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摘要：以IP技術(shù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建全業(yè)務(wù)民航空管通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前民航空管通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主流趨勢。本文從民航空管通信建設(shè)與IP技術(shù)的相關(guān)概述入手，就IP技術(shù)在民航空管通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用進行了簡要分析，以期為相關(guān)人員研究與實踐提供可借鑒性參考。

關(guān)鍵詞：IP技術(shù)；民航空管；通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

1引言

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)、電子通訊技術(shù)等的創(chuàng)新發(fā)展與普及應(yīng)用，提升了信息開放性水平，促進了信息的共享發(fā)展。在此背景下，信息的利用、分析與管控難度加大，信息應(yīng)用的準確性、安全性與可靠性要求提升。因此，民航空管通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，需進一步提升通信網(wǎng)絡(luò)管控力度，采取行之有效措施增強通信網(wǎng)絡(luò)可靠性、安全性、信息可控性水平。而IP技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，則可有效滿足上述需求，提升民航空管通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)質(zhì)量，促進其作用的充分發(fā)揮。

2對“民航空管通信網(wǎng)絡(luò)”的基本認識

民航空管通信網(wǎng)絡(luò)民航空管管理系統(tǒng)中的重要組成部分，承載著民航空管按行政管理、安全生產(chǎn)與安全運行的通信業(yè)務(wù)需求。隨著近些年，科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展與推廣應(yīng)用，民航空管通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得到創(chuàng)新發(fā)展，形成不同的通信網(wǎng)絡(luò)，以滿足民航通信需求。依據(jù)空間位置進行劃分，可將民航空管通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)劃分為“地面通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”、“地空通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”與“衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)”三部分。其中，地面通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)又可分為地面電話通信、地面微波通信與民航數(shù)據(jù)通信，主義以地面基站為基礎(chǔ)進行信號傳輸；地空通信網(wǎng)絡(luò)用于地面指揮機構(gòu)與空中飛機之間進行的通信，通常以無線電為主，在視覺信號的輔助下完成；衛(wèi)星通信則是以通信衛(wèi)星為基礎(chǔ)，在不同軌道衛(wèi)星支持下滿足民航空管通信服務(wù)需求，包括語音傳輸、數(shù)據(jù)傳輸?shù)萚1]。

