民航通信網的設計思考

劉遠豐

民航中南機場設計研究院（廣州）有限公司，中國·廣東 廣州 510405

1 引言

民航通信網由民航局空管局實施建設，覆蓋整個民航系統的可靠、安全、高效的綜合性傳輸網絡平臺，能夠滿足民航系統快速發展的要求，為實現民航強國戰略提供堅實的基礎。

2 民航通信網建設背景

在民航通信網立項之前，民航行業中全國性的通信網絡主要是民航數據通信網，先后經歷了X.25分組交換網、幀中繼網和ATM網三個發展階段[1]，其中X.25分組交換網已于20世紀末退出服務，幀中繼網因設備老化嚴重也基本被淘汰，只有ATM數據通信網仍在提供服務，但已很難滿足民航業務發展的需求。

2.1 網絡覆蓋范圍不能滿足民航安全生產的需要

民航ATM數據通信網的節點覆蓋以民航空管系統單位以及涉及保障空中交通指揮系統的各臺站，并沒有完全覆蓋如機場和航司等民航系統的其他用戶，因此無法為整個民航系統提供完善的、高效的、統一的通信傳輸平臺，不能滿足民航持續發展和安全生產的需要。

2.2 網絡設備處理容量和端口容量趨于飽和

民航ATM數據通信網在設計之初主要是以滿足空管安全業務這樣的窄帶業務的保障要求為主要目標，因此在設備選型時基本上是采用中小容量的設備為主。隨著民航業的快速發展，諸如氣象業務、視頻會議業務等寬帶業務的大規模應用，對傳輸網絡的能力提出了更高的要求，已經遠遠超過了民航ATM數據通信網節點設備的處理能力和端口容量的水平，導致已經無法再開通需要高傳輸帶寬的寬帶業務通道。

2.3 網絡設備已不能滿足今后持續發展的需要

民航ATM數據網于2003年開始建設并于2004年底建成投產以來，至今設備已經使用十六年之久。在2011年民航ATM數據網的設備廠家全面停產了相關的節點設備，2016年設備廠家宣布停止再為相關設備提供售后維修以及用戶技術支持。目前，已經無法對現有網絡設備進行兼容性的升級，也無法進行全網的網絡擴容，民航ATM數據網只能依靠僅剩的備件庫存，勉強維持著正常運行。

3 民航通信網目標規劃

為滿足民航系統快速發展的要求，為各種民航新業務提供一個高效的傳輸平臺，需要建立一個覆蓋整個民航系統的現代化的通信傳輸網絡。

3.1 總體目標

以業務需求為主導，采用成熟而先進的技術構建一個覆蓋民航系統的、支持綜合業務應用的、可靠、安全、可運營、可管理的高效寬帶通信網絡，為民航的安全生產、信息化發展和現代化管理提供可靠、安全、高效的傳輸應用平臺。

3.2 總體規劃

民航通信網的網絡總體定位為向民航系統提供7×24h不中斷可用服務，因此民航通信網將按照電信級要求進行規劃。

3.2.1 高可用性要求

提供長時間不中斷的、可用的服務，傳輸路由至少兩條冗余互備，設備關鍵部件雙冗余設計，可用度須達到99.999%。

3.2.2 高智能性要求

提供承載綜合業務等多種信息載體的應用，能夠提供智能化的QoS服務。

3.2.3 高可管理性要求

能夠基于集中式和分級分權的兩種管理模式，進行遠程的故障治理、性能治理、配置治理、安全治理。

3.2.4 高可擴展性要求

支持單點容量和多點地域的擴展性，適應用戶發展的新要求。

3.2.5 高安全性要求

具有較高的安全特性，必須按照國家三級網絡安全標準部署安全防御設施。

3.2.6 全覆蓋要求

民航通信網的網絡覆蓋范圍包括：民航局、地區管理局、監管局；空管局、地區空管局、空管分局（站）、區域管制中心、各空管臺站；各航空公司總部及分支機構；所有民航機場；民航局直屬單位（如研究所、醫院、院校等）；民航相關行業單位（如航材公司、航油公司等）。

