如何解决民航空管系统使用PWE3协议偶发长连接导致甚高频频率异常的方法及研究

如何解决民航空管系统使用PWE3协议偶发长连接导致甚高频频率异常的方法及研究

  王梁 

华北空管局通信网络中心 

【摘要】 我国民航空管单位已广泛使用华为路由器设备传输模拟甚高频业务，其重要协议为IS-IS和PWE3。在实际应用中，PWE3协议偶发出现长连接问题，导致甚高频电台长发，对管制及机组双方造成一定影响。本文详细介绍了解决PWE3协议偶发导致甚高频频率异常的办法。

【关键词】：PWE3协议   长连接  甚高频频率异常  

1.背景介绍

自2018年以来，我国民航空管系统使用了大量使用华为路由设备，其中包括：AR3260，NE20E-S16等，因此组建了全国范围内的民航通信网TDM网系统，系统内部署了IS-IS路由协议及MPLS协议。为更好服务空管系统，保障重要业务传输，各地空管单位广泛使用基于MPLS L2VPN的PWE3协议，即端到端伪线仿真（Pseudo-Wire Emulation Edge to Edge）。它在分组交换网络PSN中尽可能真实地模仿异步传输ATM、帧中继（FR）、以太网、低速TDM电路和SONET/SDH等业务的基本行为和特征的一种二层业务承载技术，实现用户二层报文在PW间透传。

它除了具备MPLS标签交换的快速、灵活的特点，还和其他通道之间互相隔离，实现报文传输的安全。为此，空管单位使用PWE3协议传输模拟甚高频信号和异步转报信号。使用场景如图1所示：

                      图1：使用场景

为保障传输路由冗余及业务自动绕转，甚高频台站侧一般使用2-3台AR3260业务接入设备，接入设备间进行级联，接入设备与分局汇聚或区域汇聚通过不通运营商中继进行连接。当主用链路故障时，业务自动绕转至备用链路，保障业务通畅，系统拓扑如图2所示：

                      图2：系统拓扑

2.问题描述及排查过程

 2022年5月，某地管制单位报修使用某地遥控台某频率通信中断，网络单位值班员先后通过网管检查民航通信网TDM网对应本端信号落地点、远端台站主、备虚链路状态，结果均正常。随后联系本地技保单位及属地化设备保障单位，共同开展故障排查，发现远端遥控台电台设备有长发告警。进一步分段排查后，发现断开远端遥控电台与民航通信网接入设备的备用虚电路所对应的端口连线后，电台长发现象消失，故障基本定位该节点路由器对应端口上。网络部门删除该节点华为AR3260设备对应端口下的PWE3虚电路配置，再重新配置PWE3虚电路后电台长发情况消失，该电台频率使用恢复正常。PWE3虚电路连接情况如图3所示：

图3：PWE3虚电路连接情况

3.原因分析

民航通信网TDM承载网于2021年建成投入运行，为了确保甚高频业务可靠传输，网络规划采用了PWE3主、备虚电路技术（见图3）。主、备虚电路技术是本端设备一个业务端口与远端两台不同接入设备的两个业务端口同时建立PWE3虚电路的技术，为同一甚高频信道建立两个传输通道，形成主、备关系。当主用虚电路所在设备发生硬件故障或长途中继故障导致连接中断时，可自动切换至备用虚电路保障业务正常传输。该方式在近一年的实际运行中也得到了有效验证。PWE3配置如下表1所示：

表1：PWE3配置

随着业务增多，网内部分台站个别备用虚电路对应业务端口异常导致后接甚高频电台出现长发现象。根据几次故障排查处理情况，初步判定AR3260路由器E&M 端口受到未知因素的干扰，引起E&M信令异常启控，导致甚高频电台出现长发现象。华为路由器网管界面并无对应E&M端口状态异常的告警信息显示及声音告警输出，未能有效检测E&M端口激活状态从而导致电台长发。

4.解决方法

4.1删除PWE3备用虚链路

研究发现，配置PWE3备用虚链路后，出现不明原因的E&M端口启控导致电台长故障发明显增多，只配置主用虚链路的情况下，未发生过E&M端口异常导致电台长发的问题。为此，建议将备用虚链路删除，即在用户侧AR3260设备删除PWE3备用虚链路相关配置信息，且在E&M端口下删除mpls l2vc pw-template X.X.X.X（模板编号） XX(VC-ID号) secondary配置，台站侧AR3260设备删除MPLS及PWE3相关配置。

4.2设备版本升级，增加E&M端口限制

华为AR3260路由器使用最广泛补丁为V200R010SPH025.PAT，经过华为工程师开发，在新补丁V200R010SPH4b0.PAT的补丁中增加了E&M端口的2个功能。第一个功能是em-control enable，功能开启后，只有在本端启控情况下，才能将音频传输至台站侧；第二个功能是em check-cycle功能，功能开启后，可定制允许启控时长，用户侧启用频率超过设置的时长后，链路瞬断后继续连接，即可保障启控时长永远小于发电台设置的长发保护时长。具体配置如下表2：

                          表2：配置信息

在测试平台的本端及远端设备上配置上述内容后，开展收放音测试及启控测试。测试发现：启动em-control enable功能后，只有在用户侧起控条件下，管制语音信号通过PWE3建立的虚链路到达台站侧，再通过发射机发射出去；启动em check-cycle功能后，可设置长发抑制秒数，启控时间到达设置的抑制时长后，启控功能中断1秒，再次启控，发射语音信号至远端发信机。

5．结论

通过上述方法的验证，可有效降低电台长发对管制部门的影响，且从技术手段上解决PWE3协议引发的问题。