民航空管ATM數據通信網絡的發展

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摘要:民航空管數據通信網絡是以atm信元交換技術為核心的數據通信網絡，從架構上主要分為核心層、匯接層和接入層三個部分組成，主要承載的業務有民航自動轉報、氣象信息、雷達引接、行政辦公、視頻會議、IP電話等。按照國際民航組織提出的新一代航空電信網ATN理念，建設技術先進、性能可靠的民航空管數據通信網絡，將有益于我國民航整體運行保障能力的提高。

關鍵詞:ATM技術;民航空管;數據通信

近年來，隨著中國民航業的飛速發展，民航航班流量和空管保障航班架次也不斷攀升。作為民航運輸的重要基礎設施，民航空管數據通信網絡時刻處理著海量數據，既滿足了空管系統內各單位空中交通指揮運行需要，也及時與民航駐場單位共享各種空管業務信息，成為確保民航業安全順暢運行的關鍵性保障要素。民航空管數據通信網絡的發展經歷了模擬專線到分組網，各種復用設備，幀中繼網等各個發展階段，目前已經建成以ATM信元交換技術為核心的數據通信網絡，是一個統一、先進、能夠服務于整個民航空管系統并輻射民航全行業的網絡，而且能兼容傳統的數據、IP、語言等多種業務。

1民航空管數據通信網絡采用ATM技術的原因

ATM的全稱是異步傳輸模式，是一種基于信元的交換及復用技術，信元長度固定為53個字節。民航空管數據通信網絡采用ATM技術的主要基于以下考慮。一是較高的傳輸速率和較高的電路利用率。ATM的傳輸速率可高達100Mbit/s以上，由于使用時分復用方式，對信道帶寬按需求動態分配，可以有效合理的使用信道資源，與傳統通信業務相比具有電路利用率高、成本低的特點。二是可以同時支持各種業務。ATM具有強烈的語義透明性和時間透明性，可以根據不同應用的特性要求同時支持各種業務，包括語音、分組數據、圖像等，滿足空管系統乃至民航業內各業務單位的多種數據、圖像的需求。三是對于現有的各種通信網絡具有較好的兼容性。民航空管數據通信網絡涉及多行業如空管系統各層級單位、機場公司、航空公司和油料公司多個職能企業和單位之間的信息數據傳輸，很多單位不在同一地點，甚至同一單位的不同部門所處地點也不同，通信環境十分復雜。ATM網絡的局域網仿真技術標準，能夠對于多形態的傳統局域網如以太網、快速以太網等實現良好兼容，也便于充分利用民航業原有的窄帶數據傳輸網。

2民航空管ATM數據通信網絡的主要架構

民航空管ATM數據通信網絡從架構上主要分為核心層、匯接層和接入層三個部分組成。核心層主要由2個核心節點和8個一級節點組成。這樣設置的主要目的是能快速的轉發各個地區空管局至民航局空管局，以及各個地區空管局之間的數據包，并以此作為ATM的骨干網，雙核心結構實現了數據的雙備份，同時也提高可靠性。匯接層主要由7個地區空管局下轄的35個二級節點組成。主要的作用是用于連接接入層和核心層，并為本地節點的中高速業務提供接入服務，它主要承擔轉發部分二級節點和各三級節點到核心層的數據。網絡結構采用以一級節點為核心的星型結構，既保證了同級間的信息快速共享，又方便了本級和上級間的信息高速傳遞。接入層網絡結構采用以二級節點為核心的星型結構，由35個二級節點下的近百個三級節點構成，主要為節點本地的中低速業務提供接入服務，各個三級節點利用SDH數據電路、DDN電路或衛星電路連接到二級節點。這樣的結構一是便于同級間的數據有效傳輸，二是在本級與上級間提供了不同種的傳輸線路可以選擇。

3民航空管ATM數據通信網絡的主要業務

民航空管ATM數據通信網絡主要承載的業務有民航自動轉報、氣象信息、雷達引接、行政辦公、視頻會議、IP電話等。在眾多的空管業務中對于計算機通信網絡的需求呈現出不同的要求，具體呈現在寬帶時速、流量、保密性以及可靠性等方面。結合對民航空管具體業務的分析，空管ATM數據通信網絡的業務主要包括:一是自動轉報業務，由于機場每天接受的信息數據比較大，根據不完全統計，機場每天的發報數量在十萬份以上，雖然每天收發報的數據量比較大，但是發報的內容比較短，屬于很短的ASCII碼文件，因此相對而言，其對于網絡通信設備的要求性能比較低，尤其是對寬帶的速度要求不高，因此可以選擇低速鏈路傳輸;二是雷達信息傳輸業務。雷達傳輸業務在飛機管控業務中占據重要的作用，如果雷達信息傳輸速度不高，就會影響空管業務質量，例如雷達傳輸速度不高就會造成飛機的實時信息傳入到管控部門的信息存在滯后，進而會發生嚴重的安全事故。另外雷達信息傳輸網絡系統對于網絡信息的丟包率要求也比較高，例如在出現較多的信息傳入時，如果出現網絡擁塞就會出現沒有及時處理的雷達信息可能會被系統丟棄，這樣就會影響到雷達信息的可靠性。例如當系統出現丟包現象之后，因為雷達數據融合所產生的點跡分裂，從而在數據中心顯示出不準確的飛行信息，干擾管控工作人員的判斷;三是行政辦公。行政辦公需要依賴于網絡通信系統，例如在信息化辦公環境下，通過網絡可以提高辦公效率。例如航空企業實行的電子郵箱就是利用網絡的顯著特征;四是視頻會議。在強調網絡辦公的環境下，實現視頻會議對于提高民航空管業務能力具有重要的意義，由于視頻會議對實時性要求比較強，為保障高效的信息傳輸，視頻會議所需要的數據通信網絡寬帶需要達到2M，這樣才能保障視頻會議的正常運行。

4民航空管數據通信網絡的發展方向

隨著通信技術的高速發展，ATM技術顯現了對帶寬資源分配不靈，新業務拓展能力差，專線上的用戶數據可被運營商的技術人員捕獲和篡改，開放性網絡信息化系統易被黑客利用網絡系統漏洞進行遠程入侵，采用大量基于IP技術的業務應用系統且易受攻擊等缺陷，已逐步開始退出主流通信技術市場。根據國際民航組織提出的新一代航空電信網ATN理念，未來民航空管數據通信網絡技術應符合ISO/OSI網絡參考模型。地面數據通信網絡將采用IP加光纖，物理層采用光纖作為傳輸介質，在接入網采用EPON技術等，在骨干網采用DWDM技術等。總而言之，建設技術先進、性能可靠的空管數據通信網絡，整合當前按地域和專業分割的信息子系統，對減少空中交通擁堵帶來的航班延誤、飛行安全隱患、能源浪費等具有重要的意義，因此我國要大力發展空管數據通信網絡系統，以此提高我國民航整體運行保障能力。

作者:江榮珍 單位:民航江西空中交通管理分局