導語：當前航空電信網(wǎng)技術及運用拓展一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

［摘要］新一代航空電信網(wǎng)(AeronauticalTelecommunicationNetwork,ATN)是新航行系統(tǒng)的重要基礎,目前在民航組織的積極推動下,ATN網(wǎng)絡已經(jīng)進入部署實施階段。本文介紹了ATN的背景、應用程序、體系結(jié)構(gòu)等技術,并介紹了ATN網(wǎng)絡目前的應用進展。

［關鍵詞］航空；電信網(wǎng)；應用

1ATN背景

近年來,空中交通流量的飛速增長給現(xiàn)有通信導航系統(tǒng)帶來了巨大壓力。為了解決這些問題,1991年國際民航組織經(jīng)過深入的研究,引入通信、導航、監(jiān)視/空中交通管理(簡稱CNS/ATM)新航行系統(tǒng)概念,以期通過應用數(shù)據(jù)通信和衛(wèi)星技術改善現(xiàn)有的空管系統(tǒng)。新一代航空電信網(wǎng)是新航行系統(tǒng)的重要組成部分,是實施CNS/ATM新航行系統(tǒng)的前提。

ATN并非一種全新的底層通信網(wǎng)絡,而是采用基于國際標準的公共接口服務和協(xié)議,集成地面、空地和航空電子數(shù)據(jù)等多種數(shù)據(jù)子網(wǎng)互聯(lián)來實現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸服務,是全球地空一體化的航空專用通信網(wǎng)絡,可提供安全、可靠、高效的航空通信服務。ATN可以提供空中交通服務通信(ATSC)、航空運行控制(AOC)、航空管理通信(AAC)、航空旅客通信(APC)四類服務。目前在國際民航組織的推動下,ATN網(wǎng)絡已經(jīng)全面進入部署實施階段。

2ATN的應用程序

ATN由若干應用程序和通信服務組成,是一個互聯(lián)網(wǎng)的概念,通過盡可能整合并使用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡資源,為航空界(包括空管、航空管理部門、航空運營商、航空器制造企業(yè))提供統(tǒng)一的通信服務,并根據(jù)不同組織的要求,提供不同質(zhì)量的通信服務。ATN提供的應用程序包括地空應用和地地應用。

2.1地空應用

(1)上下文管理(CM)

CM的作用類似于域名解析系統(tǒng),提供機載系統(tǒng)和地面系統(tǒng),或兩個地面系統(tǒng)之間交互、更新數(shù)據(jù)鏈路應用信息,包括應用的名稱、地址、版本號等。

(2)自動相關監(jiān)視(ADS)

ADS應用自動向用戶提供來自于機載導航定位系統(tǒng)的報告,包括飛機標識、四維坐標和附加數(shù)據(jù)。ADS系統(tǒng)提供自身位置與其他信息報告,可用于空中交通管理和飛機位置的監(jiān)控。

(3)管制員與機組人員之間數(shù)據(jù)鏈通信(CPDLC)

CPDLC應用的主要功能是提供管制員與機組人員之間的信息交換,與管制人員和機組人員的對話通過CPDLC來維護。它提供四個功能：管制員機組人員之間信息交換功能、數(shù)據(jù)當局之間的移交、許可的下行移交、地面前向移交。

(4)飛行情報服務(FIS)

FIS應用允許機組人員通過數(shù)據(jù)鏈向地面航行情報信息系統(tǒng)請求和接收數(shù)字化自動航站情報。FIS數(shù)據(jù)鏈服務可以提供給空中和地面用戶,是現(xiàn)存的語音通播方式的補充。

2.2地地應用

(1)ATS(空中交通服務)信息處理服務(ATSMHS)

航班計劃數(shù)據(jù)通過AMHS接收。AMHS定義了兩種應用,一類是ATS信息服務,采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式進行信息處理；另一類是透傳方式,AFTN(航空固定電信網(wǎng))信息的傳輸方式。

