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)，可以對業(yè)務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)和數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行檢測分析并直觀、實(shí)時地顯示出來，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)，對于推動民航事業(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化，避免了人工操作可能出現(xiàn)的錯誤。而電報(bào)的方式也向著自動化方式轉(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，我國民航建立了覆蓋全國的幀中繼網(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)際上就是帶有自動差錯修正功能的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虛電路進(jìn)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(wǎng)絡(luò)容量；而臨時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。這只是一個將TCP/IP協(xié)議應(yīng)用于未來的ATN網(wǎng)絡(luò)的簡單設(shè)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(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)每秒都會發(fā)送查看指令檢測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。

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)和編碼糾錯和調(diào)制技術(shù)為基礎(chǔ)?；谲浖o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)以軟件無線電臺為硬件基礎(chǔ)，其在可編程性方面和信號收發(fā)過程與傳統(tǒng)的數(shù)字電臺都有較為明顯的區(qū)別。利用其進(jìn)行信號收發(fā)時，根據(jù)傳輸信道和鄰近信道的能量分布特點(diǎn)，探測傳播路徑，構(gòu)造合適的信道調(diào)制方式，發(fā)送時將天線波束自動指向合適的傳輸方向，并選擇合適的功率后即發(fā)射信號；接受時則自動將天線方向圖的零點(diǎn)指向干擾，通過評估有用信號的動態(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。

總之，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(yè)對通信傳輸?shù)陌踩耘c高效性提出了更高的要求。針對現(xiàn)行的航空固定電信網(wǎng)（AFTN網(wǎng)）的不足，國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)）。