TDM承載網(wǎng)和ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸?shù)膮^(qū)別

劉麗芳

（民航河北空管分局，河北 石家莊 050802）

0　引言

隨著民航事業(yè)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，航空通信業(yè)務(wù)也隨之不斷完善和拓寬，對(duì)快捷的通信方式，和多種信息適時(shí)處理的要求越來越高，TDM承載網(wǎng)技術(shù)便應(yīng)用而生。目前在全國(guó)范圍內(nèi)，數(shù)據(jù)網(wǎng)ATM傳輸技術(shù)正逐步被承載網(wǎng)TDM傳輸技術(shù)所取代，光纖通信網(wǎng)絡(luò)已建設(shè)成多數(shù)地區(qū)覆蓋的光纖專用網(wǎng)絡(luò)。在通信系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行過程中，不僅需要光纖通信網(wǎng)絡(luò)提供非?？煽康闹С?，同時(shí)還需要通信網(wǎng)絡(luò)具有更高的安全性。在這樣的背景下，作為通信系統(tǒng)重要的組成部分，本地傳輸網(wǎng)光纖通信的可靠性及安全性建設(shè)與管理就顯得極為重要。目前民航空管核心業(yè)務(wù)主要包括甚高頻話音、監(jiān)視（雷達(dá)和ADS-B）、自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)、管制移交電話等。TDM承載網(wǎng)主要用于甚高頻話音、雷達(dá)、自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)等關(guān)鍵業(yè)務(wù)的接入，同時(shí)支持ADS-B、管制移交電話業(yè)務(wù)接入滿足未來業(yè)務(wù)拓展的需要。

以前民航空管系統(tǒng)的傳輸是以ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)為主要傳輸鏈路，根據(jù)ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)的傳輸，目前存在的問題是CS域采用ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行傳輸，現(xiàn)有的基于TDM TMSC設(shè)備將無法繼續(xù)使用，并且ATM交換機(jī)傳輸之間，會(huì)使網(wǎng)絡(luò)中的故障信元增加，而ATM交換機(jī)的停機(jī)時(shí)間將降低網(wǎng)絡(luò)的可靠性，所以TDM承載網(wǎng)傳輸是必然要取而代之的，雖然TDM承載網(wǎng)將需要占用較多的帶寬資源，但是可以重新使用TMSC、STP設(shè)備。TDM承載網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較清晰，設(shè)備維護(hù)具有延續(xù)性，CS域業(yè)務(wù)的QoS和安全性能夠得到保障。綜合比較分析，目前采用ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)不如采用TDM承載網(wǎng)。

1　ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)簡(jiǎn)介

ATM全稱是Asynchronous Transfer Mode即異步傳輸模式，是一種在寬帶電路上可以同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)、語音和視頻信號(hào)的技術(shù)，其硬件和軟件平臺(tái)組成了一個(gè)基于交換和信元中繼的基本通信架構(gòu)。ATM是一種基于信元的交換和復(fù)用技術(shù)，綜合了電路交換和分組交換的特點(diǎn)。ATM是面向連接的，即任何一個(gè)ATM終端用戶在于另一用戶通信時(shí)都需要建立連接。ATM的特點(diǎn)是對(duì)于任何形式的業(yè)務(wù)都能達(dá)到最佳的網(wǎng)絡(luò)資源利用率。ATM具有多業(yè)務(wù)適配，適應(yīng)1Kbps至幾百M(fèi)bps的各種業(yè)務(wù)，它采用類似于電路交換的呼叫連接方式，在用戶之間建立虛電路，使用STDM（統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用），帶寬分配靈活。簡(jiǎn)化了分組交換中的許多通信規(guī)程。

ATM工作原理是其交換結(jié)構(gòu)應(yīng)該能夠完成兩方面基本功能，一是空間交換，即將信元從一條傳輸線上交換到另一條上，又叫路由選擇；另一功能是時(shí)間交換，即將信元從一個(gè)時(shí)隙轉(zhuǎn)移到另一時(shí)隙。

ATM數(shù)據(jù)通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)分為物理層、ATM層、AAL層及高層。

物理層是傳輸信息流的載體，物理層有傳輸會(huì)聚（TC）和物理媒體(PMD)連接兩個(gè)子層。ATM層利用物理層提供的信元傳送功能，向外部提供傳送ATM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元的功能。AAL層的主要作用是將高層的用戶信息分段裝配成信元，吸收信元延時(shí)抖動(dòng)和信元丟失，并進(jìn)行流量控制和差錯(cuò)控制。

ATM民航數(shù)據(jù)網(wǎng)支持的業(yè)務(wù)類型及實(shí)現(xiàn)方式有：ATM業(yè)務(wù)，幀中繼業(yè)務(wù)，IP業(yè)務(wù)，VOLP業(yè)務(wù) （語音 IP業(yè)務(wù)），X.25/異步業(yè)務(wù)，電路仿真業(yè)務(wù)及幀透?jìng)鳂I(yè)務(wù)。

2　TDM承載網(wǎng)簡(jiǎn)介

在民航空管系統(tǒng)中，雖然ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)現(xiàn)在還處于主要的傳輸鏈路。但是ATM傳輸?shù)腎P定時(shí)性不好，無法實(shí)現(xiàn)透?jìng)?，帶來維護(hù)的難度高和設(shè)備備件價(jià)格昂貴，設(shè)備一次性投入成本高，傳輸協(xié)議的復(fù)雜性開銷等缺點(diǎn)，所以ATM數(shù)據(jù)網(wǎng)傳輸將逐步被TDM承載網(wǎng)傳輸所取代。

