H3C路由器传输雷达信号的分析和应用

2020-10-09屈贺

数字通信世界 2020年9期

屈贺

（新疆空管局通信网络中心，新疆乌鲁木齐 830000）

0 引言

随着雷达在民航空管系统的不断应用，雷达已成为空管的重要工具，雷达管制也在空中交通管制中被广泛使用。近期，新疆空管局库车雷达站（阿克苏等七部雷达工程其中之一）建成，采用了捷克产的二次雷达，这是新疆空管局首次使用该型号的雷达。为了保障乌鲁木齐区域管制员能够实时看到库车附近空域内的飞机状态信息，需要将库车雷达站的雷达信号从库车传送至乌鲁木齐。

1 雷达数据信号和V.24同步接口

民航空管雷达数据信号主要是雷达捕获飞机在空中飞行的位置信息，这些信号经过传送和处理后，可以在显示屏上显示出来，方便管制员查看并掌握飞机的状态。雷达数据的传送是典型的单工通信，也就是数据信号只需从雷达源到雷达显示终端单向传输。雷达数据一般采用V.24/RS232同步串行通信接口标准和DB25接头，传输速率要求不高，常用9600bps和19200bps。

V.24同步接口标准将通信设备分为数据终端设备（DTE）和数据通信设备（DCE）。一般地，DTE是通信的源头或终点，DCE是通信的中间设备。V.24同步接口定义了很多针脚，实际使用时并不需要将所有针脚全部对接。其中至少需要对接发送数据（TXD）、接收数据（RXD）、地线（GND）、发送时钟（TXC）、接收时钟（RXC）这五个针脚，才能进行全双工通信，其余的DCD、DTR、DSR等针脚，即使不对接，也可以传输数据。当进行单工通信时，至少需要对接三个针脚才能进行通信。传输雷达数据的V.24同步接口对接时，我们一般采用最简单的接法，仅对接三个针脚。

V.24接口传送同步串口数据时，实际传输距离比较短，直接连接的线缆不会超过一百米。为了解决同步串口传输距离短的问题，我们利用路由器组网，对V.24数据打包后进行透明传输，这样就可以将V.24数据传送到很远的地方。

2 H3C路由器传输雷达数据的分析

新华三公司（H3C）生产的MSR系列多业务接入路由器均支持同异步串口数据的传送，我们此次使用H3CMSR5660路由器进行雷达数据的传输。路由器传输雷达数据的连接拓扑简化为图1，雷达源和雷达显示终端的同步接口作为DTE，路由器的同步接口作为DCE，同步线缆①②均采用DB25接头传送V.24同步串行数据。路由器A、B之间使用运营商的专线连接。

图1 路由器传输雷达数据的连接拓扑

有一种观点认为，在一条完整的同步串行通信路径上只能有一个时钟源，也就是图1中四台设备的同步接口中只能有一个同步接口产生时钟频率，其余接口均依照该接口的时钟频率传输数据。为了验证这种观点是否正确，我按照图1方式进行了简单的实验。通过实验发现，即使路由器A和路由器B的同步串口配置不同的时钟频率（速率），同步业务依旧正常传输，说明“在一条完整的同步串行通信路径上只能有一个时钟源”的观点是错误的。

为了进一步研究分析H3C路由器传输雷达数据的配置和方法，我进行了严谨细致的测试实验。在实验过程中，我发现，时钟信号针脚的对接和路由器同步接口的时钟模式配置，这两点是同步串口能否建立通信连接和完成数据传输的关键。

不同时钟模式的DTE与DCE在标准针脚定义下的常见对接方法（图2）如下：

（1）DTE外时钟模式。由DCE提供发送时钟和接收时钟，DTE仅被动接受。这是DTE最典型的模式，绝大部分DTE设备都是按照该模式对接。

（2）DTE内时钟模式。由DTE提供发送时钟，由DCE提供接收时钟。有一部分DTE设备对接时会采用该模式。

（3）DTE全内时钟模式。由DTE提供发送时钟和接收时钟，DCE仅被动接受。该模式的DTE类似于DCE，极少有设备采用。

图2 不同时钟模式的DTE与DCE的常见对接方法

MSR5660路由器DCE同步接口提供了表1三种时钟配置模式，分别对应了图2中的三种时钟模式的DTE。

表1 路由器DCE同步接口的三种时钟模式

3 路由器传输雷达同步数据的重要结论

通过对路由器接口配置不同的时钟模式、对接不同的针脚等一系列的测试和实验，最终得出以下结论：

（1）路由器DCE接口与DTE对接时，接口针脚对接和时钟配置只需要考虑与该接口直接对接的DTE的实际情况即可，无需考虑另一端的路由器和DTE设备的时钟和针脚。图1中，雷达源与路由器A之间的接口针脚对接正确、时钟模式配置正确，数据就可以进入路由器A。同理，路由器B和雷达显示终端之间的接口针脚对接正确、时钟模式配置正确，数据就可以从路由器B传给雷达显示终端。路由器A和B两端同步串口的时钟模式互不影响，只需要各自适配对接的DTE设备即可。我们常用路由器的RTC终端接入功能进行雷达数据传送时，rta数据包不会传送时钟频率信号。

（2）路由器DCE接口与DTE对接时，两者在一个通信方向（发送或者接收）上只能由其中一方提供时钟。若双方均不提供时钟，由于没有时钟信号，同步通信将无法建立；若双方均提供时钟，那么两个时钟因为不一致产生冲突，从而会导致大量数据错误或乱码。

（3）并不是所有设备的V.24/RS232同步接口都是采用标准的针脚定义规范，不同的DTE/DCE设备接口的针脚定义不尽相同。在对接V.24同步业务时，需要根据设备接口的具体针脚定义，按照需要的方式进行对接。

4 库车雷达信号的传输方案

路由器DCE针脚定义（从DTE角度）：2发送数据、3接收数据、7接地、15发送时钟、17接收时钟、24发送时钟（外）。库车雷达源DTE针脚定义：7接地、12发送数据、13接收数据、15接收时钟、16发送时钟、22时钟源。根据以上针脚定义，利用前面的结论指导库车雷达业务的传输。库车雷达源作为DTE，是产生雷达数据的起点，雷达接口仅需要对接发送数据、发送时钟和接地的针脚即可，其中发送时钟从路由器DCE接口获取。图1中，路由器A同步接口配置为DCEclk1模式（由路由器接口提供时钟），路由器A与库车雷达源对接的针脚为2接12，7接7，15接16；路由器B和雷达显示终端按照原有方式对接。按照此种配置和对接方法，雷达数据可以正常传输且没有误码，进一步验证了前面的结论。