翟來(lái)娟，閆志付

（中電科柯林斯航空電子有限公司，四川 成都 611731）

0 引言

下一代航空通信系統(tǒng)將需要更大的空地通信能力，以適應(yīng)更多的空中交通需求，并同時(shí)提高安全性和效率。寬帶安全衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)（SwiftBroadband-Safety，SB-S）是由國(guó)際海事衛(wèi)星組織（Inmarsat）提供的寬帶語(yǔ)音和數(shù)據(jù)安全服務(wù)，具有全球覆蓋、完全冗余、無(wú)與倫比的網(wǎng)絡(luò)安全和超過(guò)99.9%的全球可用性[1]。此外SB-S 還滿(mǎn)足國(guó)際民用航空組織（International Civil Aviation Organization，ICAO）為所有飛行遠(yuǎn)洋航線(xiàn)的飛機(jī)規(guī)定的通信和監(jiān)視性能要求。SB-S 服務(wù)已進(jìn)入商業(yè)領(lǐng)域，終端已安裝于包括波音767、空客A321neo/A320 等多種機(jī)型[2]。SB-S 服務(wù)可通過(guò)包括SITAONAIR、Rockwell Collins/ARINC 和中國(guó) 交通通信信息集團(tuán)有限公司、民航數(shù)據(jù)通信公司在內(nèi)的服務(wù)商網(wǎng)絡(luò)獲得[2]。

本文概述了SB-S 服務(wù)架構(gòu)、機(jī)載衛(wèi)星通信設(shè)備架構(gòu)，總結(jié)了民航飛機(jī)裝載衛(wèi)通設(shè)備及功能測(cè)試的方法流程，以實(shí)現(xiàn)安全高效的民航衛(wèi)星通信系統(tǒng)。

1 SB-S 服務(wù)及架構(gòu)

Inmarsat 寬帶衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)（SwiftBroadband，SBB）是由3 顆Inmarsat 4（I-4）衛(wèi)星組成的星座提供的L 波段航空服務(wù)[3]。SBB 系統(tǒng)由I-4 衛(wèi)星、Inmarsat地面設(shè)施、分銷(xiāo)商/通信服務(wù)商網(wǎng)絡(luò)以及飛機(jī)地球站（Aircraft Earth Station，AES）等4 部分構(gòu)成，如下圖1 所示[3-4]。

圖1 SBB 整體架構(gòu)

Inmarsat 地面設(shè)施包含衛(wèi)星天線(xiàn)、上下變頻、無(wú)線(xiàn)電接入網(wǎng)絡(luò)（Radio Access Network，RAN）、核心網(wǎng)絡(luò)（Core Network，CN）及數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。此外為了支持安全服務(wù)，地面站還包含各種網(wǎng)關(guān)功能，包括地面安全網(wǎng)關(guān)（Ground Security Gateway，GSGW）、地面數(shù)據(jù)鏈網(wǎng)關(guān)（Ground Datalink Gateway，GDGW）、互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議語(yǔ)音（Voice over IP，VoIP）網(wǎng)關(guān)，特別是飛機(jī)通信尋址和報(bào)告系統(tǒng)地面網(wǎng)關(guān)（Aircraft Communication Addressing and Reporting System Ground Gateway，AGGW）。Inmarsat 擁有并運(yùn)營(yíng)衛(wèi)星地面基礎(chǔ)設(shè)施，并向分銷(xiāo)合作伙伴/通信服務(wù)商（如SITA，ARINC 等）提供流量服務(wù)，然后由后者向用戶(hù)提供端到端ACARS 和語(yǔ)音服務(wù)。機(jī)載站飛機(jī)用戶(hù)終端旨在支持Inmarsat SBB 航空服務(wù)，供駕駛艙和客艙使用。

