航天測控通信系統(tǒng)是完成運載火箭、航天器跟蹤測軌、遙測信號接收與處理、遙控信號發(fā)送任務的綜合電子系統(tǒng)，包括指揮通信、數(shù)據(jù)傳輸、天地通信、時間同步、實況電視監(jiān)視及傳輸、語音通信、幀中繼交換等子系統(tǒng)。由于地球曲率的影響，以無線電微波傳播為基礎的測控系統(tǒng)，用一個地點的地面站不可能實現(xiàn)對運載火箭，航天器進行全航程觀測，需要用分布在不同地點的多個地面站“接力”連接才能完成測控任務。因此，如何實現(xiàn)測控通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、圖像、電視和電話等信息的互連互通，是關系航天任務成敗的關鍵所在。

<STRONG>功能模型及關鍵技術

1 SMSTP功能模型

航天測控通信系統(tǒng)多業(yè)務傳送設備（SMSTP）是基于測控通信系統(tǒng)特點而設計的，可實現(xiàn)多種業(yè)務傳送的設備。它集成了DXC和IP邊緣路由交換功能，可以同時實現(xiàn)TDM、ATM、以太網等業(yè)務接入處理和傳送，并提供統(tǒng)一的網管，其功能框圖如圖1所示。這種設備的關鍵特征為：以太網業(yè)務適配到MPLS層，然后映射到SDH通道中傳送；也可以將以太網業(yè)務適配到MPLS層，然后映射到RPR層，最后映射到SDH通道中傳送。

圖1 SMSTP功能原理模型

2 SMSTP關鍵技術

SMSTP的關鍵技術有封裝方式、級聯(lián)方式、LCAS功能、二層交換和對ATM的支持等。GFP封裝能提高數(shù)據(jù)封裝的效率，多物理端口復用到同一通道減少了對帶寬的需求，支持點對點和環(huán)網結構，并實現(xiàn)不同廠家間的數(shù)據(jù)業(yè)務互連。VC虛級聯(lián)實現(xiàn)了帶寬動態(tài)調整以及業(yè)務帶寬和SDH 虛容器之間的適配，能比連續(xù)級聯(lián)更好地利用SDH鏈路帶寬，提高了傳送效率，并大大簡化了網管配置難度。LCAS可以根據(jù)業(yè)務流量對所分配的虛容器帶寬進行動態(tài)調整，極大提高了以太網透傳業(yè)務的可靠性和帶寬利用率，而且在這個調整過程中不會對數(shù)據(jù)傳送性能造成影響。
　
系統(tǒng)設備實現(xiàn)

1 硬件模塊設計

航天測控通信系統(tǒng)多業(yè)務傳送設備（SMSTP）的主要作用是將多種數(shù)字信號復用成高速數(shù)字信號，再逆向進行相應的解復用，并提供集中的系統(tǒng)監(jiān)控、公務電話等功能。該設備具有多業(yè)務支持能力，在實際應用中既可以配置作傳輸復用器件設備，也可配置作分插復用器。其提供了E1、E3、STM-1、100M以太網、千兆以太網接口，可以將上述各種支路信號復用成STM-16速率等級的線路信號。系統(tǒng)內部能完成用戶端口信號的復用、解復用，VC的映射和開銷的處理。結合綜合網管系統(tǒng)，提供對各單元的配置、控制和性能監(jiān)視功能，在STM-16線路端還提供1+1線路保護。各功能盤間的信號關系模塊如圖2所示。

圖2 SMSTP設備模塊框圖

當工作于分插復用方式時，HDB3編碼的準同步E1信號在E1支路處理盤經C-12→VC-12→TU-12異步映射和指針處理后，再經TUG-2→TUG3復用，送入東側OHT/OLT盤。每塊E1支路處理盤對應一個TUG-3，提供21個E1接口。送入東側OHT/OLT盤的3個TUG-3經VC-4→AU-4→AUG復用及指針和開銷處理形成STM-1，擾碼后驅動光發(fā)送模塊，形成155Mb/s光信號，通過光纜傳輸至對端設備的西側OHT/OLT盤。

來自西側的STM-1光信號由西側OHT/OLT盤進行幀定位、去擾碼、指針處理后解復用至TUG-3，送至E1支路處理盤還原成E1信號送出。不在本節(jié)點分插的TUG-3直接由西側OHT/OLT盤送入東側OHT/OLT盤，其中含有需要在本地分插的E1信道的TUG-3。其中，不在本節(jié)點分插的E1信道則在E1支路處理盤內通過TU-12直接轉接，來自東側的STM-1光信號則經東側OHT/OLT盤處理形成TUG-3后直接轉送西側OHT/OLT盤。當設備工作于終端復用器方式時，E1支路處理盤只與某一側的OHT/OLT盤進行TUG-3信號交換。

數(shù)據(jù)業(yè)務的接入和傳輸占用1個TUG-3，支持100M以太網，提供50M帶寬，可支持數(shù)據(jù)的單播和組播。時鐘盤為設備提供工作時鐘，時鐘源可來自外部2MHz時鐘、STM-1線路時鐘，指定E1支路的提取時鐘或設備內部振蕩源，并按設定的優(yōu)先級自動切換；監(jiān)控盤實現(xiàn)對機箱內各功能盤的實時監(jiān)控，并對運行狀態(tài)進行設；公務盤提供公務通信；電源盤提供機內電源（可熱備）。

