民航航空電信網(wǎng)技術應用研究

殷國恒

摘要：民航航空地地、地空的一體化發(fā)展是現(xiàn)在民航公司追尋的一個新的目標，為了使一體化的發(fā)展更加迅速、開展得更加順利，就得使用航空電信網(wǎng)。航空帶電信網(wǎng)的出現(xiàn)給民航公司帶來了一場變革，航空電信網(wǎng)不僅綜合了很多種通信設備的特性，還可以使路由轉(zhuǎn)發(fā)信息，這體現(xiàn)了網(wǎng)絡在民航公司利用的合理性。文章通過對ATN的應用程序、體系結構和應用現(xiàn)狀進行分析和研究，為后期技術改良提供更多理論和實踐支持。

關鍵詞：ATN；應用程序；體系結構；應用

1 概述

隨著科技和時代的發(fā)展，人們?yōu)榱斯?jié)省更多的時間，通常都會選擇速度較快的飛機作為出行的交通工具。雖然這種情況給眾多的民航公司帶來了經(jīng)濟上的大豐收，但也給他們帶來了新的問題。由于飛機數(shù)量的增多，空中的交通出現(xiàn)了擁堵的現(xiàn)象，現(xiàn)有的航空通信設備已經(jīng)解決不了航空公司新出現(xiàn)的這些問題。為了使這個問題得到解決，早年間國際民航組織就經(jīng)過了深入的探索，最終他們提出了新航行系統(tǒng)的概念[1]。他們引入這個概念是希望通過這個新系統(tǒng)聯(lián)合衛(wèi)星來改善空管系統(tǒng)的概念，而新航空電信網(wǎng)（Aeronautical Telecommunication Network，ATN）是目前新航行系統(tǒng)的重要組成。有了新航空電信網(wǎng)才能將新航行系統(tǒng)由理論變成現(xiàn)實。在2006—2007年，亞太地區(qū)ATN地面網(wǎng)絡建設和AMHS應用系統(tǒng)的實施工作會逐漸地全面展開，很多國家為了使自己的民航得到發(fā)展，都會加入其中。

ATN不是新出現(xiàn)的一種概念，它是存在了很多年的一種通信網(wǎng)絡。ATN也不是底層的通信網(wǎng)絡，它是國際化的，并且是地面、航空、空地等多方面的數(shù)據(jù)互相聯(lián)系在一起，通過數(shù)據(jù)聯(lián)通實現(xiàn)全球一體化的航空專用的通信網(wǎng)絡。這個通信網(wǎng)絡使航空公司的運行更加安全、可靠，總之，它給航空公司帶來的效益是不可估量的。ATN可以給航空公司提供4項對他們十分有幫助的服務：空中交通服務通信、航空運行控制、航空管理通信、航空旅客通信。因為ATN確實加速了民航公司的進步，所以目前很多的國家都在大力推行這個網(wǎng)絡，而中國作為重要國之一，更是在大力地推廣這個網(wǎng)絡技術，這也為我國民航公司提供了更加可靠、更加安全的通信服務。

2 ATN應用程序

ATN是一個綜合性的互聯(lián)網(wǎng)的概念，它將一切先進的通信設備的功能以及應用程序整合到一個通信設備中，就形成了ATN通信[2]。ATN網(wǎng)絡的出現(xiàn)為整個航空市場都提供了統(tǒng)一的航空通信服務，并且這個通信網(wǎng)絡還可以根據(jù)某個航空公司的要求為其提供有別于其他公司的通信服務。ATN主要應用于地空和地地。

2.1 地空應用

地空應用主要包括4個內(nèi)容：上下文管理、管制人員與機組人員之間的數(shù)據(jù)鏈的通信、自動相關監(jiān)視、飛行情報服務[3]，這4項應用從域名解析、機載導航定位、地空信息交互、航空情報交互等內(nèi)容進行管理和升級，解決了現(xiàn)代航空中各種地空往來數(shù)據(jù)傳輸問題。

2.2 地地應用

地地應用主要包括了空中交通服務（Air Traffic Service，ATS）、信息處理服務、設備間數(shù)據(jù)通信（Air Inter-device Data Communication， AIDC）兩類應用 ，其中 ATS 主要是對各種空中交通信息的集中處理，包括分析、存儲和透傳，而ATS主要是根據(jù)信息對地面航班進行管理和空中航班的管制。

3 ATN的體系結構

組成ATN網(wǎng)絡的構件都是比較高科技的產(chǎn)品，其中最重要的構件是ATN路由器、通信子網(wǎng)、終端系統(tǒng)。其中ATN路由器與通信子網(wǎng)的聯(lián)系較為密切，它會在ATN系統(tǒng)工作時連接各種通信子網(wǎng)，并且它還會跨越不同的通信子網(wǎng)傳送基于Qos的分組。而通信子網(wǎng)卻并不是ATN系統(tǒng)中的組成部分，它是一個特定技術的通信網(wǎng)，ATN在工作中會使用它來傳遞各種物理的信息，這也使得它為ATN網(wǎng)絡提供了很多重要的數(shù)據(jù)。在ATN網(wǎng)絡中，終端系統(tǒng)的作用就是使民航公司與國外的一些航空公司完成通信。