SBB 航空服務(wù)旨在為飛行員和機(jī)組人員提供機(jī)艙和駕駛艙服務(wù)，以及為乘客提供機(jī)上互聯(lián)網(wǎng)接入。典型應(yīng)用除了提供傳統(tǒng)的電話(huà)服務(wù)，還將允許完整的互聯(lián)網(wǎng)接入，如電子郵件、虛擬專(zhuān)用網(wǎng)VPN、web 瀏覽和文件下載以及電子飛行包（Electronic Flight Bag，EFB 和VoIP[5]。它還將通過(guò)音頻管理系統(tǒng)提供駕駛艙人員語(yǔ)音服務(wù)，ACARS 服務(wù)。SB-S是第一個(gè)用于駕駛艙的安全通信系統(tǒng)，滿(mǎn)足嚴(yán)格的航空安全和與地面操作數(shù)據(jù)交換的要求，符合未來(lái)空中導(dǎo)航系統(tǒng)（Future Air Navigation System，F(xiàn)ANS）要求，并通過(guò)強(qiáng)大、安全的IP 數(shù)據(jù)鏈路和多個(gè)語(yǔ)音通道提供ACARS 以及安全運(yùn)營(yíng)服務(wù)。

SB-S 提供兩種類(lèi)型的安全語(yǔ)音服務(wù)：基于電路交換的語(yǔ)音服務(wù)（Circuit Switched Voice，CS Voice）和基于分組交換的語(yǔ)音服務(wù)（Packet Switched Voice，PS Voice）也稱(chēng)VoIP。在空中接口主要語(yǔ)音通道是基于電路交換實(shí)現(xiàn)的，而第2 個(gè)語(yǔ)音通道則使用VoIP。機(jī)載衛(wèi)星設(shè)備應(yīng)始終通過(guò) CS語(yǔ)音連接發(fā)出第1 個(gè)駕駛艙語(yǔ)音呼叫。如果CS 域忙碌，則應(yīng)通過(guò)安全VOIP 域發(fā)出駕駛艙語(yǔ)音呼叫。

SB-S 提供兩種類(lèi)型的數(shù)據(jù)連接服務(wù)：標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)連接（Standard IP）和流式數(shù)據(jù)連接（Streaming IP）[5]。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)連接支持多個(gè)用戶(hù)同時(shí)共享數(shù)據(jù)連接，適合電子郵件、文件傳輸及互聯(lián)網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)，用戶(hù)為發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)量付費(fèi)。流式數(shù)據(jù)連接確保數(shù)據(jù)無(wú)縫傳輸?shù)莫?dú)家高優(yōu)先級(jí)連接，適用于IP 實(shí)時(shí)視頻等時(shí)間關(guān)鍵型應(yīng)用，用戶(hù)為連接持續(xù)時(shí)間付費(fèi)。

2 SB-S 機(jī)載終端設(shè)備

Inmarsat 的終端制造商合作伙伴開(kāi)發(fā)了一系列6類(lèi)高增益天線(xiàn)（High Gain Antenna，HGA）、7 類(lèi)中增益天線(xiàn)（Intermediate Gain Antenna，IGA）和4 類(lèi)增強(qiáng)型低增益天線(xiàn)（Enhanced Low Gain Antenna，E-LGA）SBS 終端，以滿(mǎn)足支持安全服務(wù)所需的飛機(jī)功能要求。這幾類(lèi)終端均支持ACARS、優(yōu)先IP 數(shù)據(jù)以及雙通道語(yǔ)音通話(huà)，但6 類(lèi)的高增益天線(xiàn)可以提供更高的數(shù)據(jù)速率以及額外的駕駛艙和客艙IP 帶寬。

可提供SB-S 服務(wù)的終端包括但不限于Cobham航空SB-S 終端電子設(shè)備系列Aviator 300D（IGA）、Aviator 350D（HGA）、Aviator 200S（ELGA）、Aviator 600S（IGA）、Aviator 700S（HGA）和霍尼韋爾航空SB-S 電子設(shè)備Aspire 400 系列（可提供HGA、IGA、ELGA 類(lèi)型天線(xiàn)）[6]。

