EM信令下甚高頻通信系統(tǒng)PTT的傳輸與控制

1、E&M信令下甚高頻通信系統(tǒng)PTT的傳輸與控制王瑞軍民航寧夏空管分局寧夏銀川河?xùn)|機(jī)場(chǎng) ，寧夏銀川750001要 本文對(duì)民航甚高頻（VHF）通信系統(tǒng) PTT 信號(hào)的工作方式及其在 E&M 信令下的傳輸與控制進(jìn)行了研究 ，摘并以 SCHMID 內(nèi)話(huà)與 RS 電臺(tái)為例 ，詳細(xì)的分析了 PTT 信號(hào)的工作情況并對(duì)搭建過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行了總結(jié) ，最后對(duì)PTT 信號(hào)的傳輸方式給出了作者的一些想法。關(guān) 鍵 詞 E&M 信令 ；甚高頻 ；PTT ；傳輸 ；控制中圖分類(lèi)號(hào) TN91文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1674-6708（2014）117-0238-03而向傳輸端提供 E 信號(hào) ，傳輸端通

2、過(guò)電流檢測(cè)向另一端交換機(jī)的 M 線發(fā)送信令信號(hào)。對(duì)于 I 類(lèi) E&M 信令 ，遠(yuǎn)端與本地端的回路電流分別接地連 接 ，當(dāng)大量的 E&M 電路同時(shí)使用將產(chǎn)生電流噪聲 ，影響語(yǔ)音信 號(hào)的質(zhì)量。此外 I 類(lèi) E&M 信令設(shè)計(jì)之初僅考慮了交換機(jī)與傳輸 端的連接 ，使得本地端與遠(yuǎn)端的接口不對(duì)稱(chēng)連接 ，為傳輸端之 間的串聯(lián)傳輸帶來(lái)了困難。為解決上述問(wèn)題 ，根據(jù) I 類(lèi)信令的 設(shè)計(jì)思路 ，II 到 V 類(lèi)信令方式應(yīng)運(yùn)而生。0 引言甚高頻（VHF）話(huà)音通信是民航管制部門(mén)實(shí)施對(duì)空指揮 ， 完成地空通信的最主要手段。因甚高頻通信的視距傳播特性 ， 使得信號(hào)在超過(guò)有效覆蓋區(qū)域時(shí)就無(wú)法進(jìn)行通信

3、 ，為擴(kuò)大管制 員管制范圍 ，減少管制移交 ，提高飛行流量 ，世界各國(guó)都采用 建立 VHF 信號(hào)遙控臺(tái)的辦法 ，從而實(shí)現(xiàn)航路及區(qū)域信號(hào)有效覆 蓋。實(shí)現(xiàn)甚高頻遙控通信的核心部分是要通過(guò)傳輸路由對(duì)遠(yuǎn)臺(tái) VHF 收發(fā)信機(jī)的話(huà)音信號(hào)（TX、RX）和鍵控（PTT、SQL）信號(hào) 進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。傳輸 VHF 信號(hào) ，4 線 E&M 接口是最理想的 1。 由于 E&M 接口的種類(lèi)不同 ，無(wú)線電臺(tái)和遙控終端之間有多種接 入方式 ，同時(shí)甚高頻電臺(tái)設(shè)備種類(lèi)繁多 ，其鍵控信號(hào)的啟動(dòng)方 式也不盡相同。因此 ，深刻理解 VHF 遙控信號(hào)的傳輸接口類(lèi)型 與鍵控信號(hào)的啟動(dòng)方式對(duì)于從事民航 VHF 通信設(shè)備維護(hù)