新型的航空電信網(wǎng)在技術上面有著很大的進步，因為現(xiàn)行的子網(wǎng)已經(jīng)解決不了航空日益發(fā)展帶來的附加問題，所以新型的航空電信網(wǎng)才被人們研發(fā)出來。新型的航空電信網(wǎng)可分為局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。顧名思義，局域網(wǎng)的范圍相對廣域網(wǎng)來說小得多，它是一個應用于一個空管中心或者一架飛機的內(nèi)部。而廣域網(wǎng)是應用于航空地面系統(tǒng)之間或者地空系統(tǒng)之間。新型航空電信網(wǎng)的中介系統(tǒng)則是由航空電信網(wǎng)的中間區(qū)域的路由器和域間路由器所組成的，中介系統(tǒng)的功能就是把不同種類的子網(wǎng)通過自身的系統(tǒng)連接在一起。在ATN網(wǎng)絡中，每個種類的路由器還有與相鄰的路由器互通或者互相交換信息的功能。ATN路由器如果按照它的規(guī)程又可以分為靜態(tài)路由器和動態(tài)路由器，每種路由器都可以在自身的位置上發(fā)揮自己的職能。

4 ATN的應用進展

4.1 國際上ATN的應用進展

4.1.1 ATN地地應用

在中國，新型的技術一般首先在北京應用，然后再推廣到全國。而作為國際上ATN的主要試用點，北京將會首先聯(lián)通區(qū)內(nèi)的11個國家，另外，中東和歐洲地區(qū)也是我國重點聯(lián)通的對象。在我國，香港存在的意義并不比北京小，而香港作為亞太地區(qū)在我國的另一個重要節(jié)點，它將聯(lián)通7個國家或者地區(qū)。在我國之外的其他城市或者國家，也在積極地使用ATN通信網(wǎng)絡，像澳大利亞、新加坡、泰國、澳門等地區(qū)[4]。到目前為止，為了這項新技術的使用安全，中國、泰國、香港這3個地區(qū)已經(jīng)完成了 3個階段的測試，并且測試結果表明這項技術可以投入使用。

4.1.2 ATN地空應用

ACARS向ATN地空通信的過渡就是ATN在地空應用的最主要的職能。過渡計劃利用的是傳統(tǒng)的設備并且保證在底層完全兼容的情況下采取的措施，具體的措施為：首先建立一個地空網(wǎng)絡，這個網(wǎng)絡要能將地面的信息通過ATN傳輸?shù)娇罩?，然后再使用ACARS，等到所有的技術都成型時，就可以將其轉(zhuǎn)換成ATN。

4.2 國內(nèi)的應用進展

在我國ATN應用的較早，大致地可以根據(jù)時間分為兩個階段：2001—2005年為第一個階段，在此期間，國內(nèi)相關人員的主要工作是編制相關的應用白皮書。然后再根據(jù)ATN的特點加入相關的實驗室以及做前期的技術準備工作，實驗室建立好之后，國家得大范圍地招募人才進行技術研究。2006—2010年為ATN應用的第二個階段，在這個時間段，國內(nèi)相關人員的主要工作就是ATN的過渡和實施。

4.3 ANT功能

ANT功能利用信道與航空固定電信網(wǎng)轉(zhuǎn)報機、AFTN用戶終端、其他ATN/AMHS系統(tǒng)以及UA的終端建立接口，并且可以使用信道接收其他設備發(fā)來的數(shù)據(jù)，接著，就可以利用系統(tǒng)的路由器的特點將數(shù)據(jù)分發(fā)到各個接受的端口，最后各個數(shù)據(jù)系統(tǒng)再將數(shù)據(jù)進行交換[5]。

ATN二期項目能夠達到AMHS信息交換處理與國際民航組織ATN地面網(wǎng)絡的相關規(guī)范，能夠?qū)崿F(xiàn)最新的國際化的接口。在廣州的ATN通信站點建立完成之后，形成了兩種模式，其中一個比較重要的作用就是作為北京ATN的預備站點，如果北京的ATN出現(xiàn)功能失效時，此時廣州AMHS/ATN系統(tǒng)就能啟動，在北京的ATN站點暫時不能使用時，廣州站點的一些通信設備就會連接全國的甚至是國際的航空路由器，并且向他們代替北京的ATN發(fā)送信息以及接收數(shù)據(jù)，這樣做的目的是讓我國一直有ATN節(jié)點能夠投入使用。第二個模式就是當空中交通擁堵時，廣州的ATN節(jié)點可以和北京ATN共同工作，分擔北京ATN節(jié)點的部分壓力。

5 結語

現(xiàn)階段，主要完成了廣州節(jié)點的建設工作，未來主要是以北京和廣州節(jié)點為核心，擁有多條線路出口的民航ATN網(wǎng)絡，減輕了通信導航監(jiān)視系統(tǒng)的工作壓力。

[參考文獻]

[1]黃海清，薛鵬.國家航空電信網(wǎng)的建設研究[J].計算機工程與設計，2008（6）：1355-1357， 1404.

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[3JKERCZEWSKI R J， APAZA R D.Integrating communications， navigation and surveillance for future airspace operations[C].LaccoAmeno：The 9th Kaand Broadband Communications Conference， 2003.

[4]康超.航空電信網(wǎng)絡技術及應用發(fā)展[J].硅谷，2013（10）：8， 17.

[5]畢心安.從航空固定電信網(wǎng)（AFTN）到航空電信網(wǎng)（ATN）——航空電信網(wǎng)建設簡論之一[J].民航經(jīng)濟與技術，1994（12）：26-31.