民航通信網的架構和使用分析

張 曈

（民航西南地區空中交通管理局 四川成都 610000）

在民航通信網設置了較為復雜的整體運行結構，設置了多種不同的網絡組織模式，由多個運營商共同參與，對設備采用了有效的組織形式與運行路徑，設計過程中網絡組織形式較為復雜，多種新舊設備之間交替使用，在通信網絡運行過程中可能出現運行不穩定的現象。基于當前民用航空業務量逐漸提升的背景，對多業務接入以及網絡管理難度顯著增加。為了對民用航空通信網絡運行管理提供支持，要求我國民用航空內部構建一個系統有序的網絡運行架構，提升民航通信網絡運行的安全性、可靠性，以此更好地保障民航通信網絡各種業務的有效接入，并為系統運行提供多種不同的運行管理服務。

一、民航通信網絡組網模式

民航通信網絡運行中將網絡傳輸與網絡承載進行了割離處理，主要構成部分包括傳輸平臺與業務承載網。網絡傳輸通道主要由光纖傳輸網即傳輸平臺負責，以此調取網絡運行中的各項資源，優化業務處理，并進行各類相關信息的傳達與處理。傳輸平臺上層結構為業務承載網，運行過程中有效承載各種類型的寬帶與窄帶，有效承載各種實時業務與非實時業務。結合當前網絡運行中各類信息傳遞的特征與需求，將業務承載過程分為TDM承載網、IP承載網[1]。

當前我國民航通信網工程在西南地區覆蓋的站點包括民航西南管理局及其下轄監管局、民航西藏區局、西南空管局、各機場、各航空公司和空管臺站，共計125個節點，四川37個、云南35個、貴州21個、重慶16個、西藏16個，部署設備共計446臺套。截至民航通信網行業驗收，西南地區尚有7個已完成建設機場，包括巴中機場、甘孜機場、滄源機場、茅臺機場、巫山機場、武隆機場和民航飛行學院新津分院及1家總部在貴州的航空公司未部署民航通信網設備。

目前西南地區傳輸網共建設傳輸網節點56個，節點設備部署在管理局、安監局。地區空營局、空管分局、地方機場等單位。目前，西南地區共建設IP承載網節點123個，節點設備部署在管理局、安監局、地區空管局、空管分局、空管臺站、地方機場、航空公司等單位。西南地區TDM業務承載網共建設TDM網節點108個，節點設備部署在地區空管局、空管分局、空管臺站、地方機場等單位。

西南地區民航通信網項目運行中共計設置了19站點，其中安監局1個站點，機場6個站點，空管分局12個站點，設備運行過程中由分局進行統一管理與維護，構建兩者之間的相互協作運行模式。民航通信網運行過程中設置了兩個構成部分，分別為業務承載網、傳輸平臺等。

在民航通信網絡整體的布局設計中，低層設計為光纖傳輸網，屬于信息傳輸運行網絡，能夠對中繼資源進行相應調度，并對相關業務進行綜合性信息傳達。傳輸平臺上層結構為業務承載網，該部分負責處理網絡運行中的各種寬帶與窄帶，有效承載平臺運行中的其他相關業務，并結合業務具體的傳輸特性，將平臺運行中的各項業務劃分為TDM承載網、IP承載網[2]。

二、民航通信網承載業務運行分析

民航通信網承載了多種業務，如：雷達、甚高頻（VHF）、ADS-B、氣象數據庫、情報數據庫、轉報、政務管理業務等，其中IP網主要承載跨地區業務以及視頻、OA辦公等輔助業務；TDM承載網主要承載雷達、甚高頻（VHF）、ADS-B、氣象數據庫、情報數據庫、轉報等生產類業務。隨著以上業務逐步從民航數據網（ATM網）切割、遷移至民航通信網，民航通信網最終將替代民航數據網（ATM網）。民航通信網TDM網除了負責空管至各支線機場的ADS-B、雷達、轉報、氣象、情報等業務引接外，同時負責空管內部的雷達、VHF、ADS-B等數據的傳輸引接。特別是甚高頻（VHF）業務，此項業務對實時性及語音通信的質量要求較高，在針對甚高頻（VHF）業務引接時，要求開展必要的測試驗證工作，在測試驗證完成之后完成數據引接。隨著民航通信網投入使用，在空管系統中各地區自建網如：FA16網、FA36網、RAD網等將逐漸成為備用網絡。[3]