3對“IP技術(shù)”的基本認識

IP技術(shù)（IPtechnology）是通信科技領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是有關(guān)無連接分組通信協(xié)議的技術(shù)，當(dāng)前我們所應(yīng)用的Internet則是基于TCP/IP技術(shù)上形成的。在民航空管通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，所應(yīng)用的IP技術(shù)主要為VoIP技術(shù)（VoiceoverInternetProtocol，基于IP的語音傳輸技術(shù)）[2]。VoIP技術(shù)的工作原理為：將語音數(shù)據(jù)編碼通過語音壓縮算法進行壓縮后，依據(jù)TCP/IP標準將壓縮語言數(shù)據(jù)打包，實現(xiàn)語言向數(shù)據(jù)的有效轉(zhuǎn)換；將打包的數(shù)據(jù)利用IP網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，由接受裝置接受，實現(xiàn)語音數(shù)據(jù)包整理與解壓，將數(shù)據(jù)信號在此轉(zhuǎn)化為語音信號，從而實現(xiàn)語音信息的有效傳輸。在此過程中，IP網(wǎng)關(guān)是VoIP技術(shù)能夠得以應(yīng)用的核心所在，它能夠?qū)⒉煌瑓^(qū)域的電話區(qū)號映射到相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)IP地質(zhì)中，以實現(xiàn)在最短的時間內(nèi)，完成通信業(yè)務(wù)需求。通常情況下，H.323、SIP、MEGACO、MGCP等是VoIP技術(shù)實踐應(yīng)用過程中較為常用的協(xié)議。其中H.323作為ITU-T標準，定義了“終端”、“關(guān)守”、“網(wǎng)關(guān)”、“MCU（MultiControlUnit，多點控制單元）”四種邏輯，能夠?qū)崿F(xiàn)點對點通信，也能夠滿足多點會議需求；SIP（SessionInitiationProtocol，會話發(fā)起協(xié)議）是基于IETF形成的一種IP電話信令協(xié)議，能夠滿足多點傳送需求，進行補充功能的擴充，同時SIP可用于對話發(fā)起，進行多媒體繪畫的建立與終結(jié)；MEGACO（媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議）是基于IETF標準與ITU-T標準結(jié)合應(yīng)用下，形成的用于進行物理分開多媒體網(wǎng)關(guān)控制的協(xié)議，能夠從呼叫中得到指令并執(zhí)行，以滿足跨網(wǎng)通信業(yè)務(wù)需求；MGCP（媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議）與MEGACO相似，同屬于控制類協(xié)議，能夠?qū)艚锌刂茊卧ò襟w網(wǎng)關(guān)、呼叫等）進行集約管控，但相對MEGACO而言，其在通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用范圍相對較窄，但也能夠有效滿足跨網(wǎng)通信需求[3]。VoIP技術(shù)在實踐應(yīng)用中，所涉及到的核心技術(shù)主要由語音處理技術(shù)、信令技術(shù)、實時傳輸技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和QoS保障技術(shù)。其中語音處理技術(shù)側(cè)重于語音信號的轉(zhuǎn)化與處理，包括語音編碼壓縮、回聲消除等。而在編碼壓縮過程中，需根據(jù)編碼方法進行帶寬計算方法的選擇，具體公式如下：寬帶=包長度×每秒包數(shù)=包長度×（1/打包周期）=（Ethernet頭+IP頭+UDP頭+RTP頭+有效載荷）×（1/打包周期）=（528/打包周期）+每秒比特數(shù)。因此，當(dāng)編碼方式為ITU-TG.711時，其寬帶計算方法為：帶寬=（528/20+64）Kbit/s=90.4Kb/s；當(dāng)編碼方式為ITU-TG723時，其寬帶計算方法為：帶寬=（528/30+5.3）Kbit/s=22.9Kb/s。信令技術(shù)是通信業(yè)務(wù)順利進行的基本保障，在一定程度上決定了通信質(zhì)量與效率。實施傳輸技術(shù)是基于實時傳輸協(xié)議形成的一種技術(shù)，能夠保證通信業(yè)務(wù)時效性。網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)（包括網(wǎng)關(guān)互聯(lián)技術(shù)、網(wǎng)管理技術(shù)、安全認證技術(shù)等）與QoS保障技術(shù)的應(yīng)用，在提升信息傳輸質(zhì)量、效率，增強信息傳輸安全性與可靠性上發(fā)揮著至關(guān)重要的作用[4]。因此，民航空管通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，應(yīng)用IP技術(shù)在滿足普通語音通信需求上，能夠滿足其他通信業(yè)務(wù)需求，提升通信質(zhì)量與效率，增強通信安全水平。

