文/施維

1 民航航空電信網(wǎng)的重要作用

航空電信網(wǎng)簡(jiǎn)稱ATN，在民航領(lǐng)域中，ATN 具有非常重要的作用，為通信導(dǎo)航、空管系統(tǒng)提供了網(wǎng)絡(luò)支撐，ATN 的出現(xiàn)使航空通信網(wǎng)絡(luò)的整體狀況得到有效改善，使地面與空中一體化網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建成為可能。ATN 是一個(gè)功能非常強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)，其依托互連數(shù)據(jù)通信模式，將民航的地面與空中兩大數(shù)據(jù)通信體系有機(jī)地融為一體，其在民航中的運(yùn)用，可以實(shí)現(xiàn)航空飛行器與空管雷達(dá)信標(biāo)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信。同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)地面空管計(jì)算機(jī)之間及其與航空公司和民航當(dāng)局計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。由于ATN 采用的通信模式為互連數(shù)據(jù)，這種結(jié)構(gòu)體系具有良好的開放性，從而使民航原本的封閉式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，更加便于空管、運(yùn)營(yíng)、航空飛信器和其它通信網(wǎng)絡(luò)的互連。民航ATN 網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成情況如圖1所示。

2 民航航空電信網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

2.1 ATN關(guān)鍵技術(shù)

ATN 作為新一代的民航航空通信網(wǎng)絡(luò)，其中涵蓋了諸多先進(jìn)的技術(shù)，如快速網(wǎng)絡(luò)字節(jié)技術(shù)、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)以及安全保障技術(shù)等等。

2.1.1 快速網(wǎng)絡(luò)字節(jié)技術(shù)

對(duì)于ATN 系統(tǒng)而言，快速網(wǎng)絡(luò)字節(jié)技術(shù)的應(yīng)用，可對(duì)不同的會(huì)話層進(jìn)行有效區(qū)分，同時(shí)可使會(huì)話層與地面系統(tǒng)之間建立匹配關(guān)系，在這一前提下，確保了數(shù)據(jù)傳輸過程中，對(duì)協(xié)議開銷的有效控制。

2.1.2 數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

在ATN 中，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)主要體現(xiàn)在功能層上的應(yīng)用，該層是ATN 的重要組成部分，可提供必要的接口支持。該技術(shù)在ATN 中的應(yīng)用，使通信數(shù)據(jù)傳輸趙寶紅的報(bào)頭重復(fù)性問題得到有效解決，經(jīng)壓縮處理之后，ATN 功能層的報(bào)頭長(zhǎng)度可控制在4-10 個(gè)字節(jié)。

2.1.3 安全保障技術(shù)

對(duì)于任何的通信網(wǎng)絡(luò)而言，安全都是重中之重，民航ATN 也是如此，為了避免管理服務(wù)被私自篡改，未經(jīng)授權(quán)訪問數(shù)據(jù)庫等情況的發(fā)生，并防止ATN 受到黑客的惡意攻擊，在ATN 組網(wǎng)時(shí)，需要運(yùn)用數(shù)字簽名、加密以及信息認(rèn)證等安全保障技術(shù)。

2.2 ATN的具體應(yīng)用

在民用航空中，ATN 主要被應(yīng)用于通信、監(jiān)視以及信息服務(wù)等方面，由此可提供相應(yīng)的空管功能，如ATS（空中交通服務(wù)）、ASM（空域管理）以及ATFM（空中交通流量管理）等等。根據(jù)ATN 終端所在位置的不同，可將其應(yīng)用細(xì)分為兩個(gè)方面，即地對(duì)地和地對(duì)空。

2.2.1 ATN 的地對(duì)地應(yīng)用

（1）AMHS。它是空中交通服務(wù)電報(bào)處理的簡(jiǎn)稱，是ATN 地對(duì)地的主要應(yīng)用之一，其替代了傳統(tǒng)的AFTN（航空固定通信網(wǎng)），可以提供更加完全、可靠的數(shù)據(jù)信息傳輸服務(wù)。AMHS 與傳統(tǒng)的AFTN 相比，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：能夠確保數(shù)據(jù)通信的安全性、可靠性。能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)亩嗉?jí)控制，不會(huì)受到數(shù)據(jù)傳輸類型的限制，既能傳輸常規(guī)的文本數(shù)據(jù)，還能傳輸其它類型的數(shù)據(jù)，并且傳輸速率快。

