民航空管ATM數據通信網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展論文
摘要:民航空管數據通信網(wǎng)絡(luò )是以ATM信元交換技術(shù)為核心的數據通信網(wǎng)絡(luò )，從架構上主要分為核心層、匯接層和接入層三個(gè)部分組成，主要承載的業(yè)務(wù)有民航自動(dòng)轉報、氣象信息、雷達引接、行政辦公、視頻會(huì )議、IP電話(huà)等。按照國際民航組織提出的新一代航空電信網(wǎng)ATN理念，建設技術(shù)先進(jìn)、性能可靠的民航空管數據通信網(wǎng)絡(luò )，將有益于我國民航整體運行保障能力的提高。
關(guān)鍵詞:ATM技術(shù);民航空管;數據通信
近年來(lái)，隨著(zhù)中國民航業(yè)的飛速發(fā)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(wǎng)絡(luò )時(shí)刻處理著(zhù)海量數據，既滿(mǎn)足了空管系統內各單位空中交通指揮運行需要，也及時(shí)與民航駐場(chǎng)單位共享各種空管業(yè)務(wù)信息，成為確保民航業(yè)安全順暢運行的關(guān)鍵性保障要素。民航空管數據通信網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展經(jīng)歷了模擬專(zhuān)線(xiàn)到分組網(wǎng)，各種復用設備，幀中繼網(wǎng)等各個(gè)發(fā)展階段，目前已經(jīng)建成以ATM信元交換技術(shù)為核心的數據通信網(wǎng)絡(luò )，是一個(gè)統一、先進(jìn)、能夠服務(wù)于整個(gè)民航空管系統并輻射民航全行業(yè)的網(wǎng)絡(luò )，而且能兼容傳統的數據、IP、語(yǔ)言等多種業(yè)務(wù)。
1民航空管數據通信網(wǎng)絡(luò )采用ATM技術(shù)的原因
ATM的全稱(chēng)是異步傳輸模式，是一種基于信元的交換及復用技術(shù)，信元長(cháng)度固定為53個(gè)字節。民航空管數據通信網(wǎng)絡(luò )采用ATM技術(shù)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(shí)分復用方式，對信道帶寬按需求動(dòng)態(tài)分配，可以有效合理的使用信道資源，與傳統通信業(yè)務(wù)相比具有電路利用率高、成本低的特點(diǎn)。二是可以同時(shí)支持各種業(yè)務(wù)。ATM具有強烈的語(yǔ)義透明性和時(shí)間透明性，可以根據不同應用的特性要求同時(shí)支持各種業(yè)務(wù)，包括語(yǔ)音、分組數據、圖像等，滿(mǎn)足空管系統乃至民航業(yè)內各業(yè)務(wù)單位的多種數據、圖像的需求。三是對于現有的各種通信網(wǎng)絡(luò )具有較好的兼容性。民航空管數據通信網(wǎng)絡(luò )涉及多行業(yè)如空管系統各層級單位、機場(chǎng)公司、航空公司和油料公司多個(gè)職能企業(yè)和單位之間的信息數據傳輸，很多單位不在同一地點(diǎn)，甚至同一單位的不同部門(mén)所處地點(diǎn)也不同，通信環(huán)境十分復雜。ATM網(wǎng)絡(luò )的局域網(wǎng)仿真技術(shù)標準，能夠對于多形態(tài)的傳統局域網(wǎng)如以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)等實(shí)現良好兼容，也便于充分利用民航業(yè)原有的窄帶數據傳輸網(wǎng)。
2民航空管ATM數據通信網(wǎng)絡(luò )的主要架構
民航空管ATM數據通信網(wǎng)絡(luò )從架構上主要分為核心層、匯接層和接入層三個(gè)部分組成。核心層主要由2個(gè)核心節點(diǎn)和8個(gè)一級節點(diǎn)組成。這樣設置的主要目的是能快速的轉發(fā)各個(gè)地區空管局至民航局空管局，以及各個(gè)地區空管局之間的數據包，并以此作為ATM的骨干網(wǎng)，雙核心結構實(shí)現了數據的雙備份，同時(shí)也提高可靠性。匯接層主要由7個(gè)地區空管局下轄的35個(gè)二級節點(diǎn)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(diǎn)的中高速業(yè)務(wù)提供接入服務(wù)，它主要承擔轉發(fā)部分二級節點(diǎn)和各三級節點(diǎn)到核心層的數據。網(wǎng)絡(luò )結構采用以一級節點(diǎn)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(wǎng)絡(luò )結構采用以二級節點(diǎn)為核心的星型結構，由35個(gè)二級節點(diǎn)下的近百個(gè)三級節點(diǎn)構成，主要為節點(diǎn)本地的中低速業(yè)務(wù)提供接入服務(wù)，各個(gè)三級節點(diǎn)利用SDH數據電路、DDN電路或衛星電路連接到二級節點(diǎn)。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(xiàn)路可以選擇。