機(jī)載衛(wèi)星通信（Satellite Communications，SATCOM）設(shè)備的功能是通過(guò)在L 波段提供航空服務(wù)的衛(wèi)星傳輸、接收和處理信號(hào)。機(jī)載SATCOM 系統(tǒng)應(yīng)為飛機(jī)機(jī)組人員和乘客提供一個(gè)可以通過(guò)Inmarsat 衛(wèi)星星座與地面用戶(hù)進(jìn)行通信的集成解決方案。此外，衛(wèi)星通信系統(tǒng)將提供一整套的用戶(hù)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)通信接口。以6 類(lèi)高增益天線(xiàn)為例，典型的SATCOM 系統(tǒng)配置架構(gòu)如下圖2 所示[3,7]，系統(tǒng)由一個(gè)負(fù)責(zé)信號(hào)處理的衛(wèi)星數(shù)據(jù)單元（Satellite Data Unit，SDU）、一個(gè)能夠存儲(chǔ)SDU 配置的衛(wèi)星數(shù)據(jù)單元配置模塊（SDU Configuration Module，SCM）、一個(gè)能夠提供信號(hào)放大以傳輸信號(hào)的高功率放大器（High-Power Amplifier，HPA）、一個(gè)由低噪聲放大器和雙工器組成的雙工低噪聲放大器（Diplexer/Low Noise Amplifier，DLNA）、一個(gè)為衛(wèi)星提供同步接收和信號(hào)傳輸?shù)奶炀€(xiàn)組成。為滿(mǎn)足安全語(yǔ)音和ACARS 服務(wù)，SDU 需包含ACARS 空中網(wǎng)關(guān)和VoIP 服務(wù)器。SDU 提供機(jī)上所有與用戶(hù)的接口包括語(yǔ)音和數(shù)據(jù)接口。為了控制天線(xiàn)指向衛(wèi)星，SDU 需要連接飛機(jī)慣導(dǎo)系統(tǒng)以獲取飛機(jī)的位置和姿態(tài)。

圖2 SB-S 機(jī)載SATCOM 配置架構(gòu)

3 SB-S 設(shè)備安裝、激活與配置

3.1 安裝

系統(tǒng)安裝包括天線(xiàn)安裝、系統(tǒng)內(nèi)部各設(shè)備之間的連接、與電源系統(tǒng)的連接、與外部系統(tǒng)的連接。ARINC 781 標(biāo)準(zhǔn)定義了衛(wèi)通設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口和連接關(guān)系、射頻（Radio Frequency，RF）連接器及RF 線(xiàn)纜損耗要求。設(shè)備安裝首先需要準(zhǔn)備滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)定義的RF 連接器、RF 線(xiàn)纜及通信信號(hào)線(xiàn)纜，其次根據(jù)設(shè)備之間及與電源和外部系統(tǒng)之間的連接關(guān)系進(jìn)行設(shè)備連接。安裝天線(xiàn)和RF 線(xiàn)纜可能會(huì)導(dǎo)致無(wú)源互調(diào)（Passive Intermodulation，PIM）。為了獲得較低的PIM，以保證設(shè)備與衛(wèi)星之間的通信質(zhì)量，安裝衛(wèi)星通信系統(tǒng)時(shí)應(yīng)特別考慮天線(xiàn)安裝、RF 線(xiàn)纜、RF 連接器[3]。

天線(xiàn)必須安裝在機(jī)身頂部，保證天空視野清晰。天線(xiàn)必須通過(guò)轉(zhuǎn)接板（在彎曲的機(jī)身和天線(xiàn)的平坦安裝表面之間提供配合接口）用螺栓固定在機(jī)身上，且必須使天線(xiàn)的平坦底面適應(yīng)機(jī)身，使其長(zhǎng)軸與前后軸對(duì)齊飛機(jī)。若飛機(jī)表面中斷天線(xiàn)和衛(wèi)星之間直接視線(xiàn)，將導(dǎo)致天線(xiàn)射頻波束的不同程度的阻擋，所以天線(xiàn)應(yīng)安裝在正常飛行期間可以盡量減少飛機(jī)金屬表面阻擋天線(xiàn)視線(xiàn)的位置，一般最好掛載機(jī)身前部以最小化由尾巴和翅膀引起的射頻阻擋[8]。

所有的RF 線(xiàn)纜必須滿(mǎn)足ARINC 781 標(biāo)準(zhǔn)定義的損耗要求。DLNA 到天線(xiàn)射頻電纜承載了高功率發(fā)射信號(hào)和低功率接收信號(hào)，因此在電纜安裝過(guò)程中必須遵守最小彎曲半徑，否則電纜可能會(huì)損壞并成為PIM 的來(lái)源。

ARINC 781 標(biāo)準(zhǔn)給出了衛(wèi)通設(shè)備之間的RF 連接器的推薦型號(hào)，建議按照推薦型號(hào)訂購(gòu)連接器。射頻連接器公母連接器之間是金屬對(duì)金屬的接觸，在安裝過(guò)程中如果連接器之間壓力太低，可能會(huì)導(dǎo)致PIM，建議使用扭矩扳手將RF 連接器擰緊而不建議僅用手?jǐn)Q緊連接器。另外為防止污染，在存儲(chǔ)期間，具有射頻連接器的設(shè)備應(yīng)戴上防塵帽[3]。

