民航空管ATM資料通訊網路的發展論文
民航空管ATM資料通訊網路的發展論文
摘要:民航空管資料通訊網路是以ATM信元交換技術為核心的資料通訊網路，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、氣象資訊、雷達引接、行政辦公、視訊會議、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、效能可靠的民航空管資料通訊網路，將有益於我國民航整體執行保障能力的提高。
關鍵詞:ATM技術;民航空管;資料通訊
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，民航空管資料通訊網路時刻處理著海量資料，既滿足了空管系統內各單位空中交通指揮執行需要，也及時與民航駐場單位共享各種空管業務資訊，成為確保民航業安全順暢執行的關鍵性保障要素。民航空管資料通訊網路的發展經歷了模擬專線到分組網，各種複用裝置，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資料通訊網路，是一個統一、先進、能夠服務於整個民航空管系統並輻射民航全行業的網路，而且能相容傳統的資料、IP、語言等多種業務。
1民航空管資料通訊網路採用ATM技術的原因
ATM的全稱是非同步傳輸模式，是一種基於信元的交換及複用技術，信元長度固定為53個位元組。民航空管資料通訊網路採用ATM技術的主要基於以下考慮。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，由於使用時分複用方式，對通道頻寬按需求動態分配，可以有效合理的使用通道資源，與傳統通訊業務相比具有電路利用率高、成本低的特點。二是可以同時支援各種業務。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援各種業務，包括語音、分組資料、影象等，滿足空管系統乃至民航業內各業務單位的多種資料、影象的需求。三是對於現有的各種通訊網路具有較好的相容性。民航空管資料通訊網路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資訊資料傳輸，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，通訊環境十分複雜。ATM網路的區域網模擬技術標準，能夠對於多形態的傳統區域網如乙太網、快速乙太網等實現良好相容，也便於充分利用民航業原有的窄帶資料傳輸網。
2民航空管ATM資料通訊網路的主要架構
民航空管ATM資料通訊網路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。這樣設定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資料包，並以此作為ATM的骨幹網，雙核心結構實現了資料的雙備份，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。主要的作用是用於連線接入層和核心層，併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資料。網路結構採用以一級節點為核心的星型結構，既保證了同級間的資訊快速共享，又方便了本級和上級間的資訊高速傳遞。接入層網路結構採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資料電路、DDN電路或衛星電路連線到二級節點。這樣的結構一是便於同級間的資料有效傳輸，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資料通訊網路的主要業務
民航空管ATM資料通訊網路主要承載的業務有民航自動轉報、氣象資訊、雷達引接、行政辦公、視訊會議、IP電話等。在眾多的空管業務中對於計算機通訊網路的需求呈現出不同的要求，具體呈現在寬頻時速、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資料通訊網路的業務主要包括:一是自動轉報業務，由於機場每天接受的資訊資料比較大，根據不完全統計，機場每天的發報數量在十萬份以上，雖然每天收發報的資料量比較大，但是發報的內容比較短，屬於很短的ASCII碼檔案，因此相對而言，其對於網路通訊裝置的要求效能比較低，尤其是對寬頻的速度要求不高，因此可以選擇低速鏈路傳輸;二是雷達資訊傳輸業務。雷達傳輸業務在飛機管控業務中佔據重要的作用，如果雷達資訊傳輸速度不高，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資訊傳入到管控部門的資訊存在滯後，進而會發生嚴重的安全事故。另外雷達資訊傳輸網路系統對於網路資訊的丟包率要求也比較高，例如在出現較多的資訊傳入時，如果出現網路擁塞就會出現沒有及時處理的雷達資訊可能會被系統丟棄，這樣就會影響到雷達資訊的可靠性。例如當系統出現丟包現象之後，因為雷達資料融合所產生的點跡分裂，從而在資料中心顯示出不準確的飛行資訊，干擾管控工作人員的判斷;三是行政辦公。行政辦公需要依賴於網路通訊系統，例如在資訊化辦公環境下，透過網路可以提高辦公效率。例如航空企業實行的電子郵箱就是利用網路的顯著特徵;四是視訊會議。在強調網路辦公的環境下，實現視訊會議對於提高民航空管業務能力具有重要的意義，由於視訊會議對實時性要求比較強，為保障高效的資訊傳輸，視訊會議所需要的資料通訊網路寬頻需要達到2M，這樣才能保障視訊會議的正常執行。
4民航空管資料通訊網路的發展方向
隨著通訊技術的高速發展，ATM技術顯現了對頻寬資源分配不靈，新業務拓展能力差，專線上的使用者資料可被運營商的技術人員捕獲和篡改，開放性網路資訊化系統易被害客利用網路系統漏洞進行遠端入侵，採用大量基於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訊技術市場。根據國際民航組織提出的新一代航空電信網ATN理念，未來民航空管資料通訊網路技術應符合ISO/OSI網路參考模型。地面資料通訊網路將採用IP加光纖，物理層採用光纖作為傳輸介質，在接入網採用EPON技術等，在骨幹網採用DWDM技術等。總而言之，建設技術先進、效能可靠的空管資料通訊網路，整合當前按地域和專業分割的資訊子系統，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資料通訊網路系統，以此提高我國民航整體執行保障能力。