SA002102 HONET FA16在铁路专网中的特殊应用.docx
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SA002102HONETFA16在铁路专网中的特殊应用
课程SA002102
HONETFA16
在铁路专网中的特殊应用
目录
课程说明1
课程介绍1
课程目标1
相关资料1
第1章音频专线的接入2
1.1概述2
1.2VFB(CB02VFB)板功能描述2
1.3CB02VFB板应用3
1.4音频专线业务的数据配置4
第2章共线电话调度系统8
2.1共线电话概述8
2.2音频接口板(CB03VFB)10
2.2.1概述10
2.2.2主要功能10
2.3音频叠加原理13
2.3.1VDM单板简介15
2.4FA16系统的共线电话保护功能15
2.4.1对VDM单板故障的保护15
2.4.2对E1故障的保护16
2.5FA16系统共线电话的一般配置和性能19
2.5.1共线电话的一般配置19
2.5.2FA16共线系统的性能:
19
2.6共线电话数据配置20
2.6.1音频接口描述表20
2.6.2共线电话链路描述表21
2.6.3VDM时隙占用描述表21
2.6.4VDM音频叠加端口描述表22
2.6.5配置半永久连接表23
2.7共线电话的应用举例24
2.8其它与共线保护相关的数据配置26
第3章闭塞电话/热线电话28
3.1什么是闭塞电话/热线电话28
3.2HONETFA16系统中的具体实现29
3.2.1ASL-ASL热线方式29
3.2.2磁石接口方式29
3.3配置区段内闭塞电话31
3.3.1涉及的表格31
3.3.2配置过程32
3.4配置区段间闭塞电话33
3.4.1涉及的表格33
3.4.2配置过程33
3.5验证闭塞电话35
3.5.1简要步骤35
3.5.2详细过程36
第4章Z接口延伸业务37
4.1什么是Z接口延伸37
4.1.1概念37
4.1.2相关单板38
4.2CDI板基本原理及功能39
4.3数据配置要点40
课程说明
课程介绍
本课程主要介绍HONETFA16在铁路专网中的应用,如音频专线、共线电话、闭塞电话、Z接口延伸等。
详细内容包括各种应用的连接方式、工作原理及相关单板介绍、数据配置要点等。
课程目标
完成本课程学习,学员能够:
●独立完成音频专线的设备配置和数据配置;
●根据实际需要配置共线电话系统;
●了解热线电话/闭塞电话在HONETFA16系统中的实现方法;
●了解行政电话/自动电话在HONETFA16系统中的实现方法。
相关资料
《HONET综合业务接入网技术手册》
第1章音频专线的接入
1.1概述
为支持铁路专网中调度系统的业务需求,以及公网上的特殊专线需求,华为公司设计了能提供音频专线业务接口的二/四线音频接口板。
该板提供二线和四线音频共线电话业务和专线业务,可与MODEM相连,是HONET接入网为支持铁路通信提供全面解决方案而增加的专用用户板。
1.2VFB(CB02VFB)板功能描述
CB02VFB板与模拟用户接口板相比,减少了用户接口电路的BORSCHT中的B(馈电)、R(振铃)、S(监视)功能,保留了O(过压保护)、C(编解码)、H(二/四线变换)、T(测试)功能。
具体功能如下:
1.每块VFB板提供16路二线端口或者八路四线端口
VFB板可同时提供二线和四线端口,一个四线端口是由两个二线端口组成的。
在数管台的音频接口描述表中,每块VFB板上两线和四线端口可以混合配置,即一块VFB板上可以某几路是两线,某几路是四线。
但需要注意的是,在配置四线端口时,只能是由相邻的一个偶数端口和一个奇数端口(2n,2n+1)组成一个四线端口,并且偶数端口固定为发送端,奇数端口固定为接收端。
具体如下图所示:
图1-1音频端口图
2.接口阻抗可调
VFB板目前支持两种接口阻抗,一种为600欧姆,另一种为1650欧姆。
接口阻抗通过数管台的音频接口描述表来配置。
在软件改变接口阻抗的同时,单板上的拨码开关也要相应改动。
VFB板上每两路间有一个双路拨码开关,共有8个双路拨码开关,控制16路的接口阻抗。
因此,若要改变接口阻抗,在改变描述表的同时,再改动对应路的拨码开关即可。
拨码开关“ON”态为600欧姆阻抗,“OFF”态为1650欧姆阻抗。
3.单板接收、发送电平软件可调
由于铁路上的特殊需求,VFB板的接收、发送增益与模拟用户板有很大差异,调节范围比较大。
可调节范围具体如下:
二线发送电平:
-5dB—0dB缺省:
0dB
二线接收电平:
-7dB—2dB缺省:
-3.5dB
四线发送电平:
-14dB—+1dB缺省:
-14dB
四线接收电平:
-11dB—+4dB缺省:
+4dB
软件调节步距为1dB
电平的调节也是由数管台中的音频接口描述表来设定。
其中,二线电平必须要设定在合法范围内,否则对所设数据单板将不予执行。
1.3CB02VFB板应用
(1)CB02VFB板在设计上与模拟用户板槽位兼容,插于ONU中的用户框内,所引用户线与ASL板相同。
(2)VFB板主要用于点到点的音频专线。
(3)VFB板与ASL板主要区别是接口阻抗不同(VFB的接口阻抗是600欧姆和1650欧姆两档可选),VFB板没有馈电,接口电平可以调节,调节的范围比较大,可以提供四线接口。
在具体应用中,在用户使用的终端设备不固定(可以带馈电,也可以不带馈电)的情况下,首先考虑使用ASL板的可能性,ASL板通过做半永久连接也可以实现专线功能。
除非是用户所使用的终端设备是不需要馈电,接口阻抗是600欧姆的情况,才考虑使用VFB板。
HONET-FA16系统为用户提供2/4线音频专线业务的一个例子如下图所示:
图1-12/4线音频专线接口
1.4音频专线业务的数据配置
配置2/4线音频专线涉及到接入网数管系统的槽位描述表、基本速率端口表、音频接口描述表、半永久连接表过程如下:
1.在槽位描述表里增加VFB板的数据配置。
VFB板插在用户框内,与ASL板槽位兼容,单板编号与ASL等板混编,主从节点、PCM组号等与ASL板一样配置。
说明:
&槽位和用户板兼容可混插使用的单板分为两类:
一类属于同一类型且统一编号,属于此类的单板类型有ASL、DSL、DIU、VFB、SRX、CDI。
而另一类单板的槽位也和用户板槽位兼容,却不属于同一类型,故独立编号,编号从0开始,这一类的单板类型有VDM、DLI、HSL和ATI。
其它各种单板均独立编号。
除ESC板之外的所有单板从0开始顺序编号,ESC板的编号必须等于该板所在的网元号。
2.在基本速率端口表中增加该2/4线音频专线用户的相应记录。
【端口号】:
由端口号=单板编号×16+N(N=0~15),计算出该用户的端口号。
【端口类型】:
选择端口类型为“音频端口”。
【AN-V5接口号、LE-V5接口号】:
若与交换机对接,需填入该用户所在的AN-V5接口号和LE-V5接口号,V5接口号需在V5接口配置表中设定。
【AN-V5端口群号、LE-V5端口群号】:
端口群号对2/4线音频专线用户该域无效,填255。
【协议地址】:
若与交换机对接,需与交换机协商设定;否则可为空。
【V5.1接口时隙1、V5.2接口时隙2、电话号码、远端供电】:
对2/4线音频专线用户该域无效,可填为255。
注意:
无论二线四线,在配置数据中均按每板16个端口来配。
3.在音频接口描述表中配置该2/4线音频专线用户的端口。
【端口号】:
由端口号=单板编号×16+N(N=0~15),计算出该用户的端口号,与基本速率端口表中的端口号一致。
【阻抗】:
目前的可选项包括“600欧姆/1650欧姆”两种,根据所接音频话机进行设置。
本例中,均选择“600欧姆”。
【工作方式】:
目前的可选项包括“2线/4线”两种,根据所接音频话机进行设置。
【接收增益】:
目前的可选项包括“+4dB,+3dB,+2dB”等共16种,根据所接音频话机进行设置。
【发送增益】:
目前的可选项包括“+1dB,0dB,-1dB”等共16种,根据所接音频话机进行设置。
4.在半永久连接表中配置该2/4线音频专线用户的半永久连接数据。
在配置半永久连接数据前,首先要明确2/4线音频专线用户的用途。
假定音频端口0与1在接入网内互通,则配置如下:
【起点模块号、终点模块号】:
该连接起点端口和终点端口所在的模块号。
【连接号】:
标识该半永久连接的序号,每个半永久连接应有不同的序号。
【起点端口类型、终点端口类型】:
该连接的起点、终点端口的设备类型。
若与本地交换机的用户对接,只需在起点端口类型填上“音频端口”;其他情况,起点(终点)端口类型为“音频端口”,终点(起点)端口类型为对接设备类型。
本例中,起点端口类型、终点端口类型为音频端口。
【起点端口号、终点端口号】:
端口号为单板端口的编号,对VFB端口,端口号=单板编号譥16+N(N为每块单块上的B信道编号,N=0~15);本例中,起点端口号为0,终点端口号1;
【起点起始信道号、终点起始信道号】:
信道号为单板端口的B信道的编号,对模拟用户端口(ASL)、CDI端口、VFB端口,信道号=0;对2048kbit/s端口,信道号=E1上的时隙号(1~31,0时隙不可用);起始信道号定义了该连接的该端口信道起点,终点由信道总数决定。
本例中,起点起始信道号为0,终点起始信道号0;
【信道总数】:
该连接的总信道数。
本例中,填1。
【共线组号】:
具有相同共线组号的半永久连接可通过VDM板的叠加串成一路共线电话,在多个端口间建立半永久连接。
详情可参见下节共线电话部分。
【半永久连接类型】:
内部半永久:
不经过V5接口,由接入网内部实现的64K信道连接;如共线电话,接入网侧的点到点音频专线等。
租用线:
不经过V5接口,由接入网内部实现的具有固定64K信道连接的热线业务;如Z接口业务延伸,热线电话等。
V5半永久:
经过V5接口,提供用户端口到V5接口B通道的64K信道连接;
V5预连接:
经过V5接口,提供具有用户端口到V5接口B通道的64K信道固定连接的即时业务;
5.保存并设定数据
为使各表修改的内容生效,需要将修改后的内容送到前台主机:
如果修改了音频接口描述表,则可将该表数据整表设定到前台主机;如果修改了基本速率端口表、半永久连接表,则可将该表数据单条设定、块设定或整表设定到前台主机;若修改了槽位描述表,则需要联机设定数据。
第2章共线电话调度系统
2.1共线电话概述
共线电话指铁路调度电话系统,由调度总机、传输信道(包括配套设备)和分机组成。
在传统的铁路通信系统中,总机和所有分机并接在一对共用回线上,是集中式多点专用系统,即多点共线系统。
总机和分机之间能进行通话,分机之间不允许通话。
通常,一组共线电话包含10-20个站,分机数15-25个,有的站点一对回线上要并2-3部分机。
列车、货运、电力调度每种都有各自的传输回线,都采用共线汇接方式的网络。
传输线路有实线信道,也有载波回路,应用最多的是钢实线回路,另外也有铜实线回路和加感电缆信道。
光纤通信进入铁路以后,数字通道代替实回线实线共线电话业务是用户的必然要求。
传统的共线电话系统是在一对实回线上挂接多个终端,所以必须使用高阻话机(或集中机选号盘)。
目前,高阻话机(铁路集中机选号盘)种类较多,端口特性也不完全相同,但均采用模拟技术、分立元件设计,技术落后,端口为高阻,阻抗离散性大且非纯阻(阻抗随音频频率的变化而变化),摘机和挂机时阻抗变化范围大(摘机阻抗约8.8k欧~16k欧,挂机阻抗约15k欧~25k欧)。
