WTN-3000短波联网控制系统

2019-08-28 15:16:00

来源:新维科麦

一、系统概述

1.1 地面网络对传统短波通信的强化作用

短波以电离层折射为主要传播路径,具有通信距离远、抗毁能力强等天然优势,一直是军事、警用、应急、地广人稀地区的主要通信手段。但传统的短波通信存在一些弱点:

① 距离很远时信号弱且不稳定;车台在100公里内存在盲区;天线的方向性导致非主波瓣方向的台站通信不佳;等等。解决这类问题的传统方法是加大电台功率、改换天线类型及场地等,但受限于投资和其它因素,不易普遍实施。

② 所有台站都是独立工作,指挥调度只能依靠通信规则人为掌控,缺少设备手段的支持。

目前网络技术飞速发展,依托四通八达的数字网络,各种无线通信系统都在迈向智能化和网络化,短波地面基站的联网应用则相对滞后。面对各行业短波用户对基站联网的强烈需求,北京新维科麦电信设备有限公司研发了WTN-3000短波基站网控系统。

WTN-3000系统借助局域网,将分散在各地的独立短波基站,整合成联网运行、资源共享的整体,一方面实现短波信号的高质量无缝覆盖,同时形成完整的指挥调度体系,从根本上提高区域性用户乃至全国性大用户的短波通信保障能力。

必须说明:WTN-3000系统并没有削弱短波网原有的自主通信能力,而是强化了其弱项。万一出现战争等极端情况造成地面网络大规模损毁,短波网仍可使用传统方式正常通信。

1.2、WTN-3000与其他短波联网设备的区别

近年来出现了提供IP接口的新型短波电台,这类电台可以设置IP地址,通过局域网互联。市面上也有一些设备可以用于电台的网络互联。WTN-3000与这些设备相比,性能有以下区别:

①与IP型短波电台的区别

提供IP接口的短波电台都属于软件化电台,这类新型电台的控制指令是数字化的,可以直接通过IP连接局域网。但存在明显的制约:一是同一家工厂生产的模拟化电台已经大量装备到客户,这些原有电台不具备IP接口,无法与新型电台直接实现网络互联,必须附加IP接口设备,否则必须淘汰原有电台,造成浪费。二是这类电台通常没有中文管理系统,不支持我国用户的使用要求。第三,更重要的是,我国军、警、政府用户的通信系统,为了信息安全,通常不允许国外产品通过IP接入专用网络。

WTN-3000系统是国产设备,软件协议按照中国国军标的技术规范设计,不存在网络安全隐患;既可以用于软件化电台,也可以用于模拟电台;提供中文PC终端和中文管理系统,安全性和兼任型都适合于我国专业短波网推广。

②与其他网络互联设备的区别

WTN-3000与其他网络互联设备的区别主要是技术方面的。

目前所见的网络互联设备,大都采用声码化器件处理电台的话音和控制指令。受到器件自身的性能限制,这类互联产品普遍存在延时、失真、信号衰减、易受干扰等问题。少数产品采用自研的器件,分路处理话音和控制指令,链路复杂,占用带宽较宽,对网络性能要求苛刻。此外很少见到成熟完整的短波联网系统(包括硬件、智能终端、系统软件)。