2 設備配置設計

設備的主要功能單元包括：OHT/OLT開銷處理/光終端盤、E1TP支路處理盤、EHT以太網數(shù)據(jù)盤、SV監(jiān)控盤、CLK定時盤、OW公務盤、PWR電源盤等（見圖3）。

圖3 設備結構示意圖

按應用方式可設計成中繼型設備或終端型設備。其中，中繼型設備用于鏈形網中繼機和環(huán)形自愈網節(jié)點機，而終端型設備則可用作鏈形網（包括點對點連接）的終端機。終端型分為始端型(H)和末端型(T)。終端機與中繼機的差異在于：終端機只配備一塊OHT/OLT盤，而中繼機則需要配備兩塊。如增添一塊OHT/OLT盤即可將終端機改變成中繼機，這一結構適合于網絡的分階段建設與延伸。

3 以太網數(shù)據(jù)業(yè)務

光纖傳輸設備通過選配ETH數(shù)據(jù)盤提供以太網數(shù)據(jù)業(yè)務。ETH數(shù)據(jù)盤完成以太網到SDH的適配，通過將以太網數(shù)據(jù)適配到一個TUG3上實現(xiàn)以太網在STM-1上的傳輸。ETH數(shù)據(jù)盤不僅是一個接入設備，而且能夠實現(xiàn)路由選擇，MAC地址學習等網絡功能，支持數(shù)據(jù)的單播和組播，因而可以方便的組成各種以太網，具有很好的網絡性能。

4 數(shù)據(jù)通道

光纖傳輸網在提供網元間透明傳輸信道的同時，還可提供兩條數(shù)據(jù)通道。根據(jù)需要，可以配置為64kb/s同步數(shù)字通道，或波特率不大于9.6k的異步數(shù)據(jù)通道。64kb/s信道采用V.35接口，異步通道采用RS232或RS485接口，通道分配由監(jiān)控軟件設置。數(shù)據(jù)通道可設置成點對點型、廣播型或總線型。點對點型可以為網絡上任意節(jié)點之間提供全雙工通信，但是兩條數(shù)據(jù)信道只能為兩對節(jié)點提供這種點對點通信。廣播型設置則可以實現(xiàn)一點到多點的單工廣播型通信，總線型設置允許在一條數(shù)據(jù)信道上任意節(jié)點向其他節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)，前提條件是：1）參加通信的各方采用某種可以保證任意時刻最多只有一個節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)的鏈路層協(xié)議；2）示閑節(jié)點發(fā)送高電平。

5 公務電話

通過STM-1幀結構中的E1開銷字節(jié)提供一條公務電話線路。每端設備配備公務話機一臺，可為網上的各節(jié)點提供公務聯(lián)絡，能設置成熱線方式或撥號呼叫方式。在熱線方式下，任何一節(jié)點摘機，設置成熱線方式的各節(jié)點均振鈴；采用撥號呼叫時，話機必須工作于雙音多頻（DTMF）方式，可實現(xiàn)點對點、點對多點、點對群和點對全線的選擇性呼叫。當三方以上參與通話時，進入公務會議電話方式。

網管軟件監(jiān)控設計

網絡監(jiān)控的對象為整個子網，監(jiān)控內容包括信道分配、誤碼監(jiān)視、網關監(jiān)控等。

1 信道分配

圖4為一個具有三個節(jié)點的環(huán)形或鏈形網的信道分配表，表中顯示了主站支路盤A與另外兩個節(jié)點之間通過TUG-3-1進行交叉連接的分配。例如，主站（節(jié)點0）的A01端口通過TUG-3-1的CH01通道與節(jié)點1的A01端口互連，主站的A11端口則通過TUG-3-1的CH11通道與節(jié)點2的A01端口互連。依此類推，站甲和站乙中尚未分配的端口則可經其他TUG-3繼續(xù)分配。交叉連接設置表中的每一列對應網絡上的一個節(jié)點，表的大小隨網絡節(jié)點數(shù)自動變化。當節(jié)點數(shù)較多，無法在窗口內完全顯示時，可利用窗口上方的水平滾動條。每個節(jié)點以卡片索引方式用字母A、B、C標出該節(jié)點的E1支路處理盤E1TP配備情況。局端型設備可配置1～3塊I型E1TP盤，每盤對應21個E1物理接口，用A1～A21，B1～B21，C1～C21表示。遠端型設備可配置一塊II型E1TP盤，或一塊以上I型E1TP盤，每塊盤對應21個E1物理接口，用A1～A21（B1～B21，C1～C21）表示。

圖4 交叉連接設置表

2 誤碼監(jiān)視

為了對網絡的運行狀態(tài)有全局的了解，誤碼監(jiān)視是作為網絡監(jiān)控命令使用的。通過此命令，可以方便地發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)誤碼的光纖段。

3 監(jiān)控網關設定

監(jiān)控網關是指為另一個子網傳遞監(jiān)控命令的網元，通常與另一個子網的主控節(jié)點在同一機房。網關的設定取決于網絡的結構，通常在網絡建設或擴容時由承建廠商實施。但是作為網關節(jié)點的網元需要保存相關的路由表。在更換監(jiān)控盤時，要重新將路由表下載到各個網關節(jié)點。

4 網元監(jiān)控

STRONG>
網元監(jiān)控的對象為構成網絡節(jié)點的設備，監(jiān)控內容分為兩類，即設備設置和單元盤監(jiān)控。設備設置包括節(jié)點地址設定和信息查詢等，通過與節(jié)點設備直接相連的RS232接口實施；單元盤監(jiān)控的對象是具體的單元盤，監(jiān)控內容因盤而異。