再加上外线距离的长短的变化,整个负载阻抗变化很大。
而普通音频接口的匹配阻抗为600欧姆,所以阻抗匹配的好坏,直接关系到共线系统的性能。
阻抗匹配不好时,会产生较大的回波,势必造成通话音量小、音质差、容易自激(振鸣)等问题。
因此,共线电话解决难度很大,是专网应用的难点,需要解决两个关键技术:
端口阻抗匹配和音频数字叠加。
FA16采用特殊接口电路解决阻抗匹配问题,采用特殊算法完成数字叠加。
此外,共线电话对可靠性要求较高。
为了保证铁路运营的安全,完成音频叠加不能集中在OLT一个点上,否则这个点出现故障则整个调度系统就会瘫痪。
在FA16共线电话系统中,采用分级叠加方式,也称为数字共线。
每个ONU具有64K交叉能力,所以可以将音频叠加分散到多个ONU上完成。
同时,FA16还提供对共线电话的保护。
基本配置如图2-1所示:
图2-1共线电话基本配置图
共线电话由音频端口(VFB)、音频数字叠加板(VDM)和系统的数字交叉连接(PV8)配合起来共同完成。
VFB完成A/D转换、PCM编码、增益调整和阻抗匹配功能。
VDM完成数字共线的音频叠加功能,PV8完成交叉连接和控制功能。
VDM配置原则:
一块VDM可提供16个叠加通道(CH0-CH15),典型情况下,按一组共线电话在一个站占3个通道计算(来自上一站中继的一个时隙、下一站中继的一个时隙、本站一个音频端口),可提供5组共线电话。
故如果某站超过5组,则需配两块。
VFB板采用CB03VFB。
CB03VFB在原CB02VFB基础上开发完成,专用于铁路专网共线/音频业务。
该板共16个端口,其前8路与CB02VFB从实现原理上有很大不同,为半双工工作方式(CB02VFB为双工方式),用于接高阻共线调度分机。
CB03VFB的后8路为普通音频端口,兼容CB02VFB端口功能,可用于接四线600欧的调度总机及普通的2/4线音频专线。
CB03VFB的16路端口均支持共线电话在接入网系统与原实回线系统之间的倒换(光电倒换)功能,即接入网系统出现故障时,共线系统可自动倒换到老实回线系统,故障排除后,自动倒回到接入网系统。
也可以进行人工倒换或不启用倒换功能。
CB03VFB支持端口环回和外线测试功能,以便于维护。
2.2音频接口板(CB03VFB)
2.2.1概述
音频高低阻阻抗接口板(CB03VFB)是专门针对铁路市场而设计的。
提供铁路共线调度系统中高阻终端接口和二/四线音频话路和连接MODEM等功能。
可插在用户框的任意用户板槽位中。
2.2.2主要功能
音频高低阻阻抗接口板(CB03VFB)通过软件实现二/四线转换,增益调整功能,没有馈电、振铃、摘挂机检测等功能,同时,增加了一些新特性。
03VFB板的接口电路部分有两种实现方式,因此就具有两种功能。
单板的上八路采用半双工的工作方式,是专门为铁路的共线调度系统终端提供接口,专门用来接电话集中机、音频分机以及调度总机等。
不能用作普通的点对点音频业务,包括连接MODEM传送数据。
单板的下八路则为普通的音频接口,具有二/四线软件调节功能,用作上八路所不能完成的普通的点对点音频业务,包括连接MODEM传送数据等。
具体特性如下:
1.上八路特性(1-8路)
(4)接口阻抗600欧姆,专门用作铁路共线电话系统中,用于接共线系统中电话集中机等终端设备。
(5)固定用作两线使用,不能用作四线。
两线增益软件可调,调节范围如下:
接收增益:
-11dB郷+4dB
发送增益:
-1dB郷+14dB
上面的调节范围是在音频接口描述表中的设定范围,如果在两线口用600欧姆终端进行测试,实际测试结果为:
接收增益实际值=描述表中设定值+5dB
发送增益实际值=描述表中设定值
