導(dǎo)語(yǔ)：當(dāng)前航空電信網(wǎng)技術(shù)及運(yùn)用拓展一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)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(chǔ),目前在民航組織的積極推動(dòng)下,ATN網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)進(jìn)入部署實(shí)施階段。本文介紹了ATN的背景、應(yīng)用程序、體系結(jié)構(gòu)等技術(shù),并介紹了ATN網(wǎng)絡(luò)目前的應(yīng)用進(jìn)展。

［關(guān)鍵詞］航空；電信網(wǎng)；應(yīng)用

1ATN背景

近年來(lái),空中交通流量的飛速增長(zhǎng)給現(xiàn)有通信導(dǎo)航系統(tǒng)帶來(lái)了巨大壓力。為了解決這些問(wèn)題,1991年國(guó)際民航組織經(jīng)過(guò)深入的研究,引入通信、導(dǎo)航、監(jiān)視/空中交通管理(簡(jiǎn)稱(chēng)CNS/ATM)新航行系統(tǒng)概念,以期通過(guò)應(yīng)用數(shù)據(jù)通信和衛(wèi)星技術(shù)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(shí)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(luò),而是采用基于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的公共接口服務(wù)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(lái)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),是全球地空一體化的航空專(zhuān)用通信網(wǎng)絡(luò),可提供安全、可靠、高效的航空通信服務(wù)。ATN可以提供空中交通服務(wù)通信(ATSC)、航空運(yùn)行控制(AOC)、航空管理通信(AAC)、航空旅客通信(APC)四類(lèi)服務(wù)。目前在國(guó)際民航組織的推動(dòng)下,ATN網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)全面進(jìn)入部署實(shí)施階段。

2ATN的應(yīng)用程序

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

2.1地空應(yīng)用

(1)上下文管理(CM)

CM的作用類(lèi)似于域名解析系統(tǒng),提供機(jī)載系統(tǒng)和地面系統(tǒng),或兩個(gè)地面系統(tǒng)之間交互、更新數(shù)據(jù)鏈路應(yīng)用信息,包括應(yīng)用的名稱(chēng)、地址、版本號(hào)等。

(2)自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(ADS)

ADS應(yīng)用自動(dòng)向用戶提供來(lái)自于機(jī)載導(dǎo)航定位系統(tǒng)的報(bào)告,包括飛機(jī)標(biāo)識(shí)、四維坐標(biāo)和附加數(shù)據(jù)。ADS系統(tǒng)提供自身位置與其他信息報(bào)告,可用于空中交通管理和飛機(jī)位置的監(jiān)控。

(3)管制員與機(jī)組人員之間數(shù)據(jù)鏈通信(CPDLC)

CPDLC應(yīng)用的主要功能是提供管制員與機(jī)組人員之間的信息交換,與管制人員和機(jī)組人員的對(duì)話通過(guò)CPDLC來(lái)維護(hù)。它提供四個(gè)功能：管制員機(jī)組人員之間信息交換功能、數(shù)據(jù)當(dāng)局之間的移交、許可的下行移交、地面前向移交。

(4)飛行情報(bào)服務(wù)(FIS)

FIS應(yīng)用允許機(jī)組人員通過(guò)數(shù)據(jù)鏈向地面航行情報(bào)信息系統(tǒng)請(qǐng)求和接收數(shù)字化自動(dòng)航站情報(bào)。FIS數(shù)據(jù)鏈服務(wù)可以提供給空中和地面用戶,是現(xiàn)存的語(yǔ)音通播方式的補(bǔ)充。

2.2地地應(yīng)用

(1)ATS(空中交通服務(wù))信息處理服務(wù)(ATSMHS)

航班計(jì)劃數(shù)據(jù)通過(guò)AMHS接收。AMHS定義了兩種應(yīng)用,一類(lèi)是ATS信息服務(wù),采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式進(jìn)行信息處理；另一類(lèi)是透?jìng)鞣绞?AFTN(航空固定電信網(wǎng))信息的傳輸方式。

(2)ATS(空中交通服務(wù))設(shè)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(wù)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(yán)格地用于ATS單位之間交換控制信息的ATC應(yīng)用,不支持其他機(jī)構(gòu)間的信息交換。

3ATN的體系結(jié)構(gòu)

ATN網(wǎng)絡(luò)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(gè)基于特定通信技術(shù)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(fù)責(zé)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(yīng)用層服務(wù)和上層協(xié)議棧,以便與對(duì)等的終端系統(tǒng)進(jìn)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(luò),也可以是正在發(fā)展的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。地空子網(wǎng)包括：航空移動(dòng)衛(wèi)星服務(wù)(AMSS)、甚高頻地空數(shù)據(jù)鏈(VHF)、二次雷達(dá)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(jìn)的X.25通信服務(wù)等均可用于ATN子網(wǎng)。機(jī)載子網(wǎng)：與地面系統(tǒng)類(lèi)似,機(jī)載的各種通信網(wǎng)絡(luò)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(dāng)飛機(jī)移動(dòng),到達(dá)飛機(jī)所通過(guò)的網(wǎng)絡(luò)將改變。ATN支持動(dòng)態(tài)路由,以適應(yīng)飛機(jī)移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)維護(hù)等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖?。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(lèi)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(jìn)行通信,向ATN應(yīng)用提供端到端通信服務(wù)。ATN包括全部七層協(xié)議棧。ATN終端系統(tǒng)是自動(dòng)化設(shè)備的接口,也是人機(jī)接口。