TDM是時(shí)分復(fù)用的一種技術(shù)，時(shí)分復(fù)用是指一種通過不同信道或時(shí)隙中的交叉位脈沖，同時(shí)在同一個(gè)通信媒體上傳輸多個(gè)數(shù)字化數(shù)據(jù)、語音和視頻信號(hào)等的技術(shù)。對(duì)于時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)來說，全網(wǎng)的時(shí)間同步是很重要的，否則不能精準(zhǔn)地傳遞信息。目前存在兩種同步時(shí)分復(fù)用系統(tǒng)：準(zhǔn)同步數(shù)字系列PDH和同步數(shù)字系列SDH。準(zhǔn)同步數(shù)字系列的通信網(wǎng)中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的高精度時(shí)鐘還是有微小差別的，嚴(yán)格來說并不是真正的同步，因此通常都用在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信中。在目前復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)中，SDH應(yīng)用更多，SDH的幀結(jié)構(gòu)中有豐富的開銷比例，可以大大增加網(wǎng)絡(luò)維護(hù)管理功能，便于網(wǎng)絡(luò)集中統(tǒng)一管理。

圖1　TDM承載網(wǎng)結(jié)構(gòu)分層

隨著光纖通信技術(shù)的發(fā)展，TDM承載網(wǎng)被更加廣泛地應(yīng)用，例如光時(shí)分復(fù)用OTDM技術(shù)。OTDM技術(shù)是在一根光纖上只傳輸一個(gè)波長(zhǎng)的光信號(hào)，它首先要求光脈沖必須是RZ碼，各路光信號(hào)通過占用不同時(shí)隙復(fù)用成一路，即在一路光脈沖之間插入幾路相對(duì)于第一路具有不同時(shí)延的光脈沖，以提高單根光纖的傳輸速率。OTDM技術(shù)將傳統(tǒng)的電信號(hào)傳輸載體換成了光信號(hào)，這也是未來光纖通信的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

TDM技術(shù)主要用于將多個(gè)低速率數(shù)據(jù)流結(jié)合為單個(gè)高速率數(shù)據(jù)流來進(jìn)行傳輸，并且來自多個(gè)不同源的數(shù)據(jù)被分解為各個(gè)部分(位或位組)，這些部分以規(guī)定的次序進(jìn)行傳輸。這樣就使每個(gè)輸入數(shù)據(jù)流即成為輸出數(shù)據(jù)流中的一個(gè)"時(shí)間片段"。必須維持好傳輸順序，從而輸入數(shù)據(jù)流才可以在目的端進(jìn)行重組。特別值得注意的一點(diǎn)是相同設(shè)備通過相同 TDM技術(shù)原理卻可以執(zhí)行相反過程，就是將高速率數(shù)據(jù)流分解為多個(gè)低速率數(shù)據(jù)流，該過程稱為解除復(fù)用技術(shù)。因此，在同一個(gè)箱子中同時(shí)存在時(shí)分復(fù)用器和解復(fù)用器(Demultiplexer)是非常常見的。

本區(qū)表層土壤中Hg含量偏低，土壤Hg含量的變化范圍為51.7～178 μg/kg，均值為84.16 μg/kg，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)篩選值(1300 μg/kg)[4]，表明本區(qū)土壤環(huán)境質(zhì)量中單指標(biāo)Hg處于清潔狀態(tài)。

民航空管系統(tǒng)的TDM承載網(wǎng)設(shè)備分為：高級(jí)匯聚交換設(shè)備、匯聚交換設(shè)備、臺(tái)站接入設(shè)備、綜合接入設(shè)備、TDM業(yè)務(wù)落地設(shè)備。如圖1。

隨著TDM承載網(wǎng)的建設(shè)，目前民航河北空管分局內(nèi)部開始使用SDH環(huán)網(wǎng)進(jìn)行傳輸。它是一個(gè)綜合傳輸環(huán)網(wǎng)，用于傳輸雷達(dá)、甚高頻、氣象、導(dǎo)航、視頻、環(huán)境監(jiān)控、OA等業(yè)務(wù)。

根據(jù)民航河北空管分局的現(xiàn)狀，將在石家莊機(jī)場(chǎng)內(nèi)建設(shè)一個(gè)傳輸速率為622M的SDH光環(huán)網(wǎng)。民航河北空管分局本地骨干環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)包括：新建航管樓、現(xiàn)有航管樓、現(xiàn)有二次雷達(dá)站、本場(chǎng)VOR/DME臺(tái)、新建氣象雷達(dá)站以及新建二次雷達(dá)站六個(gè)站點(diǎn)。

新建光纖環(huán)網(wǎng)以SDH設(shè)備組網(wǎng)，全網(wǎng)均采用智能光網(wǎng)絡(luò)系列產(chǎn)品。本次在新建航管樓采用大容量的高端SDH設(shè)備；在現(xiàn)有航管樓、現(xiàn)有二次雷達(dá)站、本場(chǎng)VOR/DME臺(tái)、新建氣象雷達(dá)站以及新建二次雷達(dá)站采用網(wǎng)絡(luò)容量小，配備低端的SDH設(shè)備。在新航管樓配置一套網(wǎng)管系統(tǒng)，對(duì)6個(gè)站點(diǎn)光傳輸設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)管理和維護(hù)，并且SDH設(shè)備仍保留升級(jí)至2.5G環(huán)的能力。

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