4、工作的 人員至關(guān)重要。1 E&M 信令E&M 是一種模擬中繼信令 ，廣泛應(yīng)用于各種不同類(lèi)型的中 繼電路和長(zhǎng)途電路 ，它將電路產(chǎn)生的信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于傳輸媒 介的信號(hào)方式進(jìn)行傳輸。E&M 接口將話(huà)音通道和信令通道分開(kāi) ， E 和 M 是信令控制線 ，E 信令用于控制接收信號(hào)的傳輸 ，M 信 令用于控制發(fā)射信號(hào)的傳輸 ，通過(guò) E 線與 M 線狀態(tài)的改變來(lái)控 制語(yǔ)音信號(hào)的接收與發(fā)射。E&M 語(yǔ)音通常在 2 或 4 條線路上傳輸 ，根據(jù)電路特性不同 ， 其信令方式有 I、II、III、IV 和 V 類(lèi)信令 ，圖 1 所示為 I 類(lèi) 信令的信號(hào)控制方式及其在中繼傳輸中的連接

5、方式（本文僅對(duì) 信令控制線進(jìn)行了描述 ，未畫(huà)出話(huà)音傳輸線）：交換機(jī)端傳輸端 線M線Vdc-48Vdc線-48Vdc-SG線(b) III類(lèi)E&M信令(a) II類(lèi)E&M信令交換機(jī)端傳輸端交換機(jī)端傳輸端M線M線E線-(c) IV類(lèi)E&M信令(d) V類(lèi)E&M信令圖 2 IIV 類(lèi) E&M 信令I(lǐng)I 類(lèi) E&M 信令比 I 類(lèi)多使用兩條線 ：電源信號(hào)（SB）和 接地信號(hào)（SG）。本地端電壓信號(hào)來(lái)自于遠(yuǎn)端傳輸設(shè)備 ；遠(yuǎn)端 接地信號(hào)則來(lái)自于本地端 ，以多一對(duì)信號(hào)線的代價(jià)消除了接地 電流的干擾問(wèn)題 ，如圖 2（a）所示。III 類(lèi) E&M 信令將

6、II 類(lèi)信令中 E 線的 SG 信號(hào)線上移至 M 線， M 導(dǎo)線接傳輸端 SG 線表示掛機(jī) ，接 SB 線表示摘機(jī) ，E 導(dǎo)線接 地表示摘機(jī) ，斷開(kāi)表示掛機(jī)。此種方式減少了因連接負(fù)電壓檢 測(cè)設(shè)備及 M 導(dǎo)線和 E 導(dǎo)線長(zhǎng)距離傳輸而造成的延時(shí) ，但是因?yàn)镋 導(dǎo)線的接地電流同樣會(huì)對(duì)語(yǔ)音信號(hào)產(chǎn)生干擾 ，因此這種信令 種方式很少使用。IV 類(lèi) E&M 信令對(duì) II 類(lèi)信令進(jìn)行了改動(dòng) ，M 導(dǎo)線接電源表 示摘機(jī) ，斷開(kāi)表示掛機(jī) ，E 線的連接方式與 M 線鏡像對(duì)稱(chēng) ，接 地表示摘機(jī) ，斷開(kāi)表示掛機(jī)。值得注意的是 M 導(dǎo)線雖然與 SB 線相配合 ，但是 SB 線接地其實(shí)可以算作 SG 線。此種對(duì)稱(chēng)

7、的連 接方式方便了傳輸端的串聯(lián)連接。V 類(lèi) E&M 信令方式對(duì) IV 類(lèi)信令方式進(jìn)行了簡(jiǎn)化 ，去掉了 SB 與 SG 線 ，M 導(dǎo)線與 E 導(dǎo)線鏡像對(duì)稱(chēng) ，傳輸端可以方便的實(shí)交換機(jī)端傳輸端本地端傳輸端遠(yuǎn)端-48-48E線-48Vdcdc-I類(lèi)E&M接口連接方式背對(duì)背連接圖 1I 類(lèi) E&M 信令I(lǐng) 類(lèi) E&M 信令包含一根 M 線 ，一根 E 線及一對(duì)收和一對(duì)發(fā)線。本地端通過(guò)對(duì) M 線提供電壓或接地來(lái)表示摘機(jī)或掛機(jī) ，從 而向傳輸端提供 M 信號(hào)。傳輸端通過(guò)電阻性負(fù)載來(lái)探測(cè)這個(gè)信 號(hào) ，并向另一端交換機(jī)的 E 線發(fā)送信令信號(hào)。同理 ，遠(yuǎn)端信令 單元通過(guò)接地（低阻

