民航通信網(wǎng)的架構(gòu)和使用分析

張 曈

（民航西南地區(qū)空中交通管理局 四川成都 610000）

在民航通信網(wǎng)設(shè)置了較為復(fù)雜的整體運(yùn)行結(jié)構(gòu)，設(shè)置了多種不同的網(wǎng)絡(luò)組織模式，由多個(gè)運(yùn)營商共同參與，對(duì)設(shè)備采用了有效的組織形式與運(yùn)行路徑，設(shè)計(jì)過程中網(wǎng)絡(luò)組織形式較為復(fù)雜，多種新舊設(shè)備之間交替使用，在通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)運(yùn)行不穩(wěn)定的現(xiàn)象?；诋?dāng)前民用航空業(yè)務(wù)量逐漸提升的背景，對(duì)多業(yè)務(wù)接入以及網(wǎng)絡(luò)管理難度顯著增加。為了對(duì)民用航空通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理提供支持，要求我國民用航空內(nèi)部構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)有序的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行架構(gòu)，提升民航通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性、可靠性，以此更好地保障民航通信網(wǎng)絡(luò)各種業(yè)務(wù)的有效接入，并為系統(tǒng)運(yùn)行提供多種不同的運(yùn)行管理服務(wù)。

一、民航通信網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)模式

民航通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中將網(wǎng)絡(luò)傳輸與網(wǎng)絡(luò)承載進(jìn)行了割離處理，主要構(gòu)成部分包括傳輸平臺(tái)與業(yè)務(wù)承載網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)傳輸通道主要由光纖傳輸網(wǎng)即傳輸平臺(tái)負(fù)責(zé)，以此調(diào)取網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的各項(xiàng)資源，優(yōu)化業(yè)務(wù)處理，并進(jìn)行各類相關(guān)信息的傳達(dá)與處理。傳輸平臺(tái)上層結(jié)構(gòu)為業(yè)務(wù)承載網(wǎng)，運(yùn)行過程中有效承載各種類型的寬帶與窄帶，有效承載各種實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)與非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中各類信息傳遞的特征與需求，將業(yè)務(wù)承載過程分為TDM承載網(wǎng)、IP承載網(wǎng)[1]。

當(dāng)前我國民航通信網(wǎng)工程在西南地區(qū)覆蓋的站點(diǎn)包括民航西南管理局及其下轄監(jiān)管局、民航西藏區(qū)局、西南空管局、各機(jī)場、各航空公司和空管臺(tái)站，共計(jì)125個(gè)節(jié)點(diǎn)，四川37個(gè)、云南35個(gè)、貴州21個(gè)、重慶16個(gè)、西藏16個(gè)，部署設(shè)備共計(jì)446臺(tái)套。截至民航通信網(wǎng)行業(yè)驗(yàn)收，西南地區(qū)尚有7個(gè)已完成建設(shè)機(jī)場，包括巴中機(jī)場、甘孜機(jī)場、滄源機(jī)場、茅臺(tái)機(jī)場、巫山機(jī)場、武隆機(jī)場和民航飛行學(xué)院新津分院及1家總部在貴州的航空公司未部署民航通信網(wǎng)設(shè)備。

目前西南地區(qū)傳輸網(wǎng)共建設(shè)傳輸網(wǎng)節(jié)點(diǎn)56個(gè)，節(jié)點(diǎn)設(shè)備部署在管理局、安監(jiān)局。地區(qū)空營局、空管分局、地方機(jī)場等單位。目前，西南地區(qū)共建設(shè)IP承載網(wǎng)節(jié)點(diǎn)123個(gè)，節(jié)點(diǎn)設(shè)備部署在管理局、安監(jiān)局、地區(qū)空管局、空管分局、空管臺(tái)站、地方機(jī)場、航空公司等單位。西南地區(qū)TDM業(yè)務(wù)承載網(wǎng)共建設(shè)TDM網(wǎng)節(jié)點(diǎn)108個(gè)，節(jié)點(diǎn)設(shè)備部署在地區(qū)空管局、空管分局、空管臺(tái)站、地方機(jī)場等單位。

