淺談民航通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展

蔡文謹(jǐn)

摘要：隨著民航通信網(wǎng)絡(luò)的迅猛發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模越來越大，特別是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備種類增多，設(shè)備由不同的供應(yīng)商生產(chǎn)，設(shè)備的型號(hào)多種多樣，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。這些在民航網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展中不斷出現(xiàn)的新問題，都使得網(wǎng)絡(luò)集中監(jiān)控越來越困難。，從實(shí)際需求出發(fā)，設(shè)計(jì)了新的民航通信網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)業(yè)務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)分析并直觀、實(shí)時(shí)地顯示出來，提高監(jiān)控效率和質(zhì)量。近些年來，隨著TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展，將TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融入到ATN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)中成為了民航通信從業(yè)人員研究的熱點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：民航工程；通信網(wǎng)絡(luò)；建設(shè)發(fā)展

通信作為民航空中管理的重要組成，穩(wěn)定且高質(zhì)量的通信是民航服務(wù)完備的重要體現(xiàn)，同時(shí)也是保證民航和指揮中心定期溝通和確保空中飛行安全的重要依托。因此，大力開展民航通信技術(shù)創(chuàng)新，不斷研發(fā)新技術(shù)，對(duì)于推動(dòng)民航事業(yè)的發(fā)展、提升民航的服務(wù)質(zhì)量具有重要的意義。目前民航的主要通信手段包含優(yōu)先通信和無線通信手段，兩類通信方式都具有各自的優(yōu)點(diǎn)和適用范圍，其在民航中均得到了廣泛的應(yīng)用。

1民航有線通信的發(fā)展現(xiàn)狀

民航有線通信的手段主要包括電話通信和電報(bào)通信。目前的電話通信基于程控交換技術(shù)的普及引用，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了通信過程的全自動(dòng)化，避免了人工操作可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤。而電報(bào)的方式也向著自動(dòng)化方式轉(zhuǎn)變，通過人工進(jìn)行摩斯密碼收發(fā)的操作方式已經(jīng)成為過去，現(xiàn)在的電報(bào)收發(fā)均基于計(jì)算機(jī)開展，實(shí)現(xiàn)了電報(bào)通信的便捷化和精確化。此外，隨著我國(guó)衛(wèi)星技術(shù)的大力發(fā)展，導(dǎo)航通信衛(wèi)星的數(shù)量不斷增多，依托于在軌衛(wèi)星，能夠使得優(yōu)先通信更加可靠，即使在負(fù)載天氣中的飛行也能夠通過衛(wèi)星中轉(zhuǎn)與指揮中心進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，確保了通信的暢通。比起過去基于中繼站進(jìn)行通訊的模式，避免了由于電纜等設(shè)施受損導(dǎo)致的失聯(lián)情況。

2民航通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)

2.1TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

目前，我國(guó)民航建立了覆蓋全國(guó)的幀中繼網(wǎng)絡(luò)以滿足地面通信的需求，按照ATN網(wǎng)絡(luò)的設(shè)想，可以將此幀中繼網(wǎng)視為ATN網(wǎng)絡(luò)的通信子網(wǎng)。民航幀中繼網(wǎng)作為全國(guó)范圍內(nèi)民航地面通信主干網(wǎng)絡(luò)，用戶接入需求量大，對(duì)安全性及高效性有很高要求。

而幀中繼網(wǎng)實(shí)際上就是帶有自動(dòng)差錯(cuò)修正功能的X.25網(wǎng)絡(luò)，將數(shù)據(jù)按X.25協(xié)議封裝，通過永久虛電路或臨時(shí)虛電路進(jìn)行傳輸，如建立過多永久虛電路會(huì)占用鏈路帶寬，因此限制了網(wǎng)絡(luò)容量；而臨時(shí)虛電路又不能保障傳輸?shù)母咝裕灰虼藥欣^網(wǎng)在運(yùn)行中常常受到用戶接入量及網(wǎng)絡(luò)安全性的掣肘。為了解決這個(gè)問題，通常我們采取的方法是在幀中繼網(wǎng)中建立地區(qū)二級(jí)節(jié)點(diǎn)，并以RS232、雙流環(huán)等異步方式進(jìn)行用戶接人，而將幀中繼網(wǎng)視作為干線進(jìn)行傳輸。然而，這種網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展方式同樣不能保證二級(jí)節(jié)點(diǎn)之后的傳輸安全性及保密性。