8、）和斷開(kāi)（高阻）分別表示摘機(jī)和掛機(jī)從科技傳播 20146（下）238電壓檢測(cè)48VdcVdc電壓檢測(cè)M線-48VdcE線電壓檢測(cè)-48VVdcM線E線電壓檢測(cè)M線48Vdc SG線電壓檢測(cè)48VdcE線電壓檢測(cè)電壓檢測(cè)-48VdcSB電壓檢測(cè)線-48Vdc48Vdc電壓檢測(cè)E線E線電壓檢測(cè)-48SB線電壓檢測(cè)交換機(jī)端SG傳輸端 M線電壓檢測(cè)SB現(xiàn)背對(duì)背連接 ，同時(shí)也因?yàn)殡娐方Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而不會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的接地電流干擾。2 民航 VHF 電臺(tái) PTT 的啟動(dòng)方式民航 VHF 電臺(tái)發(fā)射鍵控信號(hào) PTT 的方式包括接地、懸空、 電壓控制等 ，不同廠家生產(chǎn)的電臺(tái)其 PTT 信號(hào)啟動(dòng)方式多種多 樣 ，但歸結(jié)起來(lái)

9、不外以下 6 種方式 ：纜的背對(duì)背連接 ，與目前民航 VHF 設(shè)備中鍵控信號(hào)（PTT、SQ）的控制方式相兼容 ，在 VHF 信號(hào)傳輸中得到了普遍的應(yīng)用。根 據(jù)中華人民共和國(guó)民用航空業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中話(huà)音通信系統(tǒng)技術(shù)規(guī) 范中規(guī)定 ：收發(fā)信機(jī)、發(fā)信機(jī)、收信機(jī)的音頻和 PTT、SQL 信 令接口兼容 E&M 類(lèi)型 V ；用于傳輸甚高頻話(huà)音的接口類(lèi)型應(yīng)符 合修改的 E&M 類(lèi)型 V 標(biāo)準(zhǔn) ，中繼線路中斷或忙時(shí)端口呈現(xiàn)高 阻特性。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn) ，本文將以 SCHMID ICS200/60 型內(nèi)話(huà)及 RS4200 型電臺(tái)為例 ，搭建并詳細(xì)分析 PTT 信號(hào)在 V 類(lèi) E&M 下 的傳輸控制方式

10、。3.1 SCHMID ICS200/60 內(nèi) 話(huà) 與 RS4200 電 臺(tái) PTT 信 號(hào) 激活方式SCHMID 內(nèi)話(huà)以其穩(wěn)定、可靠、安全的特點(diǎn)在民航業(yè)得到 了廣泛的應(yīng)用 ，銀川空管局于 2008 安裝了一套 ISC200/60 型 SCHMID 內(nèi)話(huà) ，其 PTT 啟動(dòng)方式包括 ：正負(fù)電壓回路、負(fù)電壓、 接地及幻象方式 ，如下圖所示 ：a) Without signal source圖 3 PTT 啟動(dòng)方式b) Against earth ground-48VMnMp2.1 PTT NORM此種啟動(dòng)方式的 PTT 信號(hào)直接來(lái)自于終端設(shè)備例如電臺(tái)本 身自帶的話(huà)筒。終端設(shè)備向電臺(tái)發(fā)送一個(gè)負(fù)電平

11、信號(hào) ，電臺(tái)內(nèi) 部功放電路受電平信號(hào)控制對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行放大并通過(guò)天線向 外輻射信號(hào) ，如圖 3（a）所示。2.2 PTT PHANTOM（幻象）此種啟動(dòng)方式的 PTT 信號(hào)不另外單獨(dú)使用信號(hào)線進(jìn)行傳 輸 ，而是直接將 PTT 信號(hào)疊加在話(huà)音信號(hào)上 ，電臺(tái)內(nèi)部的判斷 電路通過(guò)檢測(cè)話(huà)音信號(hào)電平值判斷是否有 PTT 信號(hào) ，如圖 3（b） 所示。2.3 -PTT OPTO/VOP此種啟動(dòng)方式使用了光電耦合器 ，光電耦合器是以光為媒 介傳輸電信號(hào)的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。在光電耦合器輸入 端加電信號(hào)使發(fā)光源發(fā)光 ，光的強(qiáng)度取決于激勵(lì)電流的大小 ， 此光照射到封裝在一起的受光器上后 ，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了

