民航航空電信網（ATN）技術應用探析

摘要：近年來，空中交通流量的飛速增長給現有通信導航監(jiān)視系統(tǒng)帶來了巨大壓力。為了解決這一問題，國際民航組織經過研究，提出通信、導航、監(jiān)視/空中交通管理（簡稱CNS/ATM）新航行系統(tǒng)的概念。文章介紹了ATN系統(tǒng)相關技術，并就ATN系統(tǒng)設計與實現給出了具體分析。

關鍵詞：ATN；民用航空；通信網絡；拓撲結構；空中交通流量 文獻標識碼：A

中圖分類號：V355 文章編號：1009-2374（2016）24-0055-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.027

1 概述

近年來，空中交通流量的飛速增長給現有通信導航系統(tǒng)帶來了巨大壓力。為了解決這一問題，國際民航組織經過深入的研究，提出通信、導航、監(jiān)視/空中交通管理（簡稱CNS/ATM）新航行系統(tǒng)概念。其中新一代航空電信網（簡稱ATN）是新航行系統(tǒng)的重要組成部分，是國際民航組織對全球民航通信網絡的規(guī)劃和設計，是實施CNS/ATM新航行系統(tǒng)的前提。目前在國際民航組織的推動下，ATN網絡已經全面進入部署實施階段。

2 ATN相關技術背景概述

ATN是一個覆蓋全球范圍、地空一體化的民航專用數據通信網絡，包括地面網絡、地空網絡和航空信息處理系統(tǒng)（簡稱AMHS）等各種應用系統(tǒng)。中國作為國際民航組織成員國之一，一直致力于推進國內的ATN建設工作，“十一五”期間通過民航航空電信網（ATN）一期工程的建設已經完成了部分基礎工作，已在2008～2009年建立北京通信節(jié)點，在北京網控中心現有AFTN自動轉報機和網絡設備的基礎上加裝ATN設備，使其滿足國際民航組織ATN地面網絡和AMHS信息交換處理技術規(guī)范，提供符合新標準的國際通信接口?！笆濉逼陂g將繼續(xù)增強自動轉報網絡功能，促進自動轉報網向航空電信網（ATN）過渡。2016年4月二期工程完成了備份通信節(jié)點（廣州節(jié)點）建設工作，廣州節(jié)點于2016年5月開始試運行，未來將逐步建成以北京、廣州為核心，擁有13條國際線路出口的中國民航ATN網絡。本文基于中國民航航空電信網二期建設過程的一些技術應用進行分析。

3 ATN設計與實現

3.1 ATN功能

ATN功能主要是通過信道和AFTN轉報機、其他ATN/AMHS系統(tǒng)、AFTN用戶系統(tǒng)/終端、AMHS用戶系統(tǒng)、UA終端建立通訊連接，從信道接收數據，并根據系統(tǒng)配置的路由規(guī)則進行路由分發(fā)，從而實現數據的交換分發(fā)。ATN二期項目滿足國際民航組織ATN地面網絡和AMHS信息交換處理技術規(guī)范，提供符合新標準的國際通信接口。廣州ATN/AMHS節(jié)點建成后，支持兩種運行模式：一是作為北京ATN/AMHS節(jié)點的備份系統(tǒng)，當北京通信中心局部或全部失效時，啟動廣州通信中心ATN/AMHS系統(tǒng)，在國內AFTN用戶，國內AMHS用戶、國際AMHS用戶做簡單配置修改的情況下，保證國際通信的正常進行；二是與北京ATN/AMHS節(jié)點并行工作，分擔北京ATN/AMHS節(jié)點的國際線路接入工作與報文信息處理工作。

3.2 ATN系統(tǒng)配置

為保證系統(tǒng)可靠運行，廣州備份國際出口ATN/AMHS系統(tǒng)采用雙網雙機互備，共需要部署為2臺AMHS核心服務器，其中1臺為主用服務器、1臺為備用服務器，2臺服務器設備配置一致，用于運行AMHS信息交換處理核心軟件；2臺配置管理/信息存儲/監(jiān)控服務器，其中1臺為主用服務器、1臺為備用服務器，2臺服務器設備配置一致，用于系統(tǒng)的配置信息存儲管理、報文信息存儲和系統(tǒng)運行狀態(tài)監(jiān)控；2臺AFTN MHC服務器，其中1臺為主用服務器、1臺為備用服務器，2臺服務器設備配置一致，用于接入AFTN信息并進行相關處理；2臺ATN路由器以主備互備的方式運行，與ATN網絡進行通信；2臺局域網交換機，服務器、工作站和終端通過局域網相連。2臺同步單元，以主備方式運行，用于接入AFTN網絡，與AFTN系統(tǒng)連接，接入AFTN報文信息；1臺同步單元，用于與北京節(jié)點ATN/AMHS系統(tǒng)的通信連接；1臺Vanguard交換機，用于接入國際通信線路。系統(tǒng)結構參如圖2所示：