如果天線(xiàn)、RF 電纜或連接器被修改（如電纜被重新連接，天線(xiàn)/適配器板被重新安裝），建議執(zhí)行PIM 內(nèi)置測(cè)試以確保衛(wèi)星通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.2 通信服務(wù)激活

系統(tǒng)開(kāi)始運(yùn)行之前，飛機(jī)所有者或運(yùn)營(yíng)商必須向國(guó)家航空識(shí)別機(jī)構(gòu)（一般是所在國(guó)的民航局，如中國(guó)民航局）申請(qǐng)唯一的24 位飛機(jī)識(shí)別代碼ICAO地址[3]，并與Inmarsat 服務(wù)提供商簽訂合同以便激活系統(tǒng)。國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)標(biāo)識(shí)（International Mobile Subscriber Identity，IMSI）是用于激活服務(wù)的身份證明（Identification，ID）[3]，衛(wèi)通設(shè)備交付時(shí)身份識(shí)別卡（Subscriber Identity Module，SIM）永久安裝在SCM中，但未激活。SIM 卡由Inmarsat 預(yù)先驗(yàn)證并通過(guò)其唯一的IMSI 號(hào)碼進(jìn)行識(shí)別。IMSI 通常為15 位長(zhǎng)，印在SCM 的部件編號(hào)標(biāo)簽上，也印在符合性證書(shū)信函上。

與服務(wù)提供商簽訂的SB-S 服務(wù)合同需要提供飛機(jī)終端設(shè)備配置的相關(guān)信息為：IMSI 號(hào)碼，飛機(jī)類(lèi)型，機(jī)尾號(hào)（與ICAO 地址一起由民航局分配），ICAO 地址。最終簽訂的合同需要包含由服務(wù)供應(yīng)商提供的相關(guān)項(xiàng)目，具體為：與安裝的IMSI 號(hào)碼相關(guān)聯(lián)的直接電話(huà)號(hào)碼，分組交換服務(wù)所需接入點(diǎn)名稱(chēng)（Access Point Name，APN）。

ACARS 服務(wù)使用公鑰基礎(chǔ)設(shè)施（Public Key Infrastructure，PKI）系統(tǒng)進(jìn)行控制，該系統(tǒng)負(fù)責(zé)將飛機(jī)和地面網(wǎng)關(guān)注冊(cè)到系統(tǒng)中并生成簽名證書(shū)以保證其真實(shí)性。為了保證ACARS 業(yè)務(wù)的正常使用，必須聯(lián)系設(shè)備供應(yīng)商授權(quán)PKI 系統(tǒng)證書(shū)。為授權(quán)PKI 證書(shū)，需要提供：IMSI 號(hào)碼，智能卡序列號(hào)SmartCard（在SCM 標(biāo)簽上查看），飛機(jī)類(lèi)型，機(jī)尾號(hào)，ICAO 地址。在PKI 證書(shū)授權(quán)之后，系統(tǒng)下一次上電將自動(dòng)加載該證書(shū)，不需要額外的操作。

3.3 系統(tǒng)配置

SDU 的配置參數(shù)存儲(chǔ)在SDU 配置模塊SCM 中，通過(guò)設(shè)備廠(chǎng)商提供的配置軟件進(jìn)行配置，可參考配置軟件用戶(hù)手冊(cè)對(duì)所有配置參數(shù)進(jìn)行配置。典型配置參數(shù)包括[9]以下5 個(gè)參數(shù)。

（1）唯一的飛機(jī)識(shí)別代碼（ICAO 地址）：也稱(chēng)為AES ID。SDU 將獲取的ICAO 地址與在SDU的配置模塊中輸入的ICAO 地址進(jìn)行比較，如果它們不匹配，系統(tǒng)將暫停所有RF 通信。

（2）RF 配置：RF 電纜的損耗須登記在SDU系統(tǒng)的配置參數(shù)表中供SDU 補(bǔ)償使用。

（3）外部導(dǎo)航參數(shù)：導(dǎo)航參數(shù)輸入源，以便衛(wèi)星系統(tǒng)可以獲取飛機(jī)的慣導(dǎo)參數(shù)，包括飛機(jī)的經(jīng)緯度、航向、高度等信息。