(2)ATS(空中交通服務)設備間數(shù)據(jù)通信(AIDC)

AIDC用于在ATS單位間交換數(shù)據(jù)以支持空中交通管制移交。支持的服務包括航班通知、航班協(xié)調(diào)、管制移交、通信移交、監(jiān)視數(shù)據(jù)的傳輸?shù)?。AIDC是嚴格地用于ATS單位之間交換控制信息的ATC應用,不支持其他機構(gòu)間的信息交換。

3ATN的體系結(jié)構(gòu)

ATN網(wǎng)絡的主要構(gòu)件是通信子網(wǎng)、ATN路由器和終端系統(tǒng)。通信子網(wǎng)定義為一個基于特定通信技術的通信網(wǎng),用于ATN系統(tǒng)之間傳遞信息的物理手段,并非是ATN的組成部分。各種地地和地空子網(wǎng)為ATN的終端系統(tǒng)之間提供多條數(shù)據(jù)通路支持。ATN路由器負責連接不同的通信子網(wǎng),并跨越不同的子網(wǎng)傳送基于QOS的分組。ATN終端系統(tǒng)處理應用層服務和上層協(xié)議棧,以便與對等的終端系統(tǒng)進行通信。

3.1ATN通信子網(wǎng)

ATN的通信子網(wǎng)可以是現(xiàn)存的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡,也可以是正在發(fā)展的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。地空子網(wǎng)包括：航空移動衛(wèi)星服務(AMSS)、甚高頻地空數(shù)據(jù)鏈(VHF)、二次雷達S模式(SSRModeS)、高頻地空數(shù)據(jù)鏈(HF)、Gatelink。地地子網(wǎng)包括：局域網(wǎng)(如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、光纖分布數(shù)據(jù)接口FDDI)、廣域網(wǎng)(如X.25、幀中繼、ATM、ISDN)。另外,公共ICAO數(shù)據(jù)交換網(wǎng)(CIDIN)、改進的X.25通信服務等均可用于ATN子網(wǎng)。機載子網(wǎng)：與地面系統(tǒng)類似,機載的各種通信網(wǎng)絡也可以作為ATN子網(wǎng)。如基于ARINC規(guī)范429和629的子網(wǎng)、以太網(wǎng)和FDDI網(wǎng)。

3.2ATN路由器

當飛機移動,到達飛機所通過的網(wǎng)絡將改變。ATN支持動態(tài)路由,以適應飛機移動和網(wǎng)絡維護等網(wǎng)絡拓撲的改變。路由器是中間系統(tǒng),包含OSI參考模型的下三層。根據(jù)不同類型,由不同的路由協(xié)議組成。

3.3ATN終端系統(tǒng)

ATN終端系統(tǒng)與其他ATN終端系統(tǒng)進行通信,向ATN應用提供端到端通信服務。ATN包括全部七層協(xié)議棧。ATN終端系統(tǒng)是自動化設備的接口,也是人機接口。

4ATN的應用進展

4.1國際上ATN的應用進展

(1)ATN地地應用

作為第一個ATN地地應用,航空信息處理系統(tǒng)AMHS(ATSMessageHandlingSystem)是代替現(xiàn)有自動轉(zhuǎn)報系統(tǒng)AFTN的ATN應用,可以提供更可靠、更安全、功能更強大的信息傳輸服務。美日間于2005年投入運行開通了的AMHS線路。歐洲地區(qū)的西班牙于1998年年底,AMHS系統(tǒng)投入運行。2006年2月,法蘭克?！R德里之間AMHS線路投入運行。2005年,阿根廷國內(nèi)的AMHS系統(tǒng)投入實際運行。2006年2月,科威特安裝部署了AMHS產(chǎn)品。2006年10月,牙買加在國內(nèi)安裝了AMHS系統(tǒng)。