西南地區(qū)民航通信網(wǎng)項(xiàng)目運(yùn)行中共計(jì)設(shè)置了19站點(diǎn)，其中安監(jiān)局1個(gè)站點(diǎn)，機(jī)場6個(gè)站點(diǎn)，空管分局12個(gè)站點(diǎn)，設(shè)備運(yùn)行過程中由分局進(jìn)行統(tǒng)一管理與維護(hù)，構(gòu)建兩者之間的相互協(xié)作運(yùn)行模式。民航通信網(wǎng)運(yùn)行過程中設(shè)置了兩個(gè)構(gòu)成部分，分別為業(yè)務(wù)承載網(wǎng)、傳輸平臺(tái)等。

在民航通信網(wǎng)絡(luò)整體的布局設(shè)計(jì)中，低層設(shè)計(jì)為光纖傳輸網(wǎng)，屬于信息傳輸運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)χ欣^資源進(jìn)行相應(yīng)調(diào)度，并對(duì)相關(guān)業(yè)務(wù)進(jìn)行綜合性信息傳達(dá)。傳輸平臺(tái)上層結(jié)構(gòu)為業(yè)務(wù)承載網(wǎng)，該部分負(fù)責(zé)處理網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中的各種寬帶與窄帶，有效承載平臺(tái)運(yùn)行中的其他相關(guān)業(yè)務(wù)，并結(jié)合業(yè)務(wù)具體的傳輸特性，將平臺(tái)運(yùn)行中的各項(xiàng)業(yè)務(wù)劃分為TDM承載網(wǎng)、IP承載網(wǎng)[2]。

二、民航通信網(wǎng)承載業(yè)務(wù)運(yùn)行分析

民航通信網(wǎng)承載了多種業(yè)務(wù)，如：雷達(dá)、甚高頻（VHF）、ADS-B、氣象數(shù)據(jù)庫、情報(bào)數(shù)據(jù)庫、轉(zhuǎn)報(bào)、政務(wù)管理業(yè)務(wù)等，其中IP網(wǎng)主要承載跨地區(qū)業(yè)務(wù)以及視頻、OA辦公等輔助業(yè)務(wù)；TDM承載網(wǎng)主要承載雷達(dá)、甚高頻（VHF）、ADS-B、氣象數(shù)據(jù)庫、情報(bào)數(shù)據(jù)庫、轉(zhuǎn)報(bào)等生產(chǎn)類業(yè)務(wù)。隨著以上業(yè)務(wù)逐步從民航數(shù)據(jù)網(wǎng)（ATM網(wǎng)）切割、遷移至民航通信網(wǎng)，民航通信網(wǎng)最終將替代民航數(shù)據(jù)網(wǎng)（ATM網(wǎng)）。民航通信網(wǎng)TDM網(wǎng)除了負(fù)責(zé)空管至各支線機(jī)場的ADS-B、雷達(dá)、轉(zhuǎn)報(bào)、氣象、情報(bào)等業(yè)務(wù)引接外，同時(shí)負(fù)責(zé)空管內(nèi)部的雷達(dá)、VHF、ADS-B等數(shù)據(jù)的傳輸引接。特別是甚高頻（VHF）業(yè)務(wù)，此項(xiàng)業(yè)務(wù)對(duì)實(shí)時(shí)性及語音通信的質(zhì)量要求較高，在針對(duì)甚高頻（VHF）業(yè)務(wù)引接時(shí)，要求開展必要的測試驗(yàn)證工作，在測試驗(yàn)證完成之后完成數(shù)據(jù)引接。隨著民航通信網(wǎng)投入使用，在空管系統(tǒng)中各地區(qū)自建網(wǎng)如：FA16網(wǎng)、FA36網(wǎng)、RAD網(wǎng)等將逐漸成為備用網(wǎng)絡(luò)。[3]

三、民航通信網(wǎng)IP承載網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）核心路由設(shè)備設(shè)置

針對(duì)通信網(wǎng)核心網(wǎng)的運(yùn)行要求較高，例如民航通信網(wǎng)IP承載網(wǎng)運(yùn)行過程中，地區(qū)網(wǎng)絡(luò)即要與北京、上海網(wǎng)控完成運(yùn)行之間的數(shù)據(jù)交換，又要完成地區(qū)內(nèi)部相關(guān)節(jié)點(diǎn)IP數(shù)據(jù)交換。由此核心路由設(shè)備選擇采用雙機(jī)冗余配置方式，以此使得區(qū)域核心節(jié)點(diǎn)符合相關(guān)要求，使得區(qū)域核心節(jié)點(diǎn)具有良好的運(yùn)用保障。同時(shí)要求考慮系統(tǒng)運(yùn)行中增容的需要，為此在成都區(qū)管、成都機(jī)場中分別配置了一套華為NE40-X16，由此實(shí)現(xiàn)雙機(jī)冗余，并要求對(duì)主控、電源、路由引擎等重要板卡位置設(shè)置1+1冗余熱備份，以此優(yōu)化系統(tǒng)的良好運(yùn)行[4]。

