基于SDH的气象雷达数据传输技术的研究与实现

胡继荣

（民航华东空管局气象中心 上海 200335）

基于SDH的气象雷达数据传输技术的研究与实现

胡继荣

（民航华东空管局气象中心 上海 200335）

针对气象雷达伴随通信技术发展后新的数据传输需求，本文采用同步数字体系（SDH）研究并实现了一套雷达数据传输系统，实现了基于公用电信数据传输网络的雷达数据传输。系统经测试运行，可满足气象雷达数据传输中大数据量、高实时性等要求。

气象雷达；系统设计；数据传输；SDH

随着"十一五计划"的完成，我国已建成由158部多普勒天气雷达构成的新一代天气雷达网。新一代天气雷达是采用多普勒技术通过测量云雨目标等物体对于雷达的相对速度，反演大气水云体流动速度、气风场、垂直气流速度的分布及湍流情况的雷达系统。

相较于传统的常规天气雷达，新一代多普勒天气雷达除了完成常规天气雷达的作用外，还可有效监控各种灾害性天气，定量估测大范围降水。新一代多普勒天气雷达的工作频率有S、C两种波段，在沿海地区及主要降雨流域使用工作频率为S波段的新一代气象雷达，而在内陆地区使用C波段的雷达[1-7]。

SDH是由美国贝尔通信技术研究所在上个世纪八十年代末提出的同步光网络（SONET），该技术是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体，并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。在现如今各种光纤宽带接入网络中，SDH技术的应用最为普遍[8-10]。

同时，SDH技术可满足气象雷达数据传输中对带宽的要求，且即使在未来雷达数据量增加，也只需租用更高带宽的端口，即可满足数据传输要求，价格相对于DDN等线路要低廉的多。因此，本文在充分了解通信技术的发展与气象雷达数据传输要求的基础上，构建了基于SDH技术的气象雷达数据传输系统。

1 系统分析与模块构建

本数据传输系统主要由数据采集机、交换机、协议转换器、控制台和SDH线路组成。系统架构如图1所示[11-15]。

图1 系统功能模块

气象雷达到数据中心的直线距离为25 km，雷达将原始数据传输至数据中心。气象雷达的扫描的速度为36度/s，数据传输速度0.5度传输3 k字节，强度、速度、带宽均为1 k，则要求的网络最小的传输速率为

所以，SDH线路采用带宽为2 M即可，协议转换器采用带宽为2 M的西安大唐公司生产的转换器。

系统的工作流程为：雷达数据通过数据采集机进行采集，采集的信号送至交换机后通过100 Mbps的双绞线到达协议转换器。在协议转换器中，电信号被转化为光信号，转化后的信号经带宽为2 M的SDH数据传输线传送到数据中心，再由协议转换器转换为电信号，交于控制台。在控制台中进行雷达信号处理，获得信号中的信息，并通过刻录机、激光打印机等设备进行数据备份和保存。

2 系统实现

2.1 SDH技术

SDH中以同步传送模块STM－N（Synchronous Transport Mode，N=1，4，16，64）采用的信息结构，其中最基本的模块为STM－1，4个STM－1同步复用构成STM－4。采用SDH传输各种信号，当各信号进入SDH帧均必须有3个步骤：映射、定位和复用。其过程如图2所示。

映射：映射指将不同速率的信号编码后装入相应的标准容器（C）内，然后加入通道开销（POH），最后形成虚拟容器。

定位：定位中将帧发生的相位偏差（帧偏移）信息通过指针定位后，放入支路单元（TU）或管理单元（AU）。

复用：复用指使用多个低阶通道层的信号适配高阶通道，或是将高阶信道的信号适配到复用层。复用中采用字节交叉方式将支路单元放入虚拟容器或将管理单元放入STM-N。

2.2 系统测试

测试环境为：气象雷达到数据中心的直线距离为25 km，雷达将原始数据传输至数据中心。气象雷达的扫描速度为36度/s，数据传输速度0.5度传输3 k字节，强度、速度、带宽均为1 k。采用2 M带宽的SDH线路，协议转换器采用带宽为2 M的西安大唐公司生产的转换器。雷达发送端的波形图，如图3所示。

接收端的波形如图4所示。

图2 SDH服用映射结构

图3 发送端波形

图4 接收端波形

对比分析图3、图4的波形图可看出，通道0正确的完成了数据包的发送与接收，并在校验无误后给发送端发送了确认信号。通道1在接收校验后发生了数据包的错误，进行了重新发送，并最终在接收无误后发送了确认信号，完成了数据的传输。

3 结束语

随着现代通信与雷达技术的发展，气象雷达数据的传输面临着诸如大数据量、高实时性等更多的新挑战。文中基于SDH技术设计并实现了一套气象雷达的数据传输系统，可准确的完成雷达数据包的发送与接收。由于以成熟的SDH技术为基础，本系统成本低，运行稳定，且即使在未来雷达数据量不断的增加，也只需租用更高带宽的端口，即可满足数据传输要求。

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Research and implementation of meteorological radar data transmission technology based on SDH

HU Ji-rong
（CAAC East China Air Traffic Control Meteorological Center，Shanghai 200335，China）

The new demand for data transmission after weather radar along with development of communication technology，paper，synchronous digital hierarchy （SDH）study and implement a set of radar data transmission system，a radar-based data transmission public telecommunications data transmission network.System has been test run，to meet the meteorological radar data transfer large amounts of data，high real-time requirements.

meteorological radar；system design；RADATS；SDH

TP311

A

1674－6236（2016）15-0039-03

2016-01-29 稿件编号：201601278

胡继荣（1978—），男，江苏苏州人，工程师。研究方向：气象探测。