中國北京作為亞太地區(qū)的主干節(jié)點,將連通區(qū)內(nèi)11個國家和地區(qū),并連接中東和歐洲地區(qū)。中國香港作為亞太地區(qū)的主干節(jié)點,連通區(qū)內(nèi)7個國家和地區(qū)。澳大利亞、泰國、新加坡、印度尼西亞、蒙古、中國香港、中國澳門、孟加拉等國家和地區(qū)正進行內(nèi)部ATN實施與部署工作；日本、泰國、中國香港、澳大利亞建立了ATN技術實驗平臺開展相關測試工作；目前中、泰、港三方已完成第一、第二、第三階段ATN技術測試工作。

4.2國內(nèi)的應用進展

國內(nèi)的應用分兩個階段：第一階段為2001—2005年,主要的工作為編制《空管航空電信網(wǎng)技術政策、應用和發(fā)展技術白皮書》；ATN實驗室建立和技術準備；研究與開發(fā)工作；國際ATN/AMHS技術測試工作。第二階段為2006—2010年,主要的工作為ATN/AMHS過渡與實施；ACARS向VDLMode2過渡。

2002年民航總局空管局根據(jù)國內(nèi)民航通信網(wǎng)絡的狀況以及國外的ATN實施狀況,編制了《空管航空電信網(wǎng)技術政策、應用和發(fā)展白皮書》,2006年進行了修訂,作為民航通信發(fā)展和相關方面的技術依據(jù)。地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡逐步由AFTN向ATN/AMHS網(wǎng)絡過渡。地空傳輸網(wǎng)絡建成以甚高頻地空數(shù)據(jù)鏈為主要傳輸手段的地空數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡,在必要的環(huán)境下以高頻地空數(shù)據(jù)鏈為輔助傳輸手段,逐步由ACARS網(wǎng)絡向ATN/VDLM2過渡。

目前在北京部署已建設ATN骨干節(jié)點,并部署ATN路由器和AFTN/AMHS網(wǎng)關系統(tǒng),進行與國際民航組織計劃的與周邊國家和地區(qū)的技術測試工作;下一步的工作是建設ATN骨干網(wǎng)絡,與AFTN并行,逐步向ATN過渡。

中國民航于1995年開始著手建設民航VHF地空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng),1998年建成一期工程,2001年完成二期工程建設,建成當時能提供全國絕大部分航路和大部分機場覆蓋能力的VHF地空數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。該數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)是國際民航界除美國航空通信公司(ARINC)和國際航空通信協(xié)會(SITA)外,世界第三大地空VHF數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。

目前國內(nèi)可支持的地空數(shù)據(jù)通信應用支持飛機飛行的各個階段。在空中交通管制與服務領域,我國僅在少數(shù)機場和區(qū)域?qū)嵤┝瞬糠謶?效果良好,包括：數(shù)字式飛機起飛前放行系統(tǒng)(PDC)、數(shù)字式自動化航站信息服務系統(tǒng)(D-ATIS)、數(shù)字化航路氣象服務(D-VOLMET)、航空氣象資料下傳(AMDAR)。

航空公司可以利用VHF數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)對飛機飛行全階段實施及時有效的監(jiān)視與服務,對保障飛行安全、增加航班保障能力、提高旅客服務水平有顯著作用。具體應用包括：飛行動態(tài)監(jiān)視、地空雙向數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析、機務維修、旅客服務等。但是由于目前機載設備配套軟件系統(tǒng)配置不完整，或需要投入一定的時間和費用開展應用的配置,缺乏人員培訓等原因,雖然飛機具備進行地空數(shù)據(jù)通信的基本條件,但無法或只能部分開展應用。

5結(jié)論

本文介紹了ATN相關的技術及其在國內(nèi)外的應用進展。隨著通信技術的發(fā)展,行業(yè)的積極推動,新一代航空電信網(wǎng)將在不遠的將來進入實際應用階段,為航空界業(yè)者和旅客提供更加可靠靈活的通信服務。