淺談民航通信網絡發展

【摘要】 在全球化的今天，面對與日倍增的航班起降架次以及更繁忙的國際航線往來，民航業對通信傳輸的安全性與高效性提出了更高的要求。針對現行的航空固定電信網（AFTN網）的不足，國際民航組織提出建立新型的民航通信網絡，即新型航空電信網絡（ATN網）。近些年來，隨著TCP/IP網絡技術的飛速發展，將TCP/IP網絡技術融入到ATN網絡的建設中成為了民航通信從業人員研究的熱點。

【關鍵詞】 民航通信 新型航空電信網 TCP/IP技術

“2013年7月3日下午2點，國內首架在飛機上能上網的航班將在今天下午首航，國航將進行機上網絡傳輸驗證飛行，這意味著在萬米高空可以登錄互聯網了。”作為一名民航通信從業人員，當看到這則新聞，不免會想：TCP/IP網絡技術迅猛發展的今天，萬米高空上的航行已可以接入網絡，不久的將來，也許TCP/IP網絡技術會在民航地面通信及地空通信中得到廣泛應用。

近年來，我國民用航空事業伴隨著經濟建設需求增長而蓬勃發展，井噴式增長的飛行流量給現有的空管通信導航監視系統帶來了巨大壓力。我國空管通信系統主要依靠航空固定電信網（AFTN網）進行地面通信，其依靠低速電報進行信息交換，遵循國際民航組織制定的統一的電報格式和通信程序，使AFTN電報可以送達各航空部門固定電臺或通信終端。

但是，AFTN網絡不能傳輸大量的數據業務，并且對數據傳輸的可靠性及差錯控制能力不能保證，也不能通過應用軟件為不同的航空電信系統提供兼容性。所以，國際民航組織為了提高空管通信導航能力，提出應用計算機通信技術及衛星通信技術等新技術來并建立一個全球一體化的新型航空電信網——ATN網絡。

ATN網絡是基于OSI模型建立的通信網絡，采用基于國際標準的OSI協議，集成地面、空地和航空電子數據等多種數據子網互聯來實現統一數據傳輸服務，目的是將現有民航地面通信與地空通信網絡整合統一，建立一個全球化民航業務通信網絡，通過整合各單位相互獨立的通信子網，實現各空中交通管理參與單位間高速的數據通信，從而改變AFTN網封閉式的網絡結構，以適應民航業未來的發展。

ATN網絡發展初期，曾試圖以TCP/IP協議為技術標準進行研發，但是由于ATN網絡需要大規模的地址空間來為網絡中的移動路由提供支持，而且當時物理傳輸鏈路帶寬很低，需要有效的控制傳輸鏈路中的擁塞；當時尚未得到成熟的TCP/IP技術不能滿足上述要求，故而國際民航組織在為ATN網絡制定標準時未采用TCP/IP協議族。然而，隨著全球一體化進程的推進，世界各地遍布著大大小小的新建機場，航空公司、航空器的數量也與日倍增，而基于OSI協議族建立的ATN網絡逐漸顯現出對于航空運輸業快速發展的不適應，OSI通信協議限制了ATN網絡容量，而盲目對網絡節點進一步擴展又不能保證通信的保密性和安全性。反觀這些年隨著網絡時代的來臨，TCP/IP協議族發展越來越成熟且得到了廣泛的應用，使得TCP/IP已經成為通信互聯業中事實上的工業標準。

尤其在IPv6協議族出現后，不但提供了良好的移動性、安全性和保密性，同時IPv6協議分配了128位的地址空間，可以為任意地點的每一個網絡設備提供唯一的接入地址，我們看到了基于TCP/IP協議建立民航業ATN網絡的可能性。多年以來，各國投入大量資源進行基于OSI協議的ATN網絡設備的研發與測試，如推倒重建一套基于TCP/IP協議的ATN網絡顯然不現實，但是我們可以將TCP/IP技術與現有ATN網絡技術相結合，在特定通信子網或傳輸環節加以應用，以解決ATN網絡發展遇到的瓶頸。

目前，我國民航建立了覆蓋全國的幀中繼網絡以滿足地面通信的需求，按照ATN網絡的設想，可以將此幀中繼網視為ATN網絡的通信子網。民航幀中繼網作為全國范圍內民航地面通信主干網絡，用戶接入需求量大，對安全性及高效性有很高要求。

而幀中繼網實際上就是帶有自動差錯修正功能的X.25網絡，將數據按X.25協議封裝，通過永久虛電路或臨時虛電路進行傳輸，如建立過多永久虛電路會占用鏈路帶寬，因此限制了網絡容量；而臨時虛電路又不能保障傳輸的高效性；因此幀中繼網在運行中常常受到用戶接入量及網絡安全性的掣肘。為了解決這個問題，通常我們采取的方法是在幀中繼網中建立地區二級節點，并以RS232、雙流環等異步方式進行用戶接入，而將幀中繼網視作為干線進行傳輸。然而，這種網絡擴展方式同樣不能保證二級節點之后的傳輸安全性及保密性。

那么我們提出了設想應用TCP/IP協議，是否解決這個問題。首先TCP/IP協議并不依賴于特定的網絡傳輸硬件，所以TCP/IP協議能夠集成各種各樣的網絡，允許通信子網采用已有的或是將來有的各種協議，可以通過網絡接口層連接到任何網絡上，當然包括幀中繼網。如此，用TCP/IP協議用戶接入二級節點，替代異步用戶的接入，不但數據傳輸的安全性及保密性得到保證，TCP/IP協議用戶接入容量更大，更加適應民航未來的發展。這只是一個將TCP/IP協議應用于未來的ATN網絡的簡單設想，但是由小及大，小范圍的探索與測試是為了日后的推廣做準備。也許TCP/IP技術在民航通信網絡的應用還有很長路要走，但通過不斷的大膽探索與小心論證，我相信在未來我們將提供更安全、更高效的民航通信服務。