EM信令下甚高频通信系统PTT的传输与控制

1、E&M信令下甚高频通信系统PTT的传输与控制王瑞军民航宁夏空管分局宁夏银川河东机场 ，宁夏银川750001要 本文对民航甚高频（VHF）通信系统 PTT 信号的工作方式及其在 E&M 信令下的传输与控制进行了研究 ，摘并以 SCHMID 内话与 RS 电台为例 ，详细的分析了 PTT 信号的工作情况并对搭建过程中的问题进行了总结 ，最后对PTT 信号的传输方式给出了作者的一些想法。关 键 词 E&M 信令 ；甚高频 ；PTT ；传输 ；控制中图分类号 TN91文献标识码 A文章编号 1674-6708（2014）117-0238-03而向传输端提供 E 信号 ，传输端通

2、过电流检测向另一端交换机的 M 线发送信令信号。对于 I 类 E&M 信令 ，远端与本地端的回路电流分别接地连 接 ，当大量的 E&M 电路同时使用将产生电流噪声 ，影响语音信 号的质量。此外 I 类 E&M 信令设计之初仅考虑了交换机与传输 端的连接 ，使得本地端与远端的接口不对称连接 ，为传输端之 间的串联传输带来了困难。为解决上述问题 ，根据 I 类信令的 设计思路 ，II 到 V 类信令方式应运而生。0 引言甚高频（VHF）话音通信是民航管制部门实施对空指挥 ， 完成地空通信的最主要手段。因甚高频通信的视距传播特性 ， 使得信号在超过有效覆盖区域时就无法进行通信

3、 ，为扩大管制 员管制范围 ，减少管制移交 ，提高飞行流量 ，世界各国都采用 建立 VHF 信号遥控台的办法 ，从而实现航路及区域信号有效覆 盖。实现甚高频遥控通信的核心部分是要通过传输路由对远台 VHF 收发信机的话音信号（TX、RX）和键控（PTT、SQL）信号 进行实时传输。传输 VHF 信号 ，4 线 E&M 接口是最理想的 1。 由于 E&M 接口的种类不同 ，无线电台和遥控终端之间有多种接 入方式 ，同时甚高频电台设备种类繁多 ，其键控信号的启动方 式也不尽相同。因此 ，深刻理解 VHF 遥控信号的传输接口类型 与键控信号的启动方式对于从事民航 VHF 通信设备维护

4、工作的 人员至关重要。1 E&M 信令E&M 是一种模拟中继信令 ，广泛应用于各种不同类型的中 继电路和长途电路 ，它将电路产生的信号转换成适合于传输媒 介的信号方式进行传输。E&M 接口将话音通道和信令通道分开 ， E 和 M 是信令控制线 ，E 信令用于控制接收信号的传输 ，M 信 令用于控制发射信号的传输 ，通过 E 线与 M 线状态的改变来控 制语音信号的接收与发射。E&M 语音通常在 2 或 4 条线路上传输 ，根据电路特性不同 ， 其信令方式有 I、II、III、IV 和 V 类信令 ，图 1 所示为 I 类 信令的信号控制方式及其在中继传输中的连接

5、方式（本文仅对 信令控制线进行了描述 ，未画出话音传输线）：交换机端传输端 线M线Vdc-48Vdc线-48Vdc-SG线(b) III类E&M信令(a) II类E&M信令交换机端传输端交换机端传输端M线M线E线-(c) IV类E&M信令(d) V类E&M信令图 2 IIV 类 E&M 信令II 类 E&M 信令比 I 类多使用两条线 ：电源信号（SB）和 接地信号（SG）。本地端电压信号来自于远端传输设备 ；远端 接地信号则来自于本地端 ，以多一对信号线的代价消除了接地 电流的干扰问题 ，如图 2（a）所示。III 类 E&M 信令将

