【摘要】 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)）。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】 民航通信 新型航空電信網(wǎng) TCP/IP技術(shù)

“2013年7月3日下午2點(diǎn)，國內(nèi)首架在飛機(jī)上能上網(wǎng)的航班將在今天下午首航，國航將進(jìn)行機(jī)上網(wǎng)絡(luò)傳輸驗(yàn)證飛行，這意味著在萬米高空可以登錄互聯(lián)網(wǎng)了?！弊鳛橐幻窈酵ㄐ艔臉I(yè)人員，當(dāng)看到這則新聞，不免會(huì)想：TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，萬米高空上的航行已可以接入網(wǎng)絡(luò)，不久的將來，也許TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)會(huì)在民航地面通信及地空通信中得到廣泛應(yīng)用。

近年來，我國民用航空事業(yè)伴隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)需求增長而蓬勃發(fā)展，井噴式增長的飛行流量給現(xiàn)有的空管通信導(dǎo)航監(jiān)視系統(tǒng)帶來了巨大壓力。我國空管通信系統(tǒng)主要依靠航空固定電信網(wǎng)（AFTN網(wǎng)）進(jìn)行地面通信，其依靠低速電報(bào)進(jìn)行信息交換，遵循國際民航組織制定的統(tǒng)一的電報(bào)格式和通信程序，使AFTN電報(bào)可以送達(dá)各航空部門固定電臺(tái)或通信終端。

但是，AFTN網(wǎng)絡(luò)不能傳輸大量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并且對數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃约安铄e(cuò)控制能力不能保證，也不能通過應(yīng)用軟件為不同的航空電信系統(tǒng)提供兼容性。所以，國際民航組織為了提高空管通信導(dǎo)航能力，提出應(yīng)用計(jì)算機(jī)通信技術(shù)及衛(wèi)星通信技術(shù)等新技術(shù)來并建立一個(gè)全球一體化的新型航空電信網(wǎng)——ATN網(wǎng)絡(luò)。

ATN網(wǎng)絡(luò)是基于OSI模型建立的通信網(wǎng)絡(luò)，采用基于國際標(biāo)準(zhǔn)的OSI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(shí)現(xiàn)統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，目的是將現(xiàn)有民航地面通信與地空通信網(wǎng)絡(luò)整合統(tǒng)一，建立一個(gè)全球化民航業(yè)務(wù)通信網(wǎng)絡(luò)，通過整合各單位相互獨(dú)立的通信子網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)各空中交通管理參與單位間高速的數(shù)據(jù)通信，從而改變AFTN網(wǎng)封閉式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)民航業(yè)未來的發(fā)展。

ATN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展初期，曾試圖以TCP/IP協(xié)議為技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研發(fā)，但是由于ATN網(wǎng)絡(luò)需要大規(guī)模的地址空間來為網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)路由提供支持，而且當(dāng)時(shí)物理傳輸鏈路帶寬很低，需要有效的控制傳輸鏈路中的擁塞；當(dāng)時(shí)尚未得到成熟的TCP/IP技術(shù)不能滿足上述要求，故而國際民航組織在為ATN網(wǎng)絡(luò)制定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)未采用TCP/IP協(xié)議族。然而，隨著全球一體化進(jìn)程的推進(jìn)，世界各地遍布著大大小小的新建機(jī)場，航空公司、航空器的數(shù)量也與日倍增，而基于OSI協(xié)議族建立的ATN網(wǎng)絡(luò)逐漸顯現(xiàn)出對于航空運(yùn)輸業(yè)快速發(fā)展的不適應(yīng)，OSI通信協(xié)議限制了ATN網(wǎng)絡(luò)容量，而盲目對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步擴(kuò)展又不能保證通信的保密性和安全性。反觀這些年隨著網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的來臨，TCP/IP協(xié)議族發(fā)展越來越成熟且得到了廣泛的應(yīng)用，使得TCP/IP已經(jīng)成為通信互聯(lián)業(yè)中事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

尤其在IPv6協(xié)議族出現(xiàn)后，不但提供了良好的移動(dòng)性、安全性和保密性，同時(shí)IPv6協(xié)議分配了128位的地址空間，可以為任意地點(diǎn)的每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供唯一的接入地址，我們看到了基于TCP/IP協(xié)議建立民航業(yè)ATN網(wǎng)絡(luò)的可能性。多年以來，各國投入大量資源進(jìn)行基于OSI協(xié)議的ATN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的研發(fā)與測試，如推倒重建一套基于TCP/IP協(xié)議的ATN網(wǎng)絡(luò)顯然不現(xiàn)實(shí)，但是我們可以將TCP/IP技術(shù)與現(xiàn)有ATN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，在特定通信子網(wǎng)或傳輸環(huán)節(jié)加以應(yīng)用，以解決ATN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展遇到的瓶頸。

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(dòng)差錯(cuò)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(shí)虛電路進(jìn)行傳輸，如建立過多永久虛電路會(huì)占用鏈路帶寬，因此限制了網(wǎng)絡(luò)容量；而臨時(shí)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(gè)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)行用戶接入，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。

那么我們提出了設(shè)想應(yīng)用TCP/IP協(xié)議，是否解決這個(gè)問題。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TCP/IP協(xié)議用戶接入二級節(jié)點(diǎn)，替代異步用戶的接入，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(gè)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。也許TCP/IP技術(shù)在民航通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用還有很長路要走，但通過不斷的大膽探索與小心論證，我相信在未來我們將提供更安全、更高效的民航通信服務(wù)。