二、 WTN-3000系统的技术描述

2.1网络架构

WTN-3000属于一点多址系统,用户不仅使用自己的台站,还可以通过网络选择网内的其它空闲基站与目标电台通信(见下图)。

没有条件架设电台的单位,也可以安装操作终端联网使用各地台站。例如高层领导机关,不必架设电台就可使用各地所属单位的短波基站。

当网内的台站都具备一点多址特征时,就构成了网格化的多点多址系统,全网通信质量整体优化,话路增加,设备利用率提高,为统一指挥、统一管理、共享资源提供了设备条件。

2.2中文PC用户终端

中文PC终端是WTN-3000系统的高级使用形式,由PC机接管了每个短波电台面板的操作功能。

PC终端还提供电台所不具备的信息处理功能,例如档案、录音、监控等,不仅服务于本站,还支持台站之间的信息共享。

除了基站的联网操作,PC终端还有一项重要的创新功能,就是利用汉字库和特殊编码技术,利用电台的短信息功能发送和接收中文信息:在PC机上输入一段中文信息,然后操作电台的短信息呼叫,电台即以每节8个汉字自动接续发送,收方电台的PC终端累积显示整个中文信息(超过100字),类似北斗导航的文字传输功能。由于通过无线方式传输,不仅基站台,网内的车载台和单兵台,只要配装WTN中文终端就可以实现中文信息交流。这项功能无疑具有很高的使用价值。

三、WTN-3000系统的主要设备

WTN-3000系统的设备包括三大部分:短波电台设备;PC操作终端(计算机及系统软件);WTN网控设备。

3.1 短波电台设备

WTN-3000系统中的每个短波基站,仍由短波电台及配套的稳压电源和天线组成,短波电台可以是125W的,也可以是500W或1KW的。

目前的WTN系统软件是基于宝丽2050(125W)电台和2075(500W或1KW)电台设计的。这种电台接收弱信号能力强,发射能效比高,具备标准RS232接口,提供军用和公务短波通信的各种功能(包括用于电子对抗的卫星同步跳频功能,软件数字加密功能,公务短波通信必不可少的CCIR493选呼功能及定位、报警、短信息等基于选呼的功能)。

2050电台在WTN-3000系统中担任通道设备,不配备控制面板,所有操作均由PC终端完成。

3.2中文 PC终端

PC终端包括计算机和中文操作系统软件。

用于PC终端的计算机

PC终端使用的计算机种类,可根据需求可选择台式或笔记本,也可选用台式机箱上镶嵌的工控PC机(下图右)。PC界面可以在指挥大厅的屏幕墙上显示。
 

PC终端不使用计算机的声卡放音,而是将网络传来的音频信号直接扩音,避免了计算机音频系统的固有延时,使信号更为流畅。

计算机最低配置:

CPU:2GHz,双核;Windows7或WindowsXP操作系统,内存大于1GB;硬盘大于200GB。

接口:UBS接口2个,RS232串口1个,RJ45网口2个。

中文系统软件

PC终端使用的系统软件包括两部分功能:一部分是短波电台的操作功能,包括呼叫、基本状态设置、信道设置、后台编程等,另一部分是基于PC机的信息处理功能(通信日志,台网档案,预存文件,录音及检索等)。

网内的每个短波台站都配有自己PC操作界面,从界面上可看到该站的站名、台址(ID码)、隶属单位等信息。

单站界面的上层是首页界面。首页界面提供所有网内可用电台的路由窗口,每个路由窗口显示对应台站的占用状态等简单提示。点击窗口即进入该站的专有界面供通信使用。

根据大用户的需求,还可以定制更高层级的首页界面。

对于某个PC终端,允许使用哪些外地台站是根据领导机关分派或根据使用单位之间的协议,在系统设计和施工时,通过编程网络适配器的IP来确定的。

3.3 WTN网控设备

WTN-3000系统的另一项核心设备是电台专用网络适配器(WTN-3001),其功能是实时双向处理电台和PC终端之间的操作指令,同时对话音信号进行数字化处理并与操作指令流共同分集整合,然后有序控制网络链路收发。

网络适配器占用带宽32K,保真传送信号(可播放音乐),无延迟,是一般声码化设备不能相比的。

每个PC终端和每部电台都需要配置一个网络适配器,通过编程IP地址,将网络适配器分配给指定的一个PC终端或一部电台。

网控适配器安装在19寸1U机箱内,每个机箱最多可安装4个网络适配器,每个网络适配器在机箱面板上都有一个小指示窗,说明其空闲或占用情况。如果接入台站多,就需增加机箱数量,根据用户需求,网络适配器最多可增加至16个以上(4个19寸1U机箱)。