三、民航通信網IP承載網結構設計

（一）核心路由設備設置

針對通信網核心網的運行要求較高，例如民航通信網IP承載網運行過程中，地區網絡即要與北京、上海網控完成運行之間的數據交換，又要完成地區內部相關節點IP數據交換。由此核心路由設備選擇采用雙機冗余配置方式，以此使得區域核心節點符合相關要求，使得區域核心節點具有良好的運用保障。同時要求考慮系統運行中增容的需要，為此在成都區管、成都機場中分別配置了一套華為NE40-X16，由此實現雙機冗余，并要求對主控、電源、路由引擎等重要板卡位置設置1+1冗余熱備份，以此優化系統的良好運行[4]。

（二）地區匯聚路由設備設置

為地區運行設置地區匯聚路由設備，通過地區匯聚路由設備運行，收集并統計該節點接入的接入層業務數據，并針對運行需求實現不同業務之間的信息交互，采用的方式為核心層與IP承載網內不同業務層的信息交互。當前西南空管局與各地區空管局運行過程中均設置了地區匯聚路由設備，促進不同信息時間的有效收集與交匯。運行中，設備對主控單元、電源等板卡進行1+1冗余熱備份[5]。

（三）民航通信網傳輸中繼

結合網絡運行整體規劃，民航通信網在西南空管局成都網絡中心設置了網控中心，通過傳輸網的信息傳輸實現與其他地區及西南空管局各分局的數據交互。西南空管局各分局為傳輸網的匯聚層節點，匯聚所轄省內線路。西南地區各支線機場為傳輸網接入層節點，西南空管局及各空管分局通過本地線路實現與接入層節點之間的網絡通信。

傳輸網設備僅部署于地區管理局、安監局。地區空營局、空管分局、地方機場，空管系統的雷達站／遙控臺未部署傳輸設備，其業務通過租用電信/聯通運營商2M實現數據傳輸。[6]

四、民航通信網IP業務接入設備

結合機場運行中，傳輸設備的安裝與使用位置的不同，設置幾種不同的網絡運行設備，較為常見的有IP業務接入II類設備、IP業務接入I類設備、IP業務接入III類設備，運行過程中分別具有不同的使用型號。將IP業務接入II類設備運用于機場各項業務模擬接入，民航通信網西南地區IP業務接入II類設備選擇華三SR8804X。在西南各地雷達站中布置IP業務接入III類設備，民航通信網IP業務接入III類設備型號設置為華三MSR5660，當前實際運行中，在西南各地甚高頻臺、雷達站中布置華三MSR5660[7]。

五、民航通信網TDM網絡的核心設備

（一）區域核心傳輸設備設置

地區空管局傳輸網構建過程中，要求區域核心設備均能夠符合相關要求，能夠實現與北京、上海網控中心以及相關區域等之間的信息交互，并有效承載不同區域之間的流量匯總以及跨區域業務傳輸等，由此該區域中的核心傳輸設備選擇了華為OSN7500，該區域中的核心節點選擇雙機冗余配置方式，以此為系統運行提供必要的安全保障與信息支持。基于各項業務開展的需要，目前分別在成都雙流機場航管小區、區管中心布置了一套華為OSN7500，運行中采用雙機冗余，并設置一套一臺華為OSN7500與其相互配合，共同達到良好的信息交互效果。

（二）匯聚傳輸設備設置

各個接入層業務的相關信息集中反映與體現在接入層業務之中，由此進行必要的信息匯總與集中，將信息最終匯總至匯聚傳輸設備之中，在民航通信網絡中通信傳輸設備選擇華為OSN3500，具有較強的信息處理能力，能夠對大量業務信息進行有效整合與分析，并在節點位置部署一臺華為OSN3500，同時將一臺華為OSN3500布置于機場通信網絡、安監局等部位之中，以此對系統運行的實際情況進行有效監測，構建系統的運行機制。