4ATN的應(yīng)用進(jìn)展

4.1國(guó)際上ATN的應(yīng)用進(jìn)展

(1)ATN地地應(yīng)用

作為第一個(gè)ATN地地應(yīng)用,航空信息處理系統(tǒng)AMHS(ATSMessageHandlingSystem)是代替現(xiàn)有自動(dòng)轉(zhuǎn)報(bào)系統(tǒng)AFTN的ATN應(yīng)用,可以提供更可靠、更安全、功能更強(qiáng)大的信息傳輸服務(wù)。美日間于2005年投入運(yùn)行開(kāi)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(yùn)行。2006年2月,法蘭克?！R德里之間AMHS線路投入運(yùn)行。2005年,阿根廷國(guó)內(nèi)的AMHS系統(tǒng)投入實(shí)際運(yùn)行。2006年2月,科威特安裝部署了AMHS產(chǎn)品。2006年10月,牙買(mǎi)加在國(guó)內(nèi)安裝了AMHS系統(tǒng)。

中國(guó)北京作為亞太地區(qū)的主干節(jié)點(diǎn),將連通區(qū)內(nèi)11個(gè)國(guó)家和地區(qū),并連接中東和歐洲地區(qū)。中國(guó)香港作為亞太地區(qū)的主干節(jié)點(diǎn),連通區(qū)內(nèi)7個(gè)國(guó)家和地區(qū)。澳大利亞、泰國(guó)、新加坡、印度尼西亞、蒙古、中國(guó)香港、中國(guó)澳門(mén)、孟加拉等國(guó)家和地區(qū)正進(jìn)行內(nèi)部ATN實(shí)施與部署工作；日本、泰國(guó)、中國(guó)香港、澳大利亞建立了ATN技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)展相關(guān)測(cè)試工作；目前中、泰、港三方已完成第一、第二、第三階段ATN技術(shù)測(cè)試工作。

4.2國(guó)內(nèi)的應(yīng)用進(jìn)展

國(guó)內(nèi)的應(yīng)用分兩個(gè)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(shù)政策、應(yīng)用和發(fā)展技術(shù)白皮書(shū)》；ATN實(shí)驗(yàn)室建立和技術(shù)準(zhǔn)備；研究與開(kāi)發(fā)工作；國(guó)際ATN/AMHS技術(shù)測(cè)試工作。第二階段為2006—2010年,主要的工作為ATN/AMHS過(guò)渡與實(shí)施；ACARS向VDLMode2過(guò)渡。

2002年民航總局空管局根據(jù)國(guó)內(nèi)民航通信網(wǎng)絡(luò)的狀況以及國(guó)外的ATN實(shí)施狀況,編制了《空管航空電信網(wǎng)技術(shù)政策、應(yīng)用和發(fā)展白皮書(shū)》,2006年進(jìn)行了修訂,作為民航通信發(fā)展和相關(guān)方面的技術(shù)依據(jù)。地面?zhèn)鬏斁W(wǎng)絡(luò)逐步由AFTN向ATN/AMHS網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡。地空傳輸網(wǎng)絡(luò)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(luò),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(luò)向ATN/VDLM2過(guò)渡。

目前在北京部署已建設(shè)ATN骨干節(jié)點(diǎn),并部署ATN路由器和AFTN/AMHS網(wǎng)關(guān)系統(tǒng),進(jìn)行與國(guó)際民航組織計(jì)劃的與周邊國(guó)家和地區(qū)的技術(shù)測(cè)試工作;下一步的工作是建設(shè)ATN骨干網(wǎng)絡(luò),與AFTN并行,逐步向ATN過(guò)渡。

中國(guó)民航于1995年開(kāi)始著手建設(shè)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(shè),建成當(dāng)時(shí)能提供全國(guó)絕大部分航路和大部分機(jī)場(chǎng)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(guó)際民航界除美國(guó)航空通信公司(ARINC)和國(guó)際航空通信協(xié)會(huì)(SITA)外,世界第三大地空VHF數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。

目前國(guó)內(nèi)可支持的地空數(shù)據(jù)通信應(yīng)用支持飛機(jī)飛行的各個(gè)階段。在空中交通管制與服務(wù)領(lǐng)域,我國(guó)僅在少數(shù)機(jī)場(chǎng)和區(qū)域?qū)嵤┝瞬糠謶?yīng)用,效果良好,包括：數(shù)字式飛機(jī)起飛前放行系統(tǒng)(PDC)、數(shù)字式自動(dòng)化航站信息服務(wù)系統(tǒng)(D-ATIS)、數(shù)字化航路氣象服務(wù)(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(duì)飛機(jī)飛行全階段實(shí)施及時(shí)有效的監(jiān)視與服務(wù),對(duì)保障飛行安全、增加航班保障能力、提高旅客服務(wù)水平有顯著作用。具體應(yīng)用包括：飛行動(dòng)態(tài)監(jiān)視、地空雙向數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析、機(jī)務(wù)維修、旅客服務(wù)等。但是由于目前機(jī)載設(shè)備配套軟件系統(tǒng)配置不完整，或需要投入一定的時(shí)間和費(fèi)用開(kāi)展應(yīng)用的配置,缺乏人員培訓(xùn)等原因,雖然飛機(jī)具備進(jìn)行地空數(shù)據(jù)通信的基本條件,但無(wú)法或只能部分開(kāi)展應(yīng)用。

5結(jié)論

本文介紹了ATN相關(guān)的技術(shù)及其在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用進(jìn)展。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,行業(yè)的積極推動(dòng),新一代航空電信網(wǎng)將在不遠(yuǎn)的將來(lái)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)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(wù)。