四、WTN-3000系统的网络接入

4.1网口接入设备

网络适配器通过网络接入模块(WTN-3002)连接数字网络。由于需要控制多部异地电台,网络接入模块增加,因此还需要配备一台网络交换机(单独的19寸1U机箱)。所有网络接入模块都接入网络交换机,交换机的输出端连接用户室内的网络接口。

网络交换机的路由数量根据某站的特定控制目标数量决定,例如1×8、1×12、1×24等。

网络接入模块与网络适配器安装在同一个19寸1U机箱内。

4.2网络类型

WTN-3000系统支持局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)。

链接距离:局域网10公里以内,城域网可控制10~100公里,广域网可达数千公里。

4.3网络参数

网络链接和协议

1. 支持TCP/IP 服务器、TCP/IP 客户端、UDP 协议接入,通信时系统自动切换为统一的Real Com Driver 工作模式,并有能力实现STCP、SNMP等协议。

2. 无论工作于TCP/IP还是UDP网络协议,都能在断网后自动恢复链接。

3. 支持Modbus RTU 的网络化升级,可与三维力控模态组件配合;并支持直接将Modbus TCP 转化为Modbus RTU 。

4. 支持DHCP,解决IP 管理和IP 冲突问题。支持DNS,满足通过域名实现通信的要求。

网络传输及延迟

网络接口:10/100/1000 MBase;传输速率:38.4/115.2 kbps。

专网广域网500公里延迟<200ms;专网城域网100公里延迟<100ms;局域网20公里延迟<50ms。

五、相关技术问题解答

5.1如果用户没有网络接口怎么办?

有些用户没有网络接入端口,可以向电信运营商(中国联通、中国电信等)租用网络。

5.2 WTN-3000系统中的用户终端可以划分级别吗?

从技术和设备角度看,各级用户部分等级。但可以人为划分台站(PC终端)的使用等级。例如某省某总队,作为省级最高指挥机关,可以再终端上设置所有下级台站的接入界面,而下级PC终端允许接入网内的哪些台站由总队授权(可以只授权使用部分台站)。

5.3移动台能实现WTN-3000系统的功能吗?

车载台如果配用WTN系统的PC终端,并提供接入光纤网络的无线链路设备,就可以加入WTN-3000网络。

如果移动台不能提供网络链路,就无法入网。但是WTN系统的PC操作终端仍可执行电台的所有操作和全中文显示。

六、WTN-3000系统的单站设备配置

说明:不安装短波电台的站,只购买后4项。

特别重要的是,WTN系统的PC智能终端(无需调制解调器),利用电台的选呼信令,通过无线方式发送中文信息,每帧8个汉字接续式发送,在收方的PC终端上累积显示全文,超过100个汉字。这项独创功能类似于北斗短信,对于海上和偏远内陆的用户无疑非常有用。

集线器

PC多终端的多席位操作

很多用户需要多部门共用一部电台(例如航空公司的地面短波基站,由航管、保安、供应、旅客服务等部门共用),对于这类需求,可以选用WTN-3210多席位PC终端)。

每个工作席位都配置显示和操作设备,所有席位共用一台PC服务器。各席位通过网络服务器申请链接,服务器根据预设程序,对各个席位输入的操作信息进行监测和派接,根据链路忙闲状态和该终端的优先权限回应申请,自动拆卸或搭接链路。

 

遥控型短波基站怎样接入WTN-3000网络

很多用户的短波基站,受场地限制,电台主机和天线安装在远处,操作终端放在办公楼,称为遥控方式。(遥控与网控是不同的概念,遥控是操作本站电台,网控是指操作本站以外的其它电台)。

遥控方式的WTN操作终端可取代或新建与电台主机之间的链接通路。

 

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