（二）地區(qū)匯聚路由設(shè)備設(shè)置

為地區(qū)運(yùn)行設(shè)置地區(qū)匯聚路由設(shè)備，通過地區(qū)匯聚路由設(shè)備運(yùn)行，收集并統(tǒng)計(jì)該節(jié)點(diǎn)接入的接入層業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并針對(duì)運(yùn)行需求實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)之間的信息交互，采用的方式為核心層與IP承載網(wǎng)內(nèi)不同業(yè)務(wù)層的信息交互。當(dāng)前西南空管局與各地區(qū)空管局運(yùn)行過程中均設(shè)置了地區(qū)匯聚路由設(shè)備，促進(jìn)不同信息時(shí)間的有效收集與交匯。運(yùn)行中，設(shè)備對(duì)主控單元、電源等板卡進(jìn)行1+1冗余熱備份[5]。

（三）民航通信網(wǎng)傳輸中繼

結(jié)合網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行整體規(guī)劃，民航通信網(wǎng)在西南空管局成都網(wǎng)絡(luò)中心設(shè)置了網(wǎng)控中心，通過傳輸網(wǎng)的信息傳輸實(shí)現(xiàn)與其他地區(qū)及西南空管局各分局的數(shù)據(jù)交互。西南空管局各分局為傳輸網(wǎng)的匯聚層節(jié)點(diǎn)，匯聚所轄省內(nèi)線路。西南地區(qū)各支線機(jī)場為傳輸網(wǎng)接入層節(jié)點(diǎn)，西南空管局及各空管分局通過本地線路實(shí)現(xiàn)與接入層節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)通信。

傳輸網(wǎng)設(shè)備僅部署于地區(qū)管理局、安監(jiān)局。地區(qū)空營局、空管分局、地方機(jī)場，空管系統(tǒng)的雷達(dá)站／遙控臺(tái)未部署傳輸設(shè)備，其業(yè)務(wù)通過租用電信/聯(lián)通運(yùn)營商2M實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。[6]

四、民航通信網(wǎng)IP業(yè)務(wù)接入設(shè)備

結(jié)合機(jī)場運(yùn)行中，傳輸設(shè)備的安裝與使用位置的不同，設(shè)置幾種不同的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行設(shè)備，較為常見的有IP業(yè)務(wù)接入II類設(shè)備、IP業(yè)務(wù)接入I類設(shè)備、IP業(yè)務(wù)接入III類設(shè)備，運(yùn)行過程中分別具有不同的使用型號(hào)。將IP業(yè)務(wù)接入II類設(shè)備運(yùn)用于機(jī)場各項(xiàng)業(yè)務(wù)模擬接入，民航通信網(wǎng)西南地區(qū)IP業(yè)務(wù)接入II類設(shè)備選擇華三SR8804X。在西南各地雷達(dá)站中布置IP業(yè)務(wù)接入III類設(shè)備，民航通信網(wǎng)IP業(yè)務(wù)接入III類設(shè)備型號(hào)設(shè)置為華三MSR5660，當(dāng)前實(shí)際運(yùn)行中，在西南各地甚高頻臺(tái)、雷達(dá)站中布置華三MSR5660[7]。