（4）衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)：設(shè)置衛(wèi)星登陸策略，輸入由服務(wù)供應(yīng)商提供的網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)名稱(chēng)APN。

（5）以太網(wǎng)配置：為測(cè)試客艙網(wǎng)絡(luò)功能，需要設(shè)置相應(yīng)的IP 參數(shù)，如IP 地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)。

4 SB-S 設(shè)備功能測(cè)試

4.1 對(duì)星及衛(wèi)星登錄

首先要根據(jù)機(jī)載衛(wèi)星設(shè)備所在經(jīng)緯度以及海事衛(wèi)星覆蓋圖[10]（圖3）判斷衛(wèi)星設(shè)備可以搜索到的衛(wèi)星。中國(guó)范圍內(nèi)可用亞太衛(wèi)星（Asia-Pacific，APAC）（E143.5°）和中東亞衛(wèi)星（Middle East-Asia，MEAS（E64°）等海事衛(wèi)星。其次要根據(jù)衛(wèi)星及設(shè)備所在位置判斷衛(wèi)星天線(xiàn)安裝的方向和俯仰角。

圖3 第四代海事衛(wèi)星覆蓋范圍

中國(guó)國(guó)境處于地球赤道的北部，所以同步衛(wèi)星永遠(yuǎn)在南方向，也就是說(shuō)地面衛(wèi)星天線(xiàn)的方向應(yīng)該朝向南方。如果衛(wèi)星經(jīng)度等于所在地經(jīng)度，衛(wèi)星接收天線(xiàn)應(yīng)向正南方向，如果衛(wèi)星經(jīng)度大于所在地的經(jīng)度，衛(wèi)星接收天線(xiàn)應(yīng)朝向正南偏東方向，如果衛(wèi)星經(jīng)度小于所在地經(jīng)度，衛(wèi)星接收天線(xiàn)應(yīng)朝向偏西方向。以中國(guó)成都（N30.57°,E104.07°）為例，應(yīng)首選APAC 衛(wèi)星，衛(wèi)星天線(xiàn)應(yīng)指向東南方向。

圖4[11]的圓圈線(xiàn)標(biāo)識(shí)了最近的海事衛(wèi)星的“查找角”。根據(jù)視角圖可以確定衛(wèi)星通信設(shè)備相對(duì)于衛(wèi)星的航向、距離地平線(xiàn)的仰角度數(shù)。根據(jù)中國(guó)成都與APAC 衛(wèi)星的相對(duì)位置，衛(wèi)星設(shè)備天線(xiàn)應(yīng)對(duì)準(zhǔn)東南方向45°仰角位置。

圖4 第四代海事衛(wèi)星視角

SDU 接收到飛機(jī)導(dǎo)航數(shù)據(jù)（位置和姿態(tài)），并根據(jù)衛(wèi)星位置計(jì)算所需的天線(xiàn)仰角和方位角，然后將方位角和仰角數(shù)據(jù)發(fā)送到天線(xiàn)。天線(xiàn)的波束控制系統(tǒng)就可以根據(jù)SDU 輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行天線(xiàn)指向調(diào)整從而正確對(duì)星。

Inmarsat 衛(wèi)星傳輸?shù)降厍蛏系男盘?hào)稱(chēng)為波束，它們使用3 種波束[12]（圖5 所示）：用于指向信令的全球波束（Global Beam）、用于注冊(cè)的區(qū)域波束（Regional Beams）以及用于語(yǔ)音和數(shù)據(jù)流量的窄波束（Narrow Spot Beams）。機(jī)載衛(wèi)通設(shè)備開(kāi)機(jī)后，全球光束（未注冊(cè)）接收初始系統(tǒng)信息完成衛(wèi)通天線(xiàn)指向衛(wèi)星。區(qū)域波束（已注冊(cè)）用于注冊(cè)和登錄衛(wèi)星，終端可撥打和接聽(tīng)電話(huà)或短信。窄波束（已注冊(cè)）是語(yǔ)音、數(shù)據(jù)/互聯(lián)網(wǎng)波束，在從衛(wèi)通終端的界面開(kāi)始數(shù)據(jù)會(huì)話(huà)后即可使用，流量會(huì)話(huà)結(jié)束后進(jìn)入?yún)^(qū)域波束待機(jī)狀態(tài)。