12、光 電流 ，由受光器輸出端引出 ，這樣就可以實(shí)現(xiàn)電一光一電的轉(zhuǎn) 換 ，本方式通過(guò)光耦合器一端的負(fù)電壓控制實(shí)現(xiàn) PTT 信號(hào)的激 活 ，如圖 3（c）所示。2.4 PTT OPTO/GND此種啟動(dòng)方式同上，只是在光耦合器控制方式上有所變化， 如圖 3（d）所示。2.5 PTT OPTO/FLOAT此種啟動(dòng)方式使用了正負(fù)電壓差控制光耦合器從而控制 PTT 的啟動(dòng) ，如圖 3（e）所示。2.6 PTT PHANTOM/GND此種啟動(dòng)方式使用幻象方式控制光耦合器從而控制 PTT 的 啟動(dòng) ，如圖 3（f）所示。上述 6 種 PTT 信號(hào)的工作方式 ，具體選用哪種需根據(jù)終端 設(shè)備 PTT 信號(hào)的電壓極性

13、及啟動(dòng)方式等確定。其中第一種（PTT NORM）方式電路簡(jiǎn)單但會(huì)出現(xiàn)信號(hào)地與設(shè)備地不匹配的問(wèn)題 ， 不適宜遠(yuǎn)端遙控使用。方式 2-6 使用了光耦合器 ，很好的解決 了信號(hào)地與設(shè)備地不匹配的問(wèn)題 ，其中兩種幻象 PTT 啟動(dòng)方式 沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的鍵控信號(hào)傳輸線 ，節(jié)省了傳輸資源 ，但其電路實(shí)現(xiàn) 復(fù)雜 ，使用較少。方式 3、4、5 電路實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單 ，且易與遙控終 端設(shè)備匹配 ，是目前遙控臺(tái) VHF 通信設(shè)備中 PTT 信號(hào)啟動(dòng)的主 要方式。3 PTT 信號(hào)在 V 類(lèi) E&M 信令下的傳輸因 V 類(lèi) E&M 信令控制方式是鏡像對(duì)稱(chēng)的 ，允許使用交叉電MMpTxc) Phantom signa

14、lingd) With signal sourceMTxTx圖 4 SCHMID 內(nèi)話(huà) PTT 工作方式RS 電臺(tái)則因其結(jié)構(gòu)緊湊 ，操作簡(jiǎn)單 ，價(jià)格低廉的特點(diǎn)近 年來(lái)得到了民航業(yè)的青睞 ，銀川分局遙控臺(tái) VHF 設(shè)備均采用了 RS4200 型電臺(tái) ，其 PTT 工作方式包括正負(fù)電壓、正電壓與負(fù) 電壓三種方式（見(jiàn)圖 3(c)、(d)、(e) 所示），具體工作方式可 以通過(guò)電臺(tái)配置軟件進(jìn)行選擇。3.2 V 類(lèi) E&M 信令下 PTT 傳輸與控制根據(jù)上文所述內(nèi)話(huà)與電臺(tái) PTT 的工作方式 ，配合 V 類(lèi) E&M 信令 ，本文對(duì)內(nèi)話(huà)端采用接地啟動(dòng) PTT，電臺(tái)端選用 -PTT OPTO