4IP技術(shù)在民航空管通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用

隨著近些年我國航空事業(yè)的不斷發(fā)展，航空安全管控的重要性愈發(fā)突出，傳統(tǒng)的航空通信方式已經(jīng)無法滿足實際需求。對此，基于民用航空特征，需從數(shù)據(jù)傳輸時效性、可靠性、安全性、可控性層面入手，依托先進技術(shù)構(gòu)建民航空管通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。而基于IP技術(shù)應(yīng)用下的“空—空通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”則成為新時期民航空管通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的必然趨勢，它能夠在不依靠地面設(shè)施或太空設(shè)施的基礎(chǔ)上，借助無線收發(fā)裝置實現(xiàn)臨時組網(wǎng)，構(gòu)建無線移動通信網(wǎng)絡(luò)，進行信息實時動態(tài)傳遞與管控。關(guān)于基于IP技術(shù)下的“空—空通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”其設(shè)計主要包括組網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)容量規(guī)劃設(shè)計、安全管理保障規(guī)劃設(shè)計等。在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計過程中，需進行線性調(diào)頻信號分析，為民航空管通信網(wǎng)絡(luò)總體規(guī)劃提供信息依據(jù)，便于民航空管通信網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)的有效融合。關(guān)于線性調(diào)頻信號的分析，可依據(jù)調(diào)頻信號時域表達式確定線性調(diào)頻信號時域表達式，并通過表達式計算分析，確定線性調(diào)頻信號性能。其中，調(diào)頻信號時域表達式為：c（t）=cos（2πf0t+φ（t））-T/2<t<T/2（1）調(diào)頻信號瞬時頻率為：（2）公式中的f0為載波頻率，當(dāng)是線性作用，所形成的信號則為線性調(diào)頻信號，而其瞬時頻率f（t）可表示為“f（t）=f0+kt”從而可得到線性調(diào)頻信號的時域表達式為：c（t）=Acos（2πf0t+παt2）-T/2<t<T/2，式中A表示幅度；f0中心頻率；T表示脈沖寬度；而α表示調(diào)頻率。根據(jù)民航空管通信業(yè)務(wù)需求，設(shè)計構(gòu)建飛機結(jié)構(gòu)的民航空—空通信網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的局部同步管理，避免飛機故障退網(wǎng)對整個通信網(wǎng)絡(luò)的影響。同時，借鑒已有的IP組網(wǎng)實踐經(jīng)驗，進行組網(wǎng)協(xié)議改進，以滿足多技術(shù)結(jié)合應(yīng)用需求，保障民航空管通信質(zhì)量?；诿窈娇铡胀ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用場景分析，所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需滿足同行線、不同航線分機之間的互通需求，需避免不同行業(yè)通信過程中因相對速度出現(xiàn)吞吐量下降問題。對此，需進行網(wǎng)絡(luò)容量科學(xué)規(guī)劃，設(shè)計采用混合路由協(xié)議進行處理。通常情況下，IP路由技術(shù)可分為靜態(tài)路由技術(shù)與動態(tài)路由技術(shù)，其中靜態(tài)路由結(jié)構(gòu)相對簡單，需通過手動配置；而動態(tài)路由能夠自動使用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化，進行最優(yōu)路徑的自動化選擇、更新與存儲。而本文設(shè)計采用的混合路由協(xié)議，實現(xiàn)了靜態(tài)路由與動態(tài)路由優(yōu)勢的結(jié)合，能夠依據(jù)鏈路需求，進行最佳通信路徑的選擇，并依據(jù)先后順序?qū)⑿盘栞斔偷酵ㄐ叛b置中。此外，需配置安全認證技術(shù)、QoS技術(shù)，提升通信網(wǎng)絡(luò)信息傳輸質(zhì)量，增強其安全性。

5結(jié)束語

在黨的報告中明確指出：要實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)揮科技創(chuàng)新支撐引領(lǐng)作用，全方位推進科技創(chuàng)新，推動科技與實體經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)的深度融合。而IP技術(shù)在民航空管通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用，則是計算機技術(shù)、通信技術(shù)與民航空管的有機結(jié)合，是民航空管現(xiàn)代化建設(shè)的具體表現(xiàn)。隨著計算機技術(shù)、通信技術(shù)的不斷創(chuàng)新，民航空管通信網(wǎng)絡(luò)將呈現(xiàn)出信息傳播的更快速、準確、安全、高效發(fā)展，滿足民航空管實際需求。

參考文獻

[1]高秋紅.基于IP技術(shù)在民航空管通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的應(yīng)用[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2018，36（05）：44+46.

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作者:王曉穎 單位:民航西北空管局通信網(wǎng)絡(luò)中心