五、民航通信網(wǎng)TDM網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備

（一）區(qū)域核心傳輸設(shè)備設(shè)置

地區(qū)空管局傳輸網(wǎng)構(gòu)建過程中，要求區(qū)域核心設(shè)備均能夠符合相關(guān)要求，能夠?qū)崿F(xiàn)與北京、上海網(wǎng)控中心以及相關(guān)區(qū)域等之間的信息交互，并有效承載不同區(qū)域之間的流量匯總以及跨區(qū)域業(yè)務(wù)傳輸?shù)?，由此該區(qū)域中的核心傳輸設(shè)備選擇了華為OSN7500，該區(qū)域中的核心節(jié)點(diǎn)選擇雙機(jī)冗余配置方式，以此為系統(tǒng)運(yùn)行提供必要的安全保障與信息支持?；诟黜?xiàng)業(yè)務(wù)開展的需要，目前分別在成都雙流機(jī)場航管小區(qū)、區(qū)管中心布置了一套華為OSN7500，運(yùn)行中采用雙機(jī)冗余，并設(shè)置一套一臺(tái)華為OSN7500與其相互配合，共同達(dá)到良好的信息交互效果。

（二）匯聚傳輸設(shè)備設(shè)置

各個(gè)接入層業(yè)務(wù)的相關(guān)信息集中反映與體現(xiàn)在接入層業(yè)務(wù)之中，由此進(jìn)行必要的信息匯總與集中，將信息最終匯總至匯聚傳輸設(shè)備之中，在民航通信網(wǎng)絡(luò)中通信傳輸設(shè)備選擇華為OSN3500，具有較強(qiáng)的信息處理能力，能夠?qū)Υ罅繕I(yè)務(wù)信息進(jìn)行有效整合與分析，并在節(jié)點(diǎn)位置部署一臺(tái)華為OSN3500，同時(shí)將一臺(tái)華為OSN3500布置于機(jī)場通信網(wǎng)絡(luò)、安監(jiān)局等部位之中，以此對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況進(jìn)行有效監(jiān)測，構(gòu)建系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制。

六、TDM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)置

為了對(duì)民用航空運(yùn)行提供必要的安全保障，有效促進(jìn)系統(tǒng)的良好運(yùn)行，在作業(yè)過程中，針對(duì)民航通信網(wǎng)TDM承載網(wǎng)絡(luò)設(shè)置TDM技術(shù)，并對(duì)此構(gòu)建骨干承載網(wǎng)，通過接入設(shè)備以及落地設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行搭建入網(wǎng)，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行中的入網(wǎng)方式。當(dāng)前我國很多通信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湓O(shè)計(jì)采用雙星拓?fù)湓O(shè)計(jì)方式，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行的需要將其劃分為核心、匯聚、接入共計(jì)三個(gè)不同的運(yùn)行層面。通過核心層，在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中搭建骨干網(wǎng)，對(duì)接入網(wǎng)運(yùn)行布置接入網(wǎng)。針對(duì)核心匯聚層分別布置兩個(gè)不同的區(qū)域核心節(jié)點(diǎn)，在地區(qū)局及分局中布置匯聚層，結(jié)合實(shí)際的匯入需求實(shí)現(xiàn)核心節(jié)點(diǎn)與去其他區(qū)域之間有效的信息交互，以此及時(shí)掌握運(yùn)行中的實(shí)際情況，并對(duì)此構(gòu)建有效的解決機(jī)制。

在西南地區(qū)實(shí)際運(yùn)行中，民航通信網(wǎng)在成都區(qū)管中心、成都雙流航管小區(qū)部署核心層設(shè)備，在成都雙流航管小區(qū)及各分局中部署匯聚層設(shè)備，成都雙流航管小區(qū)及部署核心層設(shè)備又部署匯聚層設(shè)備，成都雙流航管小區(qū)匯聚層設(shè)備負(fù)責(zé)匯聚四川省內(nèi)各臺(tái)站、機(jī)場數(shù)據(jù)；各分局匯聚層設(shè)備負(fù)責(zé)匯聚所轄地區(qū)臺(tái)站、機(jī)場數(shù)據(jù)。

民航通信網(wǎng)在甚高頻臺(tái)站、空管雷達(dá)、地方機(jī)場部署接入設(shè)備，在運(yùn)行中通過核心層、匯聚層、接入層數(shù)據(jù)交互，促進(jìn)對(duì)各類信息的有效收集與利用。

