TDM承載網和ATM數據網傳輸的區別

劉麗芳

【摘 要】隨著數據業務的快速增長，以TDM技術構建新的傳輸網正在被民航空管系統所采用，如何從傳統的ATM數據網傳輸過渡到TDM承載網傳輸是擺在民航空管系統的一個迫切的問題。本文論述了ATM數據網和TDM承載網的技術原理及其在實現過程中所需技術方法。

【關鍵字】ATM數據網；TDM承載網；工作原理；實現方式

中圖分類號： TM734 文獻標識碼： A 文章編號：2095-2457（2018）03-0133-002

TDM bearer network and ATM data transmission network difference

LIU Li-fang

（Civil Aviation Hebei Branch， Shijiazhuang， Hebei 050802， China）

【Abstract】With the rapid growth of data services， the construction of a new transmission network based on TDM technology is being adopted by the air traffic control system. How to transfer from the traditional ATM data network to the TDM bearer network is one of the components of the ATC system Urgent problems. This paper discusses the technical principle of ATM data network and TDM bearer network and the technical methods required in the realization process.

【Key words】ATM data network； TDM bearer network； Working principle； Implementation method

0 引言

隨著民航事業的不斷進步與發展，航空通信業務也隨之不斷完善和拓寬，對快捷的通信方式，和多種信息適時處理的要求越來越高，TDM承載網技術便應用而生。目前在全國范圍內，數據網ATM傳輸技術正逐步被承載網TDM傳輸技術所取代，光纖通信網絡已建設成多數地區覆蓋的光纖專用網絡。在通信系統生產運行過程中，不僅需要光纖通信網絡提供非常可靠的支持，同時還需要通信網絡具有更高的安全性。在這樣的背景下，作為通信系統重要的組成部分，本地傳輸網光纖通信的可靠性及安全性建設與管理就顯得極為重要。目前民航空管核心業務主要包括甚高頻話音、監視（雷達和ADS-B）、自動轉報、管制移交電話等。TDM承載網主要用于甚高頻話音、雷達、自動轉報等關鍵業務的接入，同時支持ADS-B、管制移交電話業務接入滿足未來業務拓展的需要。

以前民航空管系統的傳輸是以ATM數據網為主要傳輸鏈路，根據ATM數據網的傳輸，目前存在的問題是CS域采用ATM數據網進行傳輸，現有的基于TDM TMSC設備將無法繼續使用，并且ATM交換機傳輸之間，會使網絡中的故障信元增加，而ATM交換機的停機時間將降低網絡的可靠性，所以TDM承載網傳輸是必然要取而代之的，雖然TDM承載網將需要占用較多的帶寬資源，但是可以重新使用TMSC、STP設備。TDM承載網的網絡結構比較清晰，設備維護具有延續性，CS域業務的QoS和安全性能夠得到保障。綜合比較分析，目前采用ATM數據網不如采用TDM承載網。

1 ATM數據網簡介

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傳輸數據、語音和視頻信號的技術，其硬件和軟件平臺組成了一個基于交換和信元中繼的基本通信架構。ATM是一種基于信元的交換和復用技術，綜合了電路交換和分組交換的特點。ATM是面向連接的，即任何一個ATM終端用戶在于另一用戶通信時都需要建立連接。ATM的特點是對于任何形式的業務都能達到最佳的網絡資源利用率。ATM具有多業務適配，適應1Kbps至幾百Mbps的各種業務，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（統計時分復用）， 帶寬分配靈活。簡化了分組交換中的許多通信規程。

ATM工作原理是其交換結構應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；另一功能是時間交換，即將信元從一個時隙轉移到另一時隙。

ATM數據通信網網絡架構分為物理層、ATM層、AAL層及高層。

物理層是傳輸信息流的載體，物理層有傳輸會聚（TC）和物理媒體（PMD）連接兩個子層。ATM層利用物理層提供的信元傳送功能，向外部提供傳送ATM業務數據單元的功能。AAL層的主要作用是將高層的用戶信息分段裝配成信元，吸收信元延時抖動和信元丟失，并進行流量控制和差錯控制。

ATM民航數據網支持的業務類型及實現方式有：ATM業務，幀中繼業務，IP業務，VOLP業務（語音IP業務），X.25/異步業務，電路仿真業務及幀透傳業務。

2 TDM承載網簡介

在民航空管系統中， 雖然ATM數據網現在還處于主要的傳輸鏈路。但是ATM傳輸的IP定時性不好，無法實現透傳，帶來維護的難度高和設備備件價格昂貴，設備一次性投入成本高，傳輸協議的復雜性開銷等缺點，所以ATM數據網傳輸將逐步被TDM承載網傳輸所取代。

TDM是時分復用的一種技術，時分復用是指一種通過不同信道或時隙中的交叉位脈沖，同時在同一個通信媒體上傳輸多個數字化數據、語音和視頻信號等的技術。對于時分復用系統來說，全網的時間同步是很重要的，否則不能精準地傳遞信息。目前存在兩種同步時分復用系統：準同步數字系列PDH和同步數字系列SDH。準同步數字系列的通信網中，每個節點的高精度時鐘還是有微小差別的，嚴格來說并不是真正的同步，因此通常都用在點對點通信中。在目前復雜的通信網絡中，SDH應用更多，SDH的幀結構中有豐富的開銷比例，可以大大增加網絡維護管理功能，便于網絡集中統一管理。

隨著光纖通信技術的發展，TDM承載網被更加廣泛地應用，例如光時分復用OTDM技術。OTDM技術是在一根光纖上只傳輸一個波長的光信號，它首先要求光脈沖必須是RZ 碼，各路光信號通過占用不同時隙復用成一路，即在一路光脈沖之間插入幾路相對于第一路具有不同時延的光脈沖，以提高單根光纖的傳輸速率。OTDM技術將傳統的電信號傳輸載體換成了光信號，這也是未來光纖通信的一個發展趨勢。

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

民航空管系統的TDM承載網設備分為：高級匯聚交換設備、匯聚交換設備、臺站接入設備、綜合接入設備、TDM業務落地設備。如圖1。

隨著TDM承載網的建設，目前民航河北空管分局內部開始使用SDH環網進行傳輸。它是一個綜合傳輸環網，用于傳輸雷達、甚高頻、氣象、導航、視頻、環境監控、OA等業務。

根據民航河北空管分局的現狀，將在石家莊機場內建設一個傳輸速率為622M的SDH光環網。民航河北空管分局本地骨干環網節點包括：新建航管樓、現有航管樓、現有二次雷達站、本場VOR/DME 臺、新建氣象雷達站以及新建二次雷達站六個站點。

新建光纖環網以SDH設備組網，全網均采用智能光網絡系列產品。本次在新建航管樓采用大容量的高端SDH設備；在現有航管樓、現有二次雷達站、本場VOR/DME 臺、新建氣象雷達站以及新建二次雷達站采用網絡容量小，配備低端的SDH 設備。在新航管樓配置一套網管系統，對6 個站點光傳輸設備進行統管理和維護，并且SDH設備仍保留升級至2.5G環的能力。

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