圖5 SBB 波束類(lèi)型及功能

對(duì)星及登錄方法和步驟具體如下文所述。

（1）將衛(wèi)星天線(xiàn)安裝于轉(zhuǎn)接板上并置于空曠無(wú)遮擋區(qū)域，至少要保證對(duì)應(yīng)衛(wèi)星的方向無(wú)遮擋,以上文成都位置為例要至少保證天線(xiàn)的東南方向45°仰角位置無(wú)遮擋。

（2）利用指南針獲取當(dāng)前天線(xiàn)所在位置的經(jīng)緯度以及真航向角度，并通過(guò)衛(wèi)星數(shù)據(jù)單元設(shè)置天線(xiàn)的初始經(jīng)緯度以及天線(xiàn)的真航向。

（3）通過(guò)衛(wèi)通設(shè)備終端界面觀(guān)察波束類(lèi)型和信號(hào)強(qiáng)度，此時(shí)應(yīng)該為寬波束，信號(hào)強(qiáng)度應(yīng)大于50 dB，如果信號(hào)強(qiáng)度弱，則需要微調(diào)天線(xiàn)位置以獲得足夠的信號(hào)強(qiáng)度。

（4）選擇合適的衛(wèi)星并開(kāi)始注冊(cè)登錄衛(wèi)星語(yǔ)音服務(wù)。此時(shí)在終端界面觀(guān)察到的波束類(lèi)型為區(qū)域波束，相比較寬波束區(qū)域波束信號(hào)強(qiáng)度將有所提高。

（5）衛(wèi)星數(shù)據(jù)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)注冊(cè)登錄，一旦與窄波束建立連接，相比較區(qū)域波束信號(hào)強(qiáng)度更高。

（6）當(dāng)在衛(wèi)星設(shè)備終端觀(guān)察到設(shè)備已經(jīng)與窄波束建立連接并且信號(hào)強(qiáng)度穩(wěn)定，即可完成對(duì)星。如果窄波束信號(hào)在一定范圍之間反彈，這可能是天線(xiàn)指向問(wèn)題或天線(xiàn)/支架可能松動(dòng)和移動(dòng)導(dǎo)致的指向錯(cuò)誤，需要花些時(shí)間找出終端信號(hào)強(qiáng)度最高的可能。

4.2 語(yǔ)音通話(huà)測(cè)試

航空衛(wèi)星語(yǔ)音通話(huà)系統(tǒng)交互概述如下圖6 所示[13]。語(yǔ)音通話(huà)測(cè)試需要完成空對(duì)地呼叫、地對(duì)空呼叫、呼叫優(yōu)先搶占等測(cè)試。航空呼叫優(yōu)先級(jí)[12]為：

圖6 航空衛(wèi)星語(yǔ)音通信系統(tǒng)概述

（1）1/EMG（緊急），最高優(yōu)先級(jí)，屬于飛行安全級(jí)別，一般用于緊急迫降、緊急天氣等；

（2）2/HGH（高），次高優(yōu)先級(jí)，屬于飛行安全級(jí)別，通常分配給空中交通服務(wù)（Air Traffic Services，ATS）的通話(huà)；

（3）3/LOW（低），第3 優(yōu)先級(jí)，通常分配給航空運(yùn)行控制（Airline Operational Control，AOC）呼叫；

（4）4/PUB（公共電話(huà)），非安全級(jí)。

呼叫優(yōu)先搶占指飛機(jī)系統(tǒng)使用優(yōu)先級(jí)來(lái)?yè)屨驾^低優(yōu)先級(jí)的呼叫，并為較高優(yōu)先級(jí)的來(lái)電建立優(yōu)先連接。較高優(yōu)先級(jí)的呼叫將中斷較低優(yōu)先級(jí)通信正在使用的通信資源，在沒(méi)有任何指示或延遲的情況下建立連接?？上葐?dòng)一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的通話(huà)，然后在此通話(huà)過(guò)程中嘗試啟動(dòng)一個(gè)較高優(yōu)先級(jí)的通話(huà)，測(cè)試并驗(yàn)證系統(tǒng)是否可以為高優(yōu)先級(jí)通話(huà)自動(dòng)搶占低優(yōu)先級(jí)的通話(huà)。

