民航航空电信网技术应用研究

殷国恒

摘要：民航航空地地、地空的一体化发展是现在民航公司追寻的一个新的目标，为了使一体化的发展更加迅速、开展得更加顺利，就得使用航空电信网。航空带电信网的出现给民航公司带来了一场变革，航空电信网不仅综合了很多种通信设备的特性，还可以使路由转发信息，这体现了网络在民航公司利用的合理性。文章通过对ATN的应用程序、体系结构和应用现状进行分析和研究，为后期技术改良提供更多理论和实践支持。

关键词：ATN；应用程序；体系结构；应用

1 概述

随着科技和时代的发展，人们为了节省更多的时间，通常都会选择速度较快的飞机作为出行的交通工具。虽然这种情况给众多的民航公司带来了经济上的大丰收，但也给他们带来了新的问题。由于飞机数量的增多，空中的交通出现了拥堵的现象，现有的航空通信设备已经解决不了航空公司新出现的这些问题。为了使这个问题得到解决，早年间国际民航组织就经过了深入的探索，最终他们提出了新航行系统的概念[1]。他们引入这个概念是希望通过这个新系统联合卫星来改善空管系统的概念，而新航空电信网（Aeronautical Telecommunication Network，ATN）是目前新航行系统的重要组成。有了新航空电信网才能将新航行系统由理论变成现实。在2006—2007年，亚太地区ATN地面网络建设和AMHS应用系统的实施工作会逐渐地全面展开，很多国家为了使自己的民航得到发展，都会加入其中。

ATN不是新出现的一种概念，它是存在了很多年的一种通信网络。ATN也不是底层的通信网络，它是国际化的，并且是地面、航空、空地等多方面的数据互相联系在一起，通过数据联通实现全球一体化的航空专用的通信网络。这个通信网络使航空公司的运行更加安全、可靠，总之，它给航空公司带来的效益是不可估量的。ATN可以给航空公司提供4项对他们十分有帮助的服务：空中交通服务通信、航空运行控制、航空管理通信、航空旅客通信。因为ATN确实加速了民航公司的进步，所以目前很多的国家都在大力推行这个网络，而中国作为重要国之一，更是在大力地推广这个网络技术，这也为我国民航公司提供了更加可靠、更加安全的通信服务。

2 ATN应用程序

ATN是一个综合性的互联网的概念，它将一切先进的通信设备的功能以及应用程序整合到一个通信设备中，就形成了ATN通信[2]。ATN网络的出现为整个航空市场都提供了统一的航空通信服务，并且这个通信网络还可以根据某个航空公司的要求为其提供有别于其他公司的通信服务。ATN主要应用于地空和地地。

2.1 地空应用

地空应用主要包括4个内容：上下文管理、管制人员与机组人员之间的数据链的通信、自动相关监视、飞行情报服务[3]，这4项应用从域名解析、机载导航定位、地空信息交互、航空情报交互等内容进行管理和升级，解决了现代航空中各种地空往来数据传输问题。

2.2 地地应用

地地应用主要包括了空中交通服务（Air Traffic Service，ATS）、信息处理服务、设备间数据通信（Air Inter-device Data Communication， AIDC）两类应用 ，其中 ATS 主要是对各种空中交通信息的集中处理，包括分析、存储和透传，而ATS主要是根据信息对地面航班进行管理和空中航班的管制。

3 ATN的体系结构

组成ATN网络的构件都是比较高科技的产品，其中最重要的构件是ATN路由器、通信子网、终端系统。其中ATN路由器与通信子网的联系较为密切，它会在ATN系统工作时连接各种通信子网，并且它还会跨越不同的通信子网传送基于Qos的分组。而通信子网却并不是ATN系统中的组成部分，它是一个特定技术的通信网，ATN在工作中会使用它来传递各种物理的信息，这也使得它为ATN网络提供了很多重要的数据。在ATN网络中，终端系统的作用就是使民航公司与国外的一些航空公司完成通信。