六、TDM網絡結構設置

為了對民用航空運行提供必要的安全保障，有效促進系統的良好運行，在作業過程中，針對民航通信網TDM承載網絡設置TDM技術，并對此構建骨干承載網，通過接入設備以及落地設備的運行進行搭建入網，優化系統運行中的入網方式。當前我國很多通信網網絡拓撲設計采用雙星拓撲設計方式，結合系統運行的需要將其劃分為核心、匯聚、接入共計三個不同的運行層面。通過核心層，在網絡運行中搭建骨干網，對接入網運行布置接入網。針對核心匯聚層分別布置兩個不同的區域核心節點，在地區局及分局中布置匯聚層，結合實際的匯入需求實現核心節點與去其他區域之間有效的信息交互，以此及時掌握運行中的實際情況，并對此構建有效的解決機制。

在西南地區實際運行中，民航通信網在成都區管中心、成都雙流航管小區部署核心層設備，在成都雙流航管小區及各分局中部署匯聚層設備，成都雙流航管小區及部署核心層設備又部署匯聚層設備，成都雙流航管小區匯聚層設備負責匯聚四川省內各臺站、機場數據；各分局匯聚層設備負責匯聚所轄地區臺站、機場數據。

民航通信網在甚高頻臺站、空管雷達、地方機場部署接入設備，在運行中通過核心層、匯聚層、接入層數據交互，促進對各類信息的有效收集與利用。

七、西南地區設備部署情況

西南地區民航通信網路布置中，設置了2臺華為NE20-S16，并為地區接入點匯聚設置了2臺華為NE40-X8與2臺華為NE20-S16，構建了口字型拓撲連接方式，通過傳輸網中繼，分別與其他地區連接。針對系統運行布置了2臺綜合業務接入設備與4臺TDM業務落地設備，將其與本地業務聯系在一起，通過匯聚交換設備實現這一目的。在機場運行中布置了一臺華為AR3260，通過通信設備及技術的運行，將光纖接入交換設備之中，并結合實際業務開展情況，將通信電路與分局交換設備有效聯系在一起，運行效果良好。

八、民航通信網運行維護及網絡管理前景

隨著我國民用航空事業的不斷發展，對通信網絡運行及管理提出了更高的要求，當前管理過程中的業務類型逐漸豐富，在通信網絡管理中，要求能夠承擔雷達、電話、VHF、ADS-B業務、轉報等多種業務類型，要求我國通信網絡對此予以相應改進。當前我國具有整體規模相對較為龐大的民航通信網絡，在中南網絡中具有超過400節點，與原有的FA16網、FA36網相比，運行規模明顯提升。此時網絡運行中各項數據變動較快，需要進行更為頻繁的網絡配置與操作，由于干線不穩定等因素的影響，當前運營商在作業過程中容易出現多種較為復雜的問題，在較大程度上影響了網絡質量。

由于節點較多以及業務變動較多，在網絡系統運行中需要進行更為頻繁的網絡操作。給系統的運行管理與維護帶來了更多的問題，增加了運維管理的難度，接入網絡需要直接面對用戶，與傳輸網絡相比，需要處理的用戶數據明顯增多，網絡規模呈現出明顯的增長狀態，給系統運行與維護管理增加了較大的難度，例如原FA36網運行中，需要處理30個用戶單位數據，給數據的運行管理與維護增加了較大的難度，提升了系統協調處理與維護的難度。

九、結束語

隨著當前我國民用航空通信網絡的快速擴展，各項業務類型逐漸豐富，業務量逐漸增大，隨著業務上線調試工作的進行，當前我國民用航空出現了多種業務接入現象，用戶數量明顯增多，需要長期面對多種類型的用戶，因此當前對通信網絡管理提出了更高的要求。業務量的快速增長對網絡運行維護管理提出了更高的要求。對此要求我國民用航空通信網絡運行中不斷加強技術研究，充分分析當前通信網絡運行中出現的一些新變化與需求，加強民用航空與通信技術廠家之間的溝通與聯系，不斷建立系統的網絡運行體系，以此使得通信網絡能夠承載更多的業務，由此促進通信網絡的良好運行。隨著當前我國民用航空事業的快速發展，我國民用航空通信網絡逐漸走向數字化發展趨向，對此要求不斷加強通信網絡運行的創新研發，加強技術創新，提升民航通信網絡運行的安全性與可靠性。