4 民航通信網建設情況

民航通信網層次結構分為傳輸平臺和承載層兩個層次。傳輸平臺為承載層提供物理傳輸通道，實現底層中繼資源的高效利用和科學調度。承載層按照接入業務的特性分為TDM承載網和IP承載網，TDM承載網負責空管核心業務的接入，IP承載網負責綜合類業務的接入。

民航業務的應用特點是自下級到上級，而同級之間的業務流量較少，屬于典型的集中匯聚型業務。從業務流邏輯和網絡整體運維管理的需求出發，民航通信網在總體邏輯結構上采用層次化的網絡結構，全網劃分核心層、匯聚層和接入層三層[2]，其中核心層節點2個，匯聚層節點10個，接入層節點三百多個。核心層的2個節點作為全網的重要通信樞紐節點，主要負責核心層至匯聚層之間的業務調度，并實現網絡核心的異地冗余保障。匯聚層節點主要承擔本區域民航各系統單位的業務接入，完成本區域數據流的分層收斂，實現接入層到核心層的數據流轉發。接入層節點主要承擔所在城市民航單位及其省內民航單位的業務接入，完成各種民航業務的整合、匯聚和轉發。

5 民航通信網設計要點

5.1 總體的設計應用場景

民航通信網主要有以下的設計應用場景：空管內部的信息傳輸；管理局引接空管業務；機場用戶引接空業務；航空公司用戶引接空管業務；機場和航空公司之間的業務引接。

但上述的設計應用場景中，應該關注航空公司用戶和機場用戶進行業務引接的三個應用場景。因為并非所有航空公司用戶都部署了民航通信網節點設備，目前航空公司用戶只部署了民航通信網的IP承載網節點設備，而且中南地區只有以下七個航空公司用戶部署了民航通信網的IP承載網節點設備，分別是南航（部署在中國廣州）、海航（部署在中國海口）、深航（部署在中國深圳）、順豐航空（部署在中國深圳）、河南航空（部署在中國鄭州）、九元航空（部署在中國廣州）、東海航空（部署在中國深圳）。在沒有部署民航通信網節點設備的航空公司，在傳輸系統設計上就不能考慮使用民航通信網了。

此外，由于大部分的機場用戶，其安裝民航通信網節點設備的機房，并不一定與業務使用部門在一棟建筑內，因此在進行傳輸系統設計時需要考慮民航通信網節點設備安裝機房到業務使用部門之間的業務傳輸和接入的問題，評估使用民航通信網現狀節點和新建傳輸系統兩種設計思路之間的效率，擇優而用。

5.2 業務應用場景設計

民航通信網所承載的業務，TDM承載網主要承載甚高頻、轉報、雷達、AIDC電話等空管安全生產類業務[3]。IP承載網主要承載航空氣象、航行情報、系統監控、視頻監控、視頻會議、OA辦公信息等業務。在設計過程中，除了以業務所需帶寬為考慮的依據外，還需要評估相關業務是否涉及空管安全生產，如果涉及空管安全生產的業務，其原則是通過TDM承載網進行承載，而不以業務所需帶寬作為考慮的依據。

5.3 關注設備預算

民航通信網的節點設備，主要是華為公司的智能光傳輸設備和高端、中端的路由器設備，小部分是H3C公司的中端、低端路由器設備。由于受到中美貿易戰的影響，華為公司于2019年底停產了使用其他國家企業芯片的設備，并推出了新一代的使用國產芯片的設備。因此，設備單價產生了較大的變化，在擬定投資估算時，必須及時更新設備最新的價格，確保預算規模能夠完成項目建設的要求。

6 結語

通過關注民航通信網的總體設計、業務應用和設備預算，能夠進一步提升民航通信網的設計質量，為民航通信網的擴容建設等工程的順利實施奠定基礎。