新型的航空电信网在技术上面有着很大的进步，因为现行的子网已经解决不了航空日益发展带来的附加问题，所以新型的航空电信网才被人们研发出来。新型的航空电信网可分为局域网和广域网。顾名思义，局域网的范围相对广域网来说小得多，它是一个应用于一个空管中心或者一架飞机的内部。而广域网是应用于航空地面系统之间或者地空系统之间。新型航空电信网的中介系统则是由航空电信网的中间区域的路由器和域间路由器所组成的，中介系统的功能就是把不同种类的子网通过自身的系统连接在一起。在ATN网络中，每个种类的路由器还有与相邻的路由器互通或者互相交换信息的功能。ATN路由器如果按照它的规程又可以分为静态路由器和动态路由器，每种路由器都可以在自身的位置上发挥自己的职能。

4 ATN的应用进展

4.1 国际上ATN的应用进展

4.1.1 ATN地地应用

在中国，新型的技术一般首先在北京应用，然后再推广到全国。而作为国际上ATN的主要试用点，北京将会首先联通区内的11个国家，另外，中东和欧洲地区也是我国重点联通的对象。在我国，香港存在的意义并不比北京小，而香港作为亚太地区在我国的另一个重要节点，它将联通7个国家或者地区。在我国之外的其他城市或者国家，也在积极地使用ATN通信網络，像澳大利亚、新加坡、泰国、澳门等地区[4]。到目前为止，为了这项新技术的使用安全，中国、泰国、香港这3个地区已经完成了 3个阶段的测试，并且测试结果表明这项技术可以投入使用。

4.1.2 ATN地空应用

ACARS向ATN地空通信的过渡就是ATN在地空应用的最主要的职能。过渡计划利用的是传统的设备并且保证在底层完全兼容的情况下采取的措施，具体的措施为：首先建立一个地空网络，这个网络要能将地面的信息通过ATN传输到空中，然后再使用ACARS，等到所有的技术都成型时，就可以将其转换成ATN。

4.2 国内的应用进展

在我国ATN应用的较早，大致地可以根据时间分为两个阶段：2001—2005年为第一个阶段，在此期间，国内相关人员的主要工作是编制相关的应用白皮书。然后再根据ATN的特点加入相关的实验室以及做前期的技术准备工作，实验室建立好之后，国家得大范围地招募人才进行技术研究。2006—2010年为ATN应用的第二个阶段，在这个时间段，国内相关人员的主要工作就是ATN的过渡和实施。

4.3 ANT功能

ANT功能利用信道与航空固定电信网转报机、AFTN用户终端、其他ATN/AMHS系统以及UA的终端建立接口，并且可以使用信道接收其他设备发来的数据，接着，就可以利用系统的路由器的特点将数据分发到各个接受的端口，最后各个数据系统再将数据进行交换[5]。

ATN二期项目能够达到AMHS信息交换处理与国际民航组织ATN地面网络的相关规范，能够实现最新的国际化的接口。在广州的ATN通信站点建立完成之后，形成了两种模式，其中一个比较重要的作用就是作为北京ATN的预备站点，如果北京的ATN出现功能失效时，此时广州AMHS/ATN系统就能启动，在北京的ATN站点暂时不能使用时，广州站点的一些通信设备就会连接全国的甚至是国际的航空路由器，并且向他们代替北京的ATN发送信息以及接收数据，这样做的目的是让我国一直有ATN节点能够投入使用。第二个模式就是当空中交通拥堵时，广州的ATN节点可以和北京ATN共同工作，分担北京ATN节点的部分压力。

5 结语

现阶段，主要完成了广州节点的建设工作，未来主要是以北京和广州节点为核心，拥有多条线路出口的民航ATN网络，减轻了通信导航监视系统的工作压力。

[参考文献]

[1]黄海清，薛鹏.国家航空电信网的建设研究[J].计算机工程与设计，2008（6）：1355-1357， 1404.

[2JMORRIS A T， GOODE P W.The aeronautical data link：decision framework for architecture analysis.[C].Annapolis：3rd IntegratedCommunications， Navigation and Surveillance（ICNS）Conference and Workshop， 2003.

[3JKERCZEWSKI R J， APAZA R D.Integrating communications， navigation and surveillance for future airspace operations[C].LaccoAmeno：The 9th Kaand Broadband Communications Conference， 2003.

[4]康超.航空電信网络技术及应用发展[J].硅谷，2013（10）：8， 17.

[5]毕心安.从航空固定电信网（AFTN）到航空电信网（ATN）——航空电信网建设简论之一[J].民航经济与技术，1994（12）：26-31.