空對(duì)地呼叫流程如下文所述。

（1）通過(guò)控制和顯示設(shè)備輸入電話(huà)號(hào)碼，或者從電話(huà)簿中選擇電話(huà)號(hào)碼。要手動(dòng)撥打電話(huà)，請(qǐng)撥打00 ＜國(guó)家/地區(qū)代碼＞ ＜電話(huà)號(hào)碼＞。航空器運(yùn)營(yíng)人員應(yīng)確保衛(wèi)星話(huà)音在飛行中的計(jì)劃使用符合各個(gè)國(guó)家和/或飛行情報(bào)區(qū)適用的法規(guī)、政策和程序。

（2）分配呼叫優(yōu)先級(jí)：通常是默認(rèn)值，呼叫者可以在進(jìn)行呼叫時(shí)更改，飛行器系統(tǒng)可以搶占較低優(yōu)先級(jí)的呼叫以建立較高優(yōu)先級(jí)呼出呼叫的優(yōu)先級(jí)。

（3）呼出：從控制和顯示界面或語(yǔ)音控制面板啟動(dòng)呼叫。

（4）呼叫嘗試：SDU 向網(wǎng)絡(luò)接入交換機(jī)發(fā)起呼叫，網(wǎng)絡(luò)接入交換機(jī)提供適當(dāng)?shù)男畔⒐┖娇照臼褂谩?/p>

（5）呼叫連接：航空站接收來(lái)電并向無(wú)線(xiàn)電操作員/控制器提供指示。

（6）呼叫接通：無(wú)線(xiàn)電操作員或控制器接聽(tīng)來(lái)電。

地對(duì)空呼叫流程如下文所述。

（1）用戶(hù)輸入有效飛機(jī)號(hào)碼：地面呼叫需要從服務(wù)供應(yīng)商獲取到機(jī)上衛(wèi)通設(shè)備的語(yǔ)音電話(huà)號(hào)碼，還需要確定此次撥號(hào)的優(yōu)先級(jí)。機(jī)上衛(wèi)通系統(tǒng)提供配置選項(xiàng)可以直接拒絕PUB 級(jí)別的電話(huà)接入。對(duì)于航空2 級(jí)地對(duì)空呼叫，先需要撥叫地對(duì)空2 級(jí)呼叫平臺(tái)接入號(hào)碼，接通后輸入賬戶(hù)密碼（由通信服務(wù)商提供的用戶(hù)身份號(hào)碼），然后使用ICAO 地址呼叫飛機(jī)：優(yōu)先級(jí)+ICAO 號(hào)碼#。

（2）呼叫嘗試：網(wǎng)絡(luò)接入交換機(jī)向飛行器發(fā)起呼叫，并提供適當(dāng)?shù)男畔⒐╋w機(jī)系統(tǒng)使用。

（3）呼叫連接：飛機(jī)接收來(lái)電并向機(jī)組人員提供燈和聲音指示。飛行器系統(tǒng)可以搶占較低優(yōu)先級(jí)的呼叫以建立較高優(yōu)先級(jí)來(lái)電的優(yōu)先級(jí)。

（4）呼叫接聽(tīng)：機(jī)組人員接聽(tīng)來(lái)電。

4.3 ACARS 測(cè)試

實(shí)施SBS 安全服務(wù)支持的終端制造商必須驗(yàn)證其ACARS 機(jī)載網(wǎng)關(guān)AAGW 的實(shí)施符合Inmarsat 的要求。如圖7 所示為ACARS 測(cè)試框圖[14-15]，測(cè)試系統(tǒng)包括機(jī)載ACARS 測(cè)試設(shè)備、Inmarsat 衛(wèi)星、Inmarsat 地面接收站及網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)鏈服務(wù)提供商、地面網(wǎng)絡(luò)及終端用戶(hù)（ATS、AOC）等。

圖7 ACARS 測(cè)試框架

ACARS 測(cè)試包括下行和上行數(shù)據(jù)鏈路傳輸測(cè)試。為保證完整的雙向鏈路測(cè)試，需要與ACARS通信服務(wù)商合作并發(fā)送機(jī)載設(shè)備的信息（包括飛機(jī)類(lèi)型、ICAO 地址、機(jī)尾號(hào)等）以完成飛機(jī)信息注冊(cè)，在測(cè)試時(shí)需確認(rèn)衛(wèi)通設(shè)備已連接至安全網(wǎng)關(guān)及ACARS 網(wǎng)關(guān)。