6、II 类信令中 E 线的 SG 信号线上移至 M 线， M 导线接传输端 SG 线表示挂机 ，接 SB 线表示摘机 ，E 导线接 地表示摘机 ，断开表示挂机。此种方式减少了因连接负电压检 测设备及 M 导线和 E 导线长距离传输而造成的延时 ，但是因为E 导线的接地电流同样会对语音信号产生干扰 ，因此这种信令 种方式很少使用。IV 类 E&M 信令对 II 类信令进行了改动 ，M 导线接电源表 示摘机 ，断开表示挂机 ，E 线的连接方式与 M 线镜像对称 ，接 地表示摘机 ，断开表示挂机。值得注意的是 M 导线虽然与 SB 线相配合 ，但是 SB 线接地其实可以算作 SG 线。此种对称

7、的连 接方式方便了传输端的串联连接。V 类 E&M 信令方式对 IV 类信令方式进行了简化 ，去掉了 SB 与 SG 线 ，M 导线与 E 导线镜像对称 ，传输端可以方便的实交换机端传输端本地端传输端远端-48-48E线-48Vdcdc-I类E&M接口连接方式背对背连接图 1I 类 E&M 信令I 类 E&M 信令包含一根 M 线 ，一根 E 线及一对收和一对发线。本地端通过对 M 线提供电压或接地来表示摘机或挂机 ，从 而向传输端提供 M 信号。传输端通过电阻性负载来探测这个信 号 ，并向另一端交换机的 E 线发送信令信号。同理 ，远端信令 单元通过接地（低阻

8、）和断开（高阻）分别表示摘机和挂机从科技传播 20146（下）238电压检测48VdcVdc电压检测M线-48VdcE线电压检测-48VVdcM线E线电压检测M线48Vdc SG线电压检测48VdcE线电压检测电压检测-48VdcSB电压检测线-48Vdc48Vdc电压检测E线E线电压检测-48SB线电压检测交换机端SG传输端 M线电压检测SB现背对背连接 ，同时也因为电路结构简单而不会产生严重的接地电流干扰。2 民航 VHF 电台 PTT 的启动方式民航 VHF 电台发射键控信号 PTT 的方式包括接地、悬空、 电压控制等 ，不同厂家生产的电台其 PTT 信号启动方式多种多 样 ，但归结起来

9、不外以下 6 种方式 ：缆的背对背连接 ，与目前民航 VHF 设备中键控信号（PTT、SQ）的控制方式相兼容 ，在 VHF 信号传输中得到了普遍的应用。根 据中华人民共和国民用航空业标准中话音通信系统技术规 范中规定 ：收发信机、发信机、收信机的音频和 PTT、SQL 信 令接口兼容 E&M 类型 V ；用于传输甚高频话音的接口类型应符 合修改的 E&M 类型 V 标准 ，中继线路中断或忙时端口呈现高 阻特性。根据该标准 ，本文将以 SCHMID ICS200/60 型内话及 RS4200 型电台为例 ，搭建并详细分析 PTT 信号在 V 类 E&M 下 的传输控制方式

10、。3.1 SCHMID ICS200/60 内 话 与 RS4200 电 台 PTT 信 号 激活方式SCHMID 内话以其稳定、可靠、安全的特点在民航业得到 了广泛的应用 ，银川空管局于 2008 安装了一套 ISC200/60 型 SCHMID 内话 ，其 PTT 启动方式包括 ：正负电压回路、负电压、 接地及幻象方式 ，如下图所示 ：a) Without signal source图 3 PTT 启动方式b) Against earth ground-48VMnMp2.1 PTT NORM此种启动方式的 PTT 信号直接来自于终端设备例如电台本 身自带的话筒。终端设备向电台发送一个负电平

11、信号 ，电台内 部功放电路受电平信号控制对语音信号进行放大并通过天线向 外辐射信号 ，如图 3（a）所示。2.2 PTT PHANTOM（幻象）此种启动方式的 PTT 信号不另外单独使用信号线进行传 输 ，而是直接将 PTT 信号叠加在话音信号上 ，电台内部的判断 电路通过检测话音信号电平值判断是否有 PTT 信号 ，如图 3（b） 所示。2.3 -PTT OPTO/VOP此种启动方式使用了光电耦合器 ，光电耦合器是以光为媒 介传输电信号的一种电一光一电转换器件。在光电耦合器输入 端加电信号使发光源发光 ，光的强度取决于激励电流的大小 ， 此光照射到封装在一起的受光器上后 ，因光电效应而产生了