15、/VOP 的方式對(duì)遙控臺(tái)的 PTT 信號(hào)傳輸進(jìn)行了設(shè)計(jì)與分析。圖 5 內(nèi)話(huà)與電臺(tái)的 PTT 連接及控制上圖給出了 ICS200/60 型內(nèi)話(huà)與 RS4200 型電臺(tái)的 PTT 信 號(hào)在遙控狀態(tài)下的連接方式。E&M 信令中 M 線控制語(yǔ)音信號(hào)的 發(fā)射，E 線控制語(yǔ)音信號(hào)的接收，因此內(nèi)話(huà)端 PTT 信號(hào)線接 M 線。 傳輸端發(fā)送來(lái)的 PTT 信號(hào)接電臺(tái)端的 E 線。通過(guò)上圖 ，內(nèi)話(huà)端 通過(guò)閉合開(kāi)關(guān)使得 M 線接地 ，從而產(chǎn)生 PTT 信號(hào)。電臺(tái)端 E 線 檢測(cè)傳輸來(lái)的電壓信號(hào) ，當(dāng) E 線呈低阻態(tài)時(shí)（內(nèi)話(huà) PTT 接地）， 光耦合器工作 ，電臺(tái) PTT 信號(hào)激活。簡(jiǎn)言之 ，即通過(guò)內(nèi)話(huà)端 M

16、239 20146（下）科技傳播-48MnMpV Tx-48MnMpV TxMnTxTx-48MnMpV TxInformation Technology信息科技線信號(hào)控制電臺(tái)端 E 線呈高阻或低阻狀態(tài) ，從而控制電臺(tái) PTT信號(hào)的啟動(dòng)。3.3 V 類(lèi) E&M 信令下 PTT 傳輸?shù)乃伎糣 類(lèi) E&M 信令下 ，內(nèi)話(huà)端通過(guò) M 線控制電臺(tái)端 E 線從而啟 動(dòng)電臺(tái) PTT 信號(hào) ，在鍵控信號(hào)傳輸過(guò)程中傳輸設(shè)備起著關(guān)鍵作 用 ，不僅為信號(hào)電平的衰減進(jìn)行補(bǔ)償 ，還對(duì) E 線及 M 線提供電 壓及接地信號(hào) ，因此在匹配內(nèi)話(huà)與電臺(tái)端的電壓信號(hào)時(shí)需要對(duì) 傳輸設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置 ，以確保設(shè)備

17、運(yùn)行正常。另外對(duì)于標(biāo) 準(zhǔn)的 E&M 信號(hào) ，當(dāng)中繼線路故障時(shí)極有可能出現(xiàn)遙控端電壓檢 測(cè)單元檢測(cè) E 信號(hào)為零或負(fù)電壓 ，從而造成 VHF 設(shè)備常發(fā) ，因 此在調(diào)試設(shè)備時(shí)需對(duì) PCM 設(shè)備軟件進(jìn)行修改 ，以防止因線路故 障導(dǎo)致的 PTT 常發(fā) 4。E&M 信令的使用使得民航遙控臺(tái)通信得以實(shí)現(xiàn) ，目前國(guó)內(nèi) 遙控臺(tái)信號(hào)的地面?zhèn)鬏敺绞骄鶠樽庥秒娦呕蚱渌W(wǎng)絡(luò)服務(wù)商的2M 鏈路進(jìn)行中繼傳輸 ，終端為 PCM 設(shè)備 ，實(shí)現(xiàn)話(huà)音信號(hào)的數(shù) 字化及 E1 的成幀處理 ，話(huà)音沒(méi)有壓縮 ，話(huà)音質(zhì)量很高且基本 沒(méi)有延時(shí)。相對(duì)于傳統(tǒng)的電信 PCM 傳輸方式 ，IP 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā) 展迅速 ，帶寬利用率高且延

18、時(shí)較小、價(jià)格低廉 ，可考慮作為民 航 VHF 話(huà)音傳輸?shù)牧硪环N手段。但需要考慮 IP 網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程 中語(yǔ)音信號(hào)與信令信號(hào)響應(yīng)的實(shí)時(shí)性問(wèn)題。對(duì)于 PTT 啟動(dòng)方式中的幻象啟動(dòng) ，因其信令信號(hào)疊加在語(yǔ)音信號(hào)上 ，對(duì)于 IP 傳輸來(lái)說(shuō)是一種不錯(cuò)的選擇。4 結(jié)論本文分析了 E&M 信令的工作方式與 VHF 設(shè)備 PTT 的啟動(dòng)方 式 ，并以 SCHMID 內(nèi)話(huà)與 RS 電臺(tái)為例 ，研究了 PTT 信號(hào)在 E&M 信令下的傳輸與控制。在遙控通信系統(tǒng)搭建過(guò)程中 ，需要詳細(xì) 了解本地端和遙控端設(shè)備的 PTT 信號(hào)控制方式 ，選擇正確的組 合并根據(jù)設(shè)備的工作參數(shù) ，匹配其電壓及接地信號(hào)才能使系