（2）AIDC。它是空中交通服務(wù)設(shè)施之間的數(shù)據(jù)通信，可用于空中交通服務(wù)組件（ATSU）之間的數(shù)據(jù)信息交換，也是ATN 地對(duì)地的典型應(yīng)用之一。AIDC 除了能夠?qū)σ话銛?shù)據(jù)進(jìn)行移交之外，還可以完成飛行通知與協(xié)調(diào)、空中交通管制、通信及監(jiān)視等，為航空飛行器的安全飛行提供了可靠保障。AIDC 最為突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下方面：一是能夠使空中交通流量得到明顯地改善；二是可以使空中管制權(quán)及時(shí)移交。

2.2.2 ATN 的地對(duì)空應(yīng)用

（1）數(shù)據(jù)鏈工具。在民航領(lǐng)域中，空中交通的管制人員與飛機(jī)器的駕駛?cè)藛T之間需要進(jìn)行實(shí)時(shí)通信，二者使用的是數(shù)據(jù)鏈工具進(jìn)行空管通信，該工具提供了一種較為有效的通信方式，并且與空管語音通信的用法完全一致。這種數(shù)據(jù)通信方式允許空中交通的管制人員與飛行器駕駛員之間使用非語音進(jìn)行通信，他們的通信是建立在數(shù)據(jù)鏈的基礎(chǔ)之上，主要是進(jìn)行地面對(duì)空中電報(bào)的交換，具體包括以下內(nèi)容：飛行器的高度及速度報(bào)告、航線改變及放行、航路偏離報(bào)警以及飛行器駕駛員的各種請(qǐng)求等等。數(shù)據(jù)鏈工具的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：能夠使語音通信量大幅度減少，從而使空中交通管制人員的工作負(fù)擔(dān)隨之減輕；可以使單位飛行區(qū)域內(nèi)的交通流量顯著增加，避免管制人員與駕駛員語音通話產(chǎn)生誤解的情況；可使語音頻道的擁塞問題得到有效解決，降低情報(bào)傳輸失敗的風(fēng)險(xiǎn)，飛行器的飛行安全性隨之提升。

圖1：民航ATN 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖

（2）飛行情報(bào)服務(wù)。這是一種能夠?yàn)楹娇诊w行器提供對(duì)安全高效飛行有用情報(bào)及咨詢的ATN 應(yīng)用。飛行情報(bào)服務(wù)簡(jiǎn)稱FIS，可分為兩種情況，一種是航站情報(bào)，另一種是航空氣象觀測(cè)報(bào)告。FIS 可以為現(xiàn)有的語音通信播報(bào)方式提供有效地補(bǔ)充，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：有利于航空飛行器飛行安全性及飛行效率的提升；可以使飛行器駕駛員獲取到無時(shí)間及覆蓋范圍限制的飛行情報(bào)服務(wù)；能夠有效解決無線電頻道擁堵的問題。

（3）自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視。這是一種將航空飛行器的相關(guān)數(shù)據(jù)提供給空中交通服務(wù)組件用于監(jiān)視的ATN 應(yīng)用。自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視歸屬于協(xié)同式監(jiān)視的范疇，其并不是獨(dú)立地進(jìn)行監(jiān)視，而是需要協(xié)同的方式來完成監(jiān)視過程。自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視的運(yùn)用，可在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上提供更多的監(jiān)視目標(biāo)信息以及精度更高的監(jiān)測(cè)技術(shù)手段，由此能夠促使空中交通態(tài)勢(shì)的感知增加。

3 結(jié)論

綜上所述，航空電信網(wǎng)在整個(gè)民航系統(tǒng)中的應(yīng)用，是通信導(dǎo)航監(jiān)視系統(tǒng)的壓力隨之減輕，保證地面與地面、地面與空中的數(shù)據(jù)通信暢通，為飛行器的安全、高效飛行提供強(qiáng)有力的保障。未來一段時(shí)期，應(yīng)當(dāng)加大對(duì)航空通信網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的研究力度，除對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和完善之外，還應(yīng)開發(fā)一些新的技術(shù)，從而使其更好地為民航運(yùn)營(yíng)管理服務(wù)。