12、光 电流 ，由受光器输出端引出 ，这样就可以实现电一光一电的转 换 ，本方式通过光耦合器一端的负电压控制实现 PTT 信号的激 活 ，如图 3（c）所示。2.4 PTT OPTO/GND此种启动方式同上，只是在光耦合器控制方式上有所变化， 如图 3（d）所示。2.5 PTT OPTO/FLOAT此种启动方式使用了正负电压差控制光耦合器从而控制 PTT 的启动 ，如图 3（e）所示。2.6 PTT PHANTOM/GND此种启动方式使用幻象方式控制光耦合器从而控制 PTT 的 启动 ，如图 3（f）所示。上述 6 种 PTT 信号的工作方式 ，具体选用哪种需根据终端 设备 PTT 信号的电压极性

13、及启动方式等确定。其中第一种（PTT NORM）方式电路简单但会出现信号地与设备地不匹配的问题 ， 不适宜远端遥控使用。方式 2-6 使用了光耦合器 ，很好的解决 了信号地与设备地不匹配的问题 ，其中两种幻象 PTT 启动方式 没有专门的键控信号传输线 ，节省了传输资源 ，但其电路实现 复杂 ，使用较少。方式 3、4、5 电路实现简单 ，且易与遥控终 端设备匹配 ，是目前遥控台 VHF 通信设备中 PTT 信号启动的主 要方式。3 PTT 信号在 V 类 E&M 信令下的传输因 V 类 E&M 信令控制方式是镜像对称的 ，允许使用交叉电MMpTxc) Phantom signa

14、lingd) With signal sourceMTxTx图 4 SCHMID 内话 PTT 工作方式RS 电台则因其结构紧凑 ，操作简单 ，价格低廉的特点近 年来得到了民航业的青睐 ，银川分局遥控台 VHF 设备均采用了 RS4200 型电台 ，其 PTT 工作方式包括正负电压、正电压与负 电压三种方式（见图 3(c)、(d)、(e) 所示），具体工作方式可 以通过电台配置软件进行选择。3.2 V 类 E&M 信令下 PTT 传输与控制根据上文所述内话与电台 PTT 的工作方式 ，配合 V 类 E&M 信令 ，本文对内话端采用接地启动 PTT，电台端选用 -PTT OPTO

15、/VOP 的方式对遥控台的 PTT 信号传输进行了设计与分析。图 5 内话与电台的 PTT 连接及控制上图给出了 ICS200/60 型内话与 RS4200 型电台的 PTT 信 号在遥控状态下的连接方式。E&M 信令中 M 线控制语音信号的 发射，E 线控制语音信号的接收，因此内话端 PTT 信号线接 M 线。 传输端发送来的 PTT 信号接电台端的 E 线。通过上图 ，内话端 通过闭合开关使得 M 线接地 ，从而产生 PTT 信号。电台端 E 线 检测传输来的电压信号 ，当 E 线呈低阻态时（内话 PTT 接地）， 光耦合器工作 ，电台 PTT 信号激活。简言之 ，即通过内话端 M

16、239 20146（下）科技传播-48MnMpV Tx-48MnMpV TxMnTxTx-48MnMpV TxInformation Technology信息科技线信号控制电台端 E 线呈高阻或低阻状态 ，从而控制电台 PTT信号的启动。3.3 V 类 E&M 信令下 PTT 传输的思考V 类 E&M 信令下 ，内话端通过 M 线控制电台端 E 线从而启 动电台 PTT 信号 ，在键控信号传输过程中传输设备起着关键作 用 ，不仅为信号电平的衰减进行补偿 ，还对 E 线及 M 线提供电 压及接地信号 ，因此在匹配内话与电台端的电压信号时需要对 传输设备进行相应的设置 ，以确保设备