19、統(tǒng) 達(dá)到最優(yōu)工作效能。隨著通信技術(shù)的發(fā)展 ，IP 網(wǎng)絡(luò)通信得到 了廣闊的發(fā)展 ，對(duì)鍵控信號(hào)的 IP 方式傳輸值得進(jìn)行進(jìn)一步的 研究。只有深入的掌握設(shè)備的工作原理并不斷的更新、應(yīng)用新 技術(shù)才能更好的維護(hù)設(shè)備，才能更好的保障空管地空通信順暢。參考文獻(xiàn)1地空通信系統(tǒng)技術(shù)培訓(xùn)教材M.2009，6. 2趙建崗.E&M接口及信令J.電力系統(tǒng)通信，1996(2). 3RS公司.R/S VHF TRANSCEIVER USER MANUAL. 4張建杰.E&M信令傳輸中電臺(tái)長(zhǎng)發(fā)及話(huà)音失真現(xiàn)象分析J.空中交通管理，2011(3).（上接第234頁(yè)）設(shè)備的維修管理工作。同時(shí) ，醫(yī)院還要制定設(shè)備定期

20、維護(hù)準(zhǔn)則 ， 要求技術(shù)人員定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查維護(hù) ，尤其是做好設(shè)備的防 塵、防潮、散熱工作。第三 ，做好信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)操作人員的管理。醫(yī)院需要定期 的對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn) ，提高操作人員的技術(shù)水平 ，同時(shí)醫(yī)院 還要大力宣傳網(wǎng)絡(luò)安全知識(shí) ，增強(qiáng)操作人員的網(wǎng)絡(luò)安全意識(shí) ， 消除因人為失誤造成的網(wǎng)絡(luò)安全隱患。3 結(jié)論信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)成為醫(yī)院日常工作的重要組成部分 ，醫(yī) 院的日常管理與運(yùn)營(yíng)對(duì)信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的依賴(lài)程度越來(lái)越大 ，因 此提前預(yù)防信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全事故的發(fā)生十分必要 ，做好醫(yī)院 信息網(wǎng)絡(luò)安全事故的預(yù)防工作。參考文獻(xiàn)1胡祎.醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的安全技術(shù)體系J.網(wǎng)絡(luò)安 全技術(shù)與應(yīng)用，2013(10).2

21、趙向榮，陳敏蓮，黃海，胡珊珊.醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)險(xiǎn) 及對(duì)策J.中國(guó)醫(yī)院，2013(8).3冉建忠，劉秀華.淺析醫(yī)院信息網(wǎng)絡(luò)安全管理J.計(jì)算 機(jī)光盤(pán)軟件與應(yīng)用，2013(4).（上接第248頁(yè)）ThenExit ForEnd IfNext yElse4 結(jié)論以上方法在煤田地質(zhì)勘探實(shí)際應(yīng)用中可以提高效率和準(zhǔn)確 性。為樣品添加煤層號(hào)的宏采用了可以直觀看到比對(duì)結(jié)果的樣 式 ，使用者比較易于接受。靈活運(yùn)用 Excel 軟件處理大量數(shù)據(jù) ， 尤其是 VBA 程序的合理使用對(duì)繁雜重復(fù)的工作往往可達(dá)到事半 功倍的效果。以上只是介紹了煤質(zhì)數(shù)據(jù)處理時(shí)的幾種方法 ，由 于沒(méi)有完善化、體系化 ，比較零散 ，僅供讀者參考。參考文獻(xiàn)1 (美)John Walkenbach，中文版Excel 2003寶典：電 子工業(yè)出版社，2004，5.