淺談4G無線VPN在青海民航ADS-B遠端臺站的應(yīng)用前景

徐凱

（民航青?？展芊志郑?/p>

1 引言

近年來，中國民航大力推進ADS-B航行技術(shù)的應(yīng)用，努力構(gòu)建地、空一體化的ADS-B網(wǎng)絡(luò)，不斷完善地面設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的布局。青海省境內(nèi)目前已完成了16個ADS-B遠端臺站的建設(shè)，青海地處青藏高原地區(qū)，地形復(fù)雜，基本所有ADS-B臺站都在海拔3000米以上，最高的不凍泉臺站海拔4600多米，臺站所處地區(qū)相對比較落后，人煙稀少，基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，有線傳輸線路建設(shè)難度大、成本高，目前16個臺站中只有4個臺站實現(xiàn)了2條E1專線傳輸保障，保障穩(wěn)定性離民航要求還有很大差距。

4G/3G無線VPN專網(wǎng)是依托運營商的4G或3G網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建的虛擬專用網(wǎng)，無需進行拉線，埋線等工作，設(shè)備價格低廉、組網(wǎng)方便等特點，特別適合青海地區(qū)作為E1專線的冗余保護鏈路，從而提高通信電路的可靠性。

2 無線VPN技術(shù)介紹

4G無 線VPN即4GVPDN(Virtual Private Dial-up Net-work)，是指遠端用戶用4G無線接入終端通過撥號功能接入internet公網(wǎng)，以公用網(wǎng)絡(luò)作為傳輸媒體，通過加密、封裝、認證等技術(shù)在公網(wǎng)上開辟一條安全的隧道，而進行安全通信的技術(shù)，是專用網(wǎng)絡(luò)在公共網(wǎng)絡(luò)上的擴展。在虛擬專網(wǎng)中，任意兩個節(jié)點之間的連接沒有傳統(tǒng)專網(wǎng)所需的端到端的物理鏈路，而是在利用某種公眾網(wǎng)的資源動態(tài)組成的。

VPN可以使企業(yè)通過公共網(wǎng)絡(luò)將公司總部和各遠程分部以及客戶之間建立快捷、安全、可靠的信息通信，使企業(yè)不再依賴于昂貴的長途撥號以及長途專線服務(wù)，而代之提供VPN服務(wù)，有效降低了企業(yè)的運營成本。

VPN包含數(shù)據(jù)封裝和加密兩方面，各運營商終端都帶有經(jīng)過加密封裝的用戶賬號及密碼信息登錄公共網(wǎng)絡(luò)，運營商核心機房專線服務(wù)器平臺可以對賬號密碼進行管理及根據(jù)賬號分配固定IP地址功能，專線服務(wù)器平臺根據(jù)存儲的賬號、密碼以及IP地址清單判斷識別是否提供連接服務(wù)，從而防止非法終端的連接，專線服務(wù)器平臺和無線總段都有嚴格的防火墻配置，允許必要的業(yè)務(wù)端口通過，其它服務(wù)端口全部禁止，由此保證通信數(shù)據(jù)安全送到目的地。

3 ADS-B備份傳輸可行性解決方案

由于大部分臺站距離機場較遠，有一些臺站還要考慮集中監(jiān)控與視頻監(jiān)控信號的傳輸，故需要一套可以通過無線3G/4G、IP專線、E1線路或光纖，實現(xiàn)ADS-B與其它重要信號接入、匯集、交換、傳輸和管理，系統(tǒng)電源、主控電路、業(yè)務(wù)端口等各方面都具有熱備份保護功能，適合于目前無線與IP化傳輸網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢，以保障遠臺各業(yè)務(wù)安全、可靠傳輸。

隨著3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)的推廣與普及，國內(nèi)三大運營商都推出相應(yīng)無線專網(wǎng)產(chǎn)品，適用于政企客戶搭建3G/4G專網(wǎng)傳輸網(wǎng)絡(luò)。相對于租用有線傳輸線路而言，租用3G/4G無線專線的費用經(jīng)濟實惠。例如;中國移動針對政企客戶推出的一款“物聯(lián)卡”產(chǎn)品，租費460元/月，包含20GB流量，基本可以滿足各個ADS-B遠端臺站通信業(yè)務(wù)的傳輸流量需求，還有不同檔次的套餐可選。而租用一條本地E1/2M線路費用約為3000元/月，如果跨省E1/2M線路費用更貴，甚至翻倍，相比之下租用3G/4G流量費用更實惠，且青海地區(qū)3G/4G信號覆蓋較好，能有效解決青海遠臺無備份傳輸鏈路的問題。

目前國內(nèi)不少廠家都有相關(guān)產(chǎn)品，其中廣州銀訊通信公司的ZMUX-4102多業(yè)務(wù)接入傳輸平臺在選用合適的無線模塊后就可滿足上述要求，具有可在單個緊湊管理的節(jié)點中處理以太網(wǎng)、數(shù)據(jù)、語音服務(wù)及各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的能力，通過無線3G/4G、IP專線、E1線路或自建光纖等實現(xiàn)通信傳輸功能，本文就以此產(chǎn)品為例進行具體應(yīng)用方案分析。

ZMUX-4102平臺需要選用一套無線傳輸模塊，裝配運營商的專用手機卡，基于運營商3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)通過ZMUX-402訪問專用VPN網(wǎng)絡(luò)傳輸ADS-B和其它重要信號?；诖似脚_可以做成基于3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸、基于E1線路與3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸、基于光纖線路與3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸和基于兩路地面?zhèn)鬏敿右宦?G/4G無線傳輸?shù)榷喾N方案，結(jié)合目前青海各ADS-B臺站基本都有一條E1線路傳輸，在青海各ADS-B臺站適合選用基于E1線路與3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆桨?。如圖1所示：

ZMUX-4102平臺的3G/4G無線傳輸模塊能夠接入運營商3G/4G網(wǎng)絡(luò)的VPDN專用通道，同時支持設(shè)備數(shù)據(jù)在安全的IPSEC隧道中傳輸，防止數(shù)據(jù)被訪問和篡改，同時支持中國自主知識產(chǎn)權(quán)的SM1/SM2/SM3/SM4國密算法，提高了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用安全性，為端到端之間聯(lián)網(wǎng)提供安全高速的無線連接。

正常情況下，ZMUX-4102平臺實時監(jiān)測接入的2路傳輸線路通信質(zhì)量，默認為選用E1地面有線線路，當有線線路出現(xiàn)故障時，ZMUX-4102自動切換到無線線路進行傳輸，保障通信業(yè)務(wù)可靠性傳輸，相比無線線路，有線線路的性能更安全可靠，并能節(jié)省3G/4G流量，性價比更高。通過此方案，可以提高傳輸時的穩(wěn)定可靠性，解決目前ADS-B臺站在運營商E1線路中斷時通信業(yè)務(wù)中斷問題。

圖1 基于E1/2M線路與3G/4G無線網(wǎng)絡(luò)傳輸

4 結(jié)語

無線網(wǎng)絡(luò)至誕生以來，已被公認為可為用戶提供前所未有的靈活性、便利性，目前，無線VPN技術(shù)在空管已有一些較成功的應(yīng)用，如無線VPN傳輸能在青海ADS-B備份傳輸成功推廣，將大大提高青海偏遠地區(qū)ADS-B臺站的保障能力，提高空管二次雷達無法有效覆蓋區(qū)域飛行運行的安全性，也符合目前無線化與IP化傳輸網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，相信隨著技術(shù)的進步與空管通信設(shè)備的更新，無線VPN技術(shù)一定會在民航空管迎來燦爛的綻放。