3民航空管ATM數據通信網(wǎng)絡(luò )的主要業(yè)務(wù)
民航空管ATM數據通信網(wǎng)絡(luò )主要承載的業(yè)務(wù)有民航自動(dòng)轉報、氣象信息、雷達引接、行政辦公、視頻會(huì )議、IP電話(huà)等。在眾多的空管業(yè)務(wù)中對于計算機通信網(wǎng)絡(luò )的需求呈現出不同的要求，具體呈現在寬帶時(shí)速、流量、保密性以及可靠性等方面。結合對民航空管具體業(yè)務(wù)的分析，空管ATM數據通信網(wǎng)絡(luò )的業(yè)務(wù)主要包括:一是自動(dòng)轉報業(yè)務(wù)，由于機場(chǎng)每天接受的信息數據比較大，根據不完全統計，機場(chǎng)每天的發(fā)報數量在十萬(wàn)份以上，雖然每天收發(fā)報的數據量比較大，但是發(fā)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(wǎng)絡(luò )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(yè)務(wù)。雷達傳輸業(yè)務(wù)在飛機管控業(yè)務(wù)中占據重要的作用，如果雷達信息傳輸速度不高，就會(huì )影響空管業(yè)務(wù)質(zhì)量，例如雷達傳輸速度不高就會(huì )造成飛機的實(shí)時(shí)信息傳入到管控部門(mén)的信息存在滯后，進(jìn)而會(huì )發(fā)生嚴重的安全事故。另外雷達信息傳輸網(wǎng)絡(luò )系統對于網(wǎng)絡(luò )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(shí)，如果出現網(wǎng)絡(luò )擁塞就會(huì )出現沒(méi)有及時(shí)處理的雷達信息可能會(huì )被系統丟棄，這樣就會(huì )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(chǎn)生的點(diǎn)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(lài)于網(wǎng)絡(luò )通信系統，例如在信息化辦公環(huán)境下，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )可以提高辦公效率。例如航空企業(yè)實(shí)行的電子郵箱就是利用網(wǎng)絡(luò )的顯著(zhù)特征;四是視頻會(huì )議。在強調網(wǎng)絡(luò )辦公的環(huán)境下，實(shí)現視頻會(huì )議對于提高民航空管業(yè)務(wù)能力具有重要的意義，由于視頻會(huì )議對實(shí)時(shí)性要求比較強，為保障高效的信息傳輸，視頻會(huì )議所需要的數據通信網(wǎng)絡(luò )寬帶需要達到2M，這樣才能保障視頻會(huì )議的正常運行。
4民航空管數據通信網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展方向
隨著(zhù)通信技術(shù)的高速發(fā)展，ATM技術(shù)顯現了對帶寬資源分配不靈，新業(yè)務(wù)拓展能力差，專(zhuān)線(xiàn)上的用戶(hù)數據可被運營(yíng)商的技術(shù)人員捕獲和篡改，開(kāi)放性網(wǎng)絡(luò )信息化系統易被害客利用網(wǎng)絡(luò )系統漏洞進(jìn)行遠程入侵，采用大量基于IP技術(shù)的業(yè)務(wù)應用系統且易受攻擊等缺陷，已逐步開(kāi)始退出主流通信技術(shù)市場(chǎng)。根據國際民航組織提出的新一代航空電信網(wǎng)ATN理念，未來(lái)民航空管數據通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)應符合ISO/OSI網(wǎng)絡(luò )參考模型。地面數據通信網(wǎng)絡(luò )將采用IP加光纖，物理層采用光纖作為傳輸介質(zhì)，在接入網(wǎng)采用EPON技術(shù)等，在骨干網(wǎng)采用DWDM技術(shù)等�？偠灾�，建設技術(shù)先進(jìn)、性能可靠的空管數據通信網(wǎng)絡(luò )，整合當前按地域和專(zhuān)業(yè)分割的信息子系統，對減少空中交通擁堵帶來(lái)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(fā)展空管數據通信網(wǎng)絡(luò )系統，以此提高我國民航整體運行保障能力。
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