(6)具有极强的终端适应能力。
无论终端开路、短路以及阻抗如何变化,回波始终在-40dB以下。
(7)并线能力。
每并一条三公里的线路,增益会降低2dB。
2.下八路特性(9-16路)
(8)二线和四线接口通过软件直接可调。
可以提供八个二线端口或者四个四线端口(一个四线端口是由两个二线端口组成的)。
在数管台的音频接口描述表中,每块板上两线和四线可以混合配置,即板上可以某几路是两线,某几路是四线。
但需要注意的是,在配置四线数据时,只能是由相邻的一个偶数端口和一个奇数端口组成一个四线端口,并且偶数端口固定为发送端,奇数端口固定为接收端。
具体如图2-2所示:
图2-1VFB单板下八路端口配置示意图
在配置四线状态时,若把端口3与端口4配置成一个四线端口是不正确的。
(9)接口阻抗为600欧姆。
(10)接收、发送增益软件可调,通过数管台的音频接口描述表可以进行电平调节,增益调节范围为:
二线:
发送增益:
0dB----+5dB
接收增益:
-7dB-----2dB
四线:
发送增益:
-1dB----+14dB
接收增益:
-11dB----+4dB
注意:
由于两线增益的设置范围与四线增益的设置范围不同,如果两线的接收增益或者发送增益设置值超出范围,单板将执行缺省增益配置,即发送增益为0dB,接收增益为-3dB。
VFB板功能框图如图2-3所示。
图2-2VFB单板功能框图
如上图所示,VFB板主要由编解码器、用户电路部分和CPU构成。
编解码器完成A/D、D/A转换以及部分阻抗匹配、接收发送增益调节、终端平衡回损调节等功能。
用户电路部分主要完成二/四线转换和阻抗匹配功能。
CPU则完成对编解码器的控制以及通过串口同其他单板进行通讯。
二线、四线的接口相对电平、频率损耗失真、增益随输入电平的变化、总失真、空闲信道噪声、串音等六项指标符合《中华人民共和国铁路光缆数字通信工程质量评定验收标准(TB10424--93)》中的规定。
表2-1VFB单板拨码开关设置说明
拨码开关
含义
出厂设置
SW0
不同母板设置开关。
对于HCB、HDB、HEB母板,开关的每一位要处于“OFF”态。
此时单板的五至八路将不支持新老系统倒换功能。
对于HFB、HGB、HIB母板,开关的每一位要处于“ON”态。
此时单板的上八路都支持新老系统倒换功能。
开关处于“OFF”态
SW1
不同母板设置开关。
对于HCB、HDB、HEB母板,开关的每一位要处于“OFF”态。
此时单板的九至十二路将不支持新老系统倒换功能。
对于HFB、HGB、HIB母板,开关的每一位要处于“ON”态。
此时单板的下八路都支持新老系统倒换功能。
开关处于“OFF”态
2.3音频叠加原理
A005系统VDM单板对音频信号进行数字叠加来完成共线电话这项功能。
对每一路音频来说,都有输入和输出两个信号,音频叠加的基本方法就是:
将所有输入信号相加后,减去各自的输入信号作为各自的输出信号。
以图2-4所示的共线电话系统来详细说明其叠加原理:
图2-1音频叠加原理
根据基本叠加方法可以得到:
1'=2
2'=1
2=3+4
3'=2'+4
4'=2'+3
4=5+6
5'=4'+6
6'=4'+5
6=7
7'=6'
代入计算得:
1'=2=3+4=3+5+6=3+5+7
3'=2'+4=1+5+6=1+5+7
5'=4'+6=2'+3+7=1+3+7
7'=6'=4'+5=2'+3+6'=1+3+5
可见,通过这种叠加方式,可以使每一个站点的用户都可以听到该共线组内其它任一站点用户的语音。
根据实现方式的不同,音频叠加可以分为集中叠加和分级叠加两种。
集中叠加是指在一个站点的一块VDM板上对一个共线电话系统中的所有音频信号进行叠加,如图2-5所示;分级叠加是指在每个站点均配置VDM板,对各个站点的音频信号首先在本站点进行叠加,然后再将叠加后的音频信号逐级送往其它站点进行叠加,这样一个共线电话系统中的所有音频的叠加过程分散在各个站点中分级进行,如图2-6所示。