首先TCP/IP協(xié)議并不依賴于特定的網(wǎng)絡(luò)傳輸硬件，所以TCP/IP協(xié)議能夠集成各種各樣的網(wǎng)絡(luò)，允許通信子網(wǎng)采用已有的或是將來有的各種協(xié)議，可以通過網(wǎng)絡(luò)接口層連接到任何網(wǎng)絡(luò)上，當(dāng)然包括幀中繼網(wǎng)。如此，用TCPhP協(xié)議用戶接入二級(jí)節(jié)點(diǎn)，替代異步用戶的接人，不但數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩约氨Ｃ苄缘玫奖ＷC，TCP/IP協(xié)議用戶接入容量更大，更加適應(yīng)民航未來的發(fā)展。這只是一個(gè)將TCP/IP協(xié)議應(yīng)用于未來的ATN網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單設(shè)想，但是由小及大，小范圍的探索與測(cè)試是為了日后的推廣做準(zhǔn)備。

2.2網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)

本系統(tǒng)使用Delphi來編寫，Delphi是Borlmad公司推出的可視化開發(fā)工具，不僅編譯速度快，而且組件種類豐富。它的集成開發(fā)環(huán)境使編程人員可以更快地建立各種應(yīng)用程序。

系統(tǒng)各模塊設(shè)計(jì)。根據(jù)系統(tǒng)的功能需求分析，可以將此監(jiān)控軟件分為數(shù)據(jù)配置模塊、監(jiān)控模塊、日志模塊、幫助模塊4個(gè)部分。數(shù)據(jù)配置模塊是監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)初始化時(shí)的數(shù)據(jù)信息以及監(jiān)控模塊所需要的數(shù)據(jù)信息均是從數(shù)據(jù)配置模塊中讀取。這些配置數(shù)據(jù)包括機(jī)箱參數(shù)配置、業(yè)務(wù)參數(shù)配置和告警條件參數(shù)配置。監(jiān)控模塊用于向用戶反映所監(jiān)控業(yè)務(wù)的端口狀態(tài)和數(shù)據(jù)收發(fā)情況。監(jiān)控系統(tǒng)每秒都會(huì)發(fā)送查看指令檢測(cè)1遍所有FA36機(jī)箱的端口狀態(tài)，通過IdTelnet控件的OnDataAvailable事件接收設(shè)備返回?cái)?shù)據(jù)存放在Tstringlist控件里，根據(jù)返回的數(shù)據(jù)信息分析設(shè)備端口、業(yè)務(wù)狀態(tài)，判斷業(yè)務(wù)是否正常，給出顏色告警提示并記錄日志到數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.3無線通信網(wǎng)絡(luò)

民航的無線通信技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了模擬通信技術(shù)、數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展階段，將向著軟件無線電的方向發(fā)展。軟件無線電技術(shù)的發(fā)展依托于信息技術(shù)的高速發(fā)展，并以成熟的數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)、信道編碼系統(tǒng)控制技術(shù)和編碼糾錯(cuò)和調(diào)制技術(shù)為基礎(chǔ)。基于軟件無線電技術(shù)的通信技術(shù)，其核心是將寬帶模數(shù)和數(shù)模變換器盡可能地靠近天線，而將電臺(tái)的功能盡可能多地采用軟件來進(jìn)行定義；其關(guān)鍵技術(shù)包括寬帶天線和射頻變換技術(shù)、寬帶模數(shù)和數(shù)模變換技術(shù)、中頻和基帶部分的通用可編程處理器技術(shù)。軟件無線電技術(shù)的實(shí)現(xiàn)以軟件無線電臺(tái)為硬件基礎(chǔ)，其在可編程性方面和信號(hào)收發(fā)過程與傳統(tǒng)的數(shù)字電臺(tái)都有較為明顯的區(qū)別。利用其進(jìn)行信號(hào)收發(fā)時(shí)，根據(jù)傳輸信道和鄰近信道的能量分布特點(diǎn)，探測(cè)傳播路徑，構(gòu)造合適的信道調(diào)制方式，發(fā)送時(shí)將天線波束自動(dòng)指向合適的傳輸方向，并選擇合適的功率后即發(fā)射信號(hào)；接受時(shí)則自動(dòng)將天線方向圖的零點(diǎn)指向干擾，通過評(píng)估有用信號(hào)的動(dòng)態(tài)特性和進(jìn)行自適應(yīng)均衡，以最低的誤碼率獲取有用信號(hào)。

總之，在全球化的今天，面對(duì)與日倍增的航班起降架次以及更繁忙的國(guó)際航線往來，民航業(yè)對(duì)通信傳輸?shù)陌踩耘c高效性提出了更高的要求。針對(duì)現(xiàn)行的航空固定電信網(wǎng)（AFTN網(wǎng)）的不足，國(guó)際民航組織提出建立新型的民航通信網(wǎng)絡(luò)，即新型航空電信網(wǎng)絡(luò)（ATN網(wǎng)）。