3.3 ATN路由器配置

ATN路由器用于AMHS系統(tǒng)與國內ATN網絡的連接。ATN路由器采用符合國際民航組織技術規(guī)范的BIS ATN路由器。要求實現ISO OSI協(xié)議棧中的物理層、數據鏈路層和網絡層協(xié)議，能夠滿足ATN網絡對路由轉發(fā)功能的需求。BIS ATN路由器需具備兩個以太網口、兩個控制口/異步口、兩個串口，可以作為ATN網絡的域間路由器（BIS）或接入路由器（IS）使用。ATN路由器配置表以及ATN路由器支持的協(xié)議如表1所示：

3.4 總體設計

航空電信網（ATN）實施工程二期工作內容如下：ATN地面網絡的建設和在廣州通信中心加裝ATN/AMHS系統(tǒng)，使之能夠成為北京通信中心ATN/AMHS系統(tǒng)的異地容災系統(tǒng)，當北京節(jié)點部分或全部失效時，國內AFTN用戶、AMHS用戶、國際AMHS用戶在不改變配置的情況下，保證國際通信的正常進行；廣州備份國際出口ATN/AMHS系統(tǒng)能夠分擔部分網絡流量；承擔培訓及測試相關工作；與此相適應，ATN地面網絡的技術方案也應從這些方面分別進行設計，滿足上述功能。

總體來說，初期ATN系統(tǒng)包括北京通信中心ATN節(jié)點和ATN實驗室已經建成，新建的廣州備份國際出口ATN/AMHS系統(tǒng)作為廣州通信中心ATN節(jié)點需要與已建成的北京通信中心ATN節(jié)點共同構成ATN/AMHS網絡。

3.5 網絡地址分配

ATN網絡地址唯一的標示一個網絡服務提供點，通常簡稱NSAP地址。廣州備份國際出口ATN/AMHS系統(tǒng)作為北京ATN節(jié)點的異地容災系統(tǒng)，不能同時在線使用，因而與北京節(jié)點采用相同的NSAP地址。所有與北京ATN節(jié)點連接進行信息交互的系統(tǒng)，在北京節(jié)點故障，由廣州備份國際出口ATN/AMHS系統(tǒng)接管后，不需要任何路由改變，就可以正常進行信息交互。ATN NSAP地址結構圖如圖3所示。不同的字段表示不同的含義，由不同的機構進行分配。這9個字段的名稱、長度、含義在圖3中列出：

4 系統(tǒng)測試

廣州ATN/AMHS系統(tǒng)安裝完成后，需要進行系統(tǒng)測試，測試包括AMHS-AMHS測試與AMHS-AFTN測試兩部分。AMHS-AMHS測試使用廣州節(jié)點新建ATN/AMHS系統(tǒng)與航管科技ATN/AMHS系統(tǒng)之間通過MTA直接進行測試。AMHS-AMHS測試拓撲圖如圖4所示：

AFTN-AMHS測試使用廣州AFTN系統(tǒng)復制報文到廣州節(jié)點新建ATN/AMHS系統(tǒng)進行測試。AFTN-AMHS測試直接復制現有業(yè)務報文進行測試，觀察新系統(tǒng)AFTN-AMHS報文轉換是否存在壓報情況，轉換中出現的轉換錯誤是否符合ICAO9880文檔定義。

5 結語

2016年4月二期工程完成了備份通信節(jié)點（廣州節(jié)點）建設工作，未來將逐步建成以北京、廣州為核心，擁有13條國際線路出口的中國民航ATN網絡。本文基于中國民航航空電信網二期建設過程的一些技術應用進行分析。經過測試分析，系統(tǒng)網絡穩(wěn)定性較好，可以滿足國際民航組織ATN地面網絡和AMHS信息交換處理技術規(guī)范，提供符合新標準的國際通信接口。

參考文獻

[1] 中國民用航空局.中國民航發(fā)展第十二個五年規(guī)劃

[S].2011.

[2] 康超.航空電信網絡技術及應用發(fā)展[J].硅谷，2013，6（10）.

[3] 杜寶偉.新一代航空電信網技術及其應用進展[J].China Market，2011，（2）.

[4] 郭娜.新型航空電信網絡技術探索[D].廈門大學，2008.

作者簡介：蘇冉（1979-），男，山東泰安人，中國民用航空中南地區(qū)空中交通管理局通信網絡中心工程師，研究方向：通信。

（責任編輯：蔣建華）