七、西南地區(qū)設(shè)備部署情況

西南地區(qū)民航通信網(wǎng)路布置中，設(shè)置了2臺(tái)華為NE20-S16，并為地區(qū)接入點(diǎn)匯聚設(shè)置了2臺(tái)華為NE40-X8與2臺(tái)華為NE20-S16，構(gòu)建了口字型拓?fù)溥B接方式，通過傳輸網(wǎng)中繼，分別與其他地區(qū)連接。針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行布置了2臺(tái)綜合業(yè)務(wù)接入設(shè)備與4臺(tái)TDM業(yè)務(wù)落地設(shè)備，將其與本地業(yè)務(wù)聯(lián)系在一起，通過匯聚交換設(shè)備實(shí)現(xiàn)這一目的。在機(jī)場運(yùn)行中布置了一臺(tái)華為AR3260，通過通信設(shè)備及技術(shù)的運(yùn)行，將光纖接入交換設(shè)備之中，并結(jié)合實(shí)際業(yè)務(wù)開展情況，將通信電路與分局交換設(shè)備有效聯(lián)系在一起，運(yùn)行效果良好。

八、民航通信網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)及網(wǎng)絡(luò)管理前景

隨著我國民用航空事業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行及管理提出了更高的要求，當(dāng)前管理過程中的業(yè)務(wù)類型逐漸豐富，在通信網(wǎng)絡(luò)管理中，要求能夠承擔(dān)雷達(dá)、電話、VHF、ADS-B業(yè)務(wù)、轉(zhuǎn)報(bào)等多種業(yè)務(wù)類型，要求我國通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)此予以相應(yīng)改進(jìn)。當(dāng)前我國具有整體規(guī)模相對(duì)較為龐大的民航通信網(wǎng)絡(luò)，在中南網(wǎng)絡(luò)中具有超過400節(jié)點(diǎn)，與原有的FA16網(wǎng)、FA36網(wǎng)相比，運(yùn)行規(guī)模明顯提升。此時(shí)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中各項(xiàng)數(shù)據(jù)變動(dòng)較快，需要進(jìn)行更為頻繁的網(wǎng)絡(luò)配置與操作，由于干線不穩(wěn)定等因素的影響，當(dāng)前運(yùn)營商在作業(yè)過程中容易出現(xiàn)多種較為復(fù)雜的問題，在較大程度上影響了網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。

由于節(jié)點(diǎn)較多以及業(yè)務(wù)變動(dòng)較多，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行中需要進(jìn)行更為頻繁的網(wǎng)絡(luò)操作。給系統(tǒng)的運(yùn)行管理與維護(hù)帶來了更多的問題，增加了運(yùn)維管理的難度，接入網(wǎng)絡(luò)需要直接面對(duì)用戶，與傳輸網(wǎng)絡(luò)相比，需要處理的用戶數(shù)據(jù)明顯增多，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模呈現(xiàn)出明顯的增長狀態(tài)，給系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)管理增加了較大的難度，例如原FA36網(wǎng)運(yùn)行中，需要處理30個(gè)用戶單位數(shù)據(jù)，給數(shù)據(jù)的運(yùn)行管理與維護(hù)增加了較大的難度，提升了系統(tǒng)協(xié)調(diào)處理與維護(hù)的難度。

九、結(jié)束語

隨著當(dāng)前我國民用航空通信網(wǎng)絡(luò)的快速擴(kuò)展，各項(xiàng)業(yè)務(wù)類型逐漸豐富，業(yè)務(wù)量逐漸增大，隨著業(yè)務(wù)上線調(diào)試工作的進(jìn)行，當(dāng)前我國民用航空出現(xiàn)了多種業(yè)務(wù)接入現(xiàn)象，用戶數(shù)量明顯增多，需要長期面對(duì)多種類型的用戶，因此當(dāng)前對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)管理提出了更高的要求。業(yè)務(wù)量的快速增長對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)管理提出了更高的要求。對(duì)此要求我國民用航空通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中不斷加強(qiáng)技術(shù)研究，充分分析當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中出現(xiàn)的一些新變化與需求，加強(qiáng)民用航空與通信技術(shù)廠家之間的溝通與聯(lián)系，不斷建立系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行體系，以此使得通信網(wǎng)絡(luò)能夠承載更多的業(yè)務(wù)，由此促進(jìn)通信網(wǎng)絡(luò)的良好運(yùn)行。隨著當(dāng)前我國民用航空事業(yè)的快速發(fā)展，我國民用航空通信網(wǎng)絡(luò)逐漸走向數(shù)字化發(fā)展趨向，對(duì)此要求不斷加強(qiáng)通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的創(chuàng)新研發(fā)，加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，提升民航通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性與可靠性。