下行鏈路測(cè)試時(shí)，由連接到SDU 的機(jī)載通信管理單元（Communications Management Unit，CMU）發(fā)起ACARS 消息，由衛(wèi)通設(shè)備天線(xiàn)通過(guò)Inmarsat衛(wèi)星鏈路將消息傳輸?shù)絀nmarsat 地面站。地面站收到飛機(jī)的下行報(bào)文后，數(shù)據(jù)鏈服務(wù)商會(huì)按照規(guī)范將收到的下行報(bào)文轉(zhuǎn)化成地-地報(bào)文傳輸格式并送給地面終端用戶(hù)。同時(shí)地面站發(fā)送一條上行報(bào)文通知機(jī)載設(shè)備消息已成功收到。

為完成上行鏈路測(cè)試，地面終端用戶(hù)收到機(jī)載站發(fā)送的下行ACARS 請(qǐng)求消息后根據(jù)規(guī)范將所需用戶(hù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成地-地報(bào)文發(fā)送至地面數(shù)據(jù)鏈服務(wù)商，地面數(shù)據(jù)鏈服務(wù)商將收到的報(bào)文消息轉(zhuǎn)換成地-空傳輸格式報(bào)文并通過(guò)Inmarsat 衛(wèi)星鏈路發(fā)送至SDU，機(jī)載CMU 在收到該上行消息后進(jìn)行處理并最終傳送給機(jī)載顯示終端。

4.4 客艙以太網(wǎng)測(cè)試

SBB 系統(tǒng)可支持客艙數(shù)據(jù)如電子郵件、互聯(lián)網(wǎng)等。推薦的連接類(lèi)型是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)連接（系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置）。測(cè)試流程如下：

（1）選擇一臺(tái)電腦或者筆記本，將電腦網(wǎng)絡(luò)端口連接至機(jī)載衛(wèi)星通信設(shè)備的客艙以太網(wǎng)接口；

（2）設(shè)置電腦的網(wǎng)絡(luò)連接屬性，包括SDU 可以接受和識(shí)別的有效IP地址、子網(wǎng)掩碼和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)；

（3）嘗試通過(guò)電腦ping 到SDU 網(wǎng)絡(luò)連接；

（4）確保衛(wèi)通設(shè)備已登陸海事衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)；

（5）在電腦端設(shè)置基于以太網(wǎng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議（Point-to-Point Protocol Over Ethernet，PPPoE）連接，先連接至因特網(wǎng)，然后建立新連接，再選擇寬帶PPPoE 連接，最后根據(jù)向?qū)дf(shuō)明需要選擇服務(wù)名稱(chēng)為SBB 并輸入通信服務(wù)商提供的APN；

（6）啟動(dòng)PPPoE 連接，注冊(cè)成功后將可以使用因特網(wǎng)服務(wù)；

（7）在電腦端開(kāi)啟網(wǎng)頁(yè)，確認(rèn)已接入互聯(lián)網(wǎng)。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著民用航空事業(yè)的發(fā)展，民航衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)已成為為航空業(yè)務(wù)提供服務(wù)的綜合業(yè)務(wù)通信網(wǎng)絡(luò)，并將在未來(lái)的航空運(yùn)輸系統(tǒng)中發(fā)揮更大的作用?，F(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題日益突出，民航必須在提供全面綜合服務(wù)的同時(shí)確保通信安全。SB-S 衛(wèi)星通信服務(wù)將提高現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的安全性，并具備用于未來(lái)擴(kuò)展的航空安全通信服務(wù)的能力，以支持下一代全球航空運(yùn)輸。本文概述了SB-S 衛(wèi)星通信及民用飛機(jī)裝載SB-S衛(wèi)通系統(tǒng)的長(zhǎng)遠(yuǎn)意義，為民用飛機(jī)裝載SB-S 衛(wèi)通系統(tǒng)提供了明確思路，并根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)了一套SB-S 衛(wèi)星通信系統(tǒng)安裝、激活、配置及用戶(hù)功能測(cè)試的實(shí)用方法和流程。