络同频干扰识别指标，利用采集到的网络信号对以上三个指标值进行计算[2]。根据信号传输路径损耗指数计算出传输网络的路径损耗值，其用公式表示为：

式（1）中，P表示SDH通信传输网络路径损耗；r表示路径损耗指数；d表示信号发射功率；z表示信号接收功率；δ表示零均值高斯分布随机变量[3]。假设HU为传输信号接收端对信号调节产生的IQ分量与理想信号分量的接近指数，其计算公式为：

式（2）中，K（t,f）表示传输信号接收端收到的调制信号；L（t,f）表示理想的接收SDH通信传输网络信号[4]。当SDH通信传输网络通信频段存在重叠时，即产生同频干扰信号时[5]。基站的部分发射功率会被接收天线捕获，从而产生同频干扰，根据基站发射功率确定同频干扰信号强度，其计算公式为：

式（3）中，I表示同频干扰信号强度；G1表示传输网络天线在特定角度的发射增益；β表示传输网络天线凝视系统内部目标与其他系统对象间的离轴角；G2表示传输网络天线在特定角度的接收增益；χ表示传输网络工作波长。利用赋权法对以上三个指标赋权，计算出传输网络同频干扰系数，其计算公式为：

3 同频干扰程度评估及告警

根据式（4）计算到的传输网络同频干扰系数值，确定传输网络同频干扰程度以及告警等级，此次根据SDH通信传输网络同频干扰告警需求，设计了一级、二级、三级、四级、五级五个告警等级。如果干扰系数值在0～0.2，则表示传输网络同频干扰程度非常低，告警等级为一级，告警信号灯为黄色；如果干扰系数值在0.2～0.4，则表示传输网络干扰程度比较低，告警等级为二级，告警信号灯同样为黄色；如果干扰系数值在0.4～0.6，则表示传输网络同频干扰程度一般，告警等级为三级，红色告警信号灯亮起，并且告警信号灯闪烁频率在0.25～0.85Hz；如果干扰系数值在0.6～0.8，则表示传输网络同频干扰程度比较高，告警等级为四级，红色告警信号灯亮起，并且干扰告警信号灯闪烁频率增加0.55Hz；如果干扰系数值在0.8～1，则表示传输网络同频干扰程度非常高，告警等级为五级，红色告警信号灯亮起，并且干扰告警信号灯闪烁频率比上一等级增加1.55Hz。

此次选择KHFA-55454告警器作出同频干扰响应，在未识别到传输网络同频干扰情况下，告警信号灯为绿色，表示当前SDH通信传输网络状态良好，不存在干扰。当识别到传输网络同频干扰情况下，按照以上设定的规则对网络同频干扰进行告警响应，以此实现了SDH通信传输网络同频干扰告警。

4 试验论证

4.1 试验准备与设计

以上设计的SDH通信传输网络同频干扰告警方法在实际应用中效果并未得知，以下将采用对比试验的方式对设计方法的适用性与可行性进行检验，选择两种目前常用的两种告警方法作为参照对象，为了方便后续陈述，将两种传统方法分别用传统方法N与传统方法M代替。以某SDH通信传输网络作为试验环境，利用KHFAS干扰器对SDH通信传输网络运行造成干扰，干扰脉冲重复频率设定为18.45us，干扰脉冲宽度设定为1.56us，令回波脉冲信号幅度大于产生的同频异步干扰信号，同频干扰信号幅度设定为0.45，利用本文设计方法对SDH通信传输网络同频干扰告警，根据SDH通信传输网络实际情况，试验准备了一台脉宽采集器，用于收集70个脉冲重复周期内的网络同频干扰信号，干扰信号如图1所示。

图1 SDH通信传输网络同频干扰信号

按照上述流程对网络同频干扰进行识别、评估以及告警，具体告警结果见表1。

表1 传输网络同频干扰告警结果

本文设计方法基本可以完成传输网络同频干扰告警，以下对具体告警效果进行评定。

4.2 试验结果与讨论

告警响应时间以及误警率是评价传输网络同频干扰方法响应速度和告警准确性的重要评价指标，因此将该两个指标选作为本次试验指标。首先对方法告警响应性能进行检验，以采集到传输网络信号时间为开始时间，以告警器作出响应时间为结束时间，使用电子表格记录三种方法告警响应时间，具体数据见表2。

表2 三种方法平均告警响应时间对比（s）

从表2中数据可以看出，三种方法在告警响应时间方面表现出明显的差异，设计方法平均告警响应时间为0.28s，数值较小，基本可以忽略不计，说明设计方法可以实现对传输网络同频干扰实时告警，相比之下传统方法N平均告警响应时间比设计方法长将近3s，传统方法M平均告警响应时间比设计方法长将近4s，因此通过以上分析证明设计方法响应速度快于两种传统方法。在上述基础上再对三种方法误警率对比，误警率越高，则表示告警精度越低，使用电子表格对三种方法误警率记录，具体数据见表3。

表3 三种方法误警率对比（%）

从表3中数据可以看出，三种方法在误警率方面也表现出明显的差异，设计方法误警率最高仅为0.85%，未超过1%，说明设计方法可以高精度对传输网络同频干扰告警。相比之下，传统方法N误警率比设计方法高将近6%，传统方法M误警率比设计方法高将近7%。通过以上试验数据证明了，无论是在响应速度方面还是在告警精度方面，设计方法均表现出明显的优势，相比较两种传统方法更适用于SDH通信传输网络同频干扰告警。

5 结语

同频干扰作为SDH通信传输网络干扰的一种，同频干扰告警也是维护SDH通信传输网络安全以及稳定的重要手段，提出了一个新的告警思路，并将提出方法应用到实例中，验证了提出思路的可行性，此次研究为SDH通信传输网络同频干扰告警提供了理论支撑，同时也为该方面研究提供了参考依据，提高了SDH通信传输网络同频干扰告警响应速度以及精度，具有良好的现实意义。但是提出方法目前尚处于初步探索阶段，尚未在实际中得到大量的应用与操作，在某些方面可能存在不足，今后会在方法优化设计方面展开进一步研究，促进SDH通信传输网络技术发展。