图2-2集中叠加示意图
图2-3分级叠加示意图
2.3.2VDM单板简介
VDM单板是HONET系统中用来对音频信号进行叠加的单板,它插在用户框内,与用户板如ASL、DSL、VFB等单板槽位兼容。
其性能指标如下:
(11)VDM单板与ASL、DSL、VFB单板槽位兼容,插在用户框内,与用户板共用用户框内的HW;
(12)VDM板每板十六个信道,可最多支持对16路音频信号的叠加;
(13)VDM单板每个信道对应一个时隙,采用固定方式分配,即信道0占用0时隙,信道5占用5时隙;
(14)VDM单板十六个信道最大可分为八个共线电话组,每组两个共线用户,共线电话组之间的用户相互独立,互不干扰;
(15)VDM单板不仅支持对VFB接入的音频话机的信号进行叠加,而且可以对用ASL接入的用户话机的信号进行叠加;
(16)VDM板进行16路集中叠加后的话音清晰度、可懂度、自然度较高,并有较好的柔和度;进行16级分级叠加时,由于分级叠加会引入更多的回声,它的叠加效果稍逊于集中叠加,但也有较好的可懂度、清晰度,通话质量较高,可满足话音通信调度系统的使用要求;
(17)VDM板叠加处理能达到通信质量要求,音频信号经过叠加处理后,失真较小,可准确传输DTMF信号。
2.4FA16系统的共线电话保护功能
共线电话的可靠性对于铁路系统来说,是至关重要的。
HONET在共线电话的可靠性方面做了大量的工作,除了在软件上做了大量的保护措施外,还对由于硬件设备的故障造成的共线电话的中断进行了保护。
2.4.1对VDM单板故障的保护
VDM单板在每个ONU内实现音频叠加,当VDM发生故障时,如果不对其进行保护,不仅会造成本ONU音频无法实现叠加,而且还会造成共线电话在本ONU前后断成两段,所以有必要对VDM的故障进行保护。
图2-1VDM正常时的连接情况
图2-7是VDM单板正常时的叠加情况,此时从前后ONU过来的音频信号经过网板交换后在VDM单板下进行叠加。
当VDM发生故障时,HONET将把通往前后ONU的E1直连,也即把前后ONU过来的音频信号直接透传过去,而不在本站进行叠加,如图2-8所示。
这样就把VDM故障的影响只限制在对本ONU内,而不对其它站点产生影响。
图2-2对VDM故障的保护
2.4.2对E1故障的保护
各站间的E1起到把共线电话的音频信号在各站间进行传送的重要作用。
当站间的E1发生故障时,将造成共线电话在故障处断成两段,这显然是不能接受的。
HONET对此种情况也提供了保护机制。
保护方式有两种:
E1保护环方式和光系统/实回线倒换方式。
其中,光系统/实回线倒换方式,需要CB03VFB和A005I版本支持。
根据实际情况,两种保护方式选其一,不能同时使用。
1.E1保护环方式
为了保证在E1故障时,共线电话业务不中断,需要在ONU之间配置主、备用两条E1,在调度机与最后一个ONU之间配置环回E1。
当主用E1正常时,共线电话业务通过主用E1在站间进行传递。
而当主用E1发生故障时,HONET将发生E1故障的两站的主、备用E1直接连通,如图2-9所示。
图2-1E1保护环方式
由上图可见,在未发生故障前,共线电话的业务流向为:
ONUAA、B间主用E1ONUBB、C间主用E1ONUCC、D间主用E1ONUD;发生故障后,共线电话的业务流向则为:
ONUAA、B间主用E1ONUBB出主用E1、B出备用E1B、A间备用E1E1保护环D、C间备用E1C入备用E1、C入主用E1ONUCC、D间主用E1ONUD。
由上述业务流向图可
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