17、运行正常。另外对于标 准的 E&M 信号 ，当中继线路故障时极有可能出现遥控端电压检 测单元检测 E 信号为零或负电压 ，从而造成 VHF 设备常发 ，因 此在调试设备时需对 PCM 设备软件进行修改 ，以防止因线路故 障导致的 PTT 常发 4。E&M 信令的使用使得民航遥控台通信得以实现 ，目前国内 遥控台信号的地面传输方式均为租用电信或其他网络服务商的2M 链路进行中继传输 ，终端为 PCM 设备 ，实现话音信号的数 字化及 E1 的成帧处理 ，话音没有压缩 ，话音质量很高且基本 没有延时。相对于传统的电信 PCM 传输方式 ，IP 网络技术发 展迅速 ，带宽利用率高且延

18、时较小、价格低廉 ，可考虑作为民 航 VHF 话音传输的另一种手段。但需要考虑 IP 网络传输过程 中语音信号与信令信号响应的实时性问题。对于 PTT 启动方式中的幻象启动 ，因其信令信号叠加在语音信号上 ，对于 IP 传输来说是一种不错的选择。4 结论本文分析了 E&M 信令的工作方式与 VHF 设备 PTT 的启动方 式 ，并以 SCHMID 内话与 RS 电台为例 ，研究了 PTT 信号在 E&M 信令下的传输与控制。在遥控通信系统搭建过程中 ，需要详细 了解本地端和遥控端设备的 PTT 信号控制方式 ，选择正确的组 合并根据设备的工作参数 ，匹配其电压及接地信号才能使系

19、统 达到最优工作效能。随着通信技术的发展 ，IP 网络通信得到 了广阔的发展 ，对键控信号的 IP 方式传输值得进行进一步的 研究。只有深入的掌握设备的工作原理并不断的更新、应用新 技术才能更好的维护设备，才能更好的保障空管地空通信顺畅。参考文献1地空通信系统技术培训教材M.2009，6. 2赵建岗.E&M接口及信令J.电力系统通信，1996(2). 3RS公司.R/S VHF TRANSCEIVER USER MANUAL. 4张建杰.E&M信令传输中电台长发及话音失真现象分析J.空中交通管理，2011(3).（上接第234页）设备的维修管理工作。同时 ，医院还要制定设备定期

20、维护准则 ， 要求技术人员定期对设备进行检查维护 ，尤其是做好设备的防 尘、防潮、散热工作。第三 ，做好信息网络系统操作人员的管理。医院需要定期 的对操作人员进行培训 ，提高操作人员的技术水平 ，同时医院 还要大力宣传网络安全知识 ，增强操作人员的网络安全意识 ， 消除因人为失误造成的网络安全隐患。3 结论信息网络系统已经成为医院日常工作的重要组成部分 ，医 院的日常管理与运营对信息网络系统的依赖程度越来越大 ，因 此提前预防信息网络系统安全事故的发生十分必要 ，做好医院 信息网络安全事故的预防工作。参考文献1胡祎.医院信息网络建设中的安全技术体系J.网络安 全技术与应用，2013(10).2

21、赵向荣，陈敏莲，黄海，胡珊珊.医院信息网络的风险 及对策J.中国医院，2013(8).3冉建忠，刘秀华.浅析医院信息网络安全管理J.计算 机光盘软件与应用，2013(4).（上接第248页）ThenExit ForEnd IfNext yElse4 结论以上方法在煤田地质勘探实际应用中可以提高效率和准确 性。为样品添加煤层号的宏采用了可以直观看到比对结果的样 式 ，使用者比较易于接受。灵活运用 Excel 软件处理大量数据 ， 尤其是 VBA 程序的合理使用对繁杂重复的工作往往可达到事半 功倍的效果。以上只是介绍了煤质数据处理时的几种方法 ，由 于没有完善化、体系化 ，比较零散 ，仅供读者参考。参考文献1 (美)John Walkenbach，中文版Excel 2003宝典：电 子工业出版社，2004，5.