民航航空电信网(ATN)技术
2019-08-22施维
文/施维
1 民航航空电信网的重要作用
航空电信网简称ATN，在民航领域中，ATN 具有非常重要的作用，为通信导航、空管系统提供了网络支撑，ATN 的出现使航空通信网络的整体状况得到有效改善，使地面与空中一体化网络的构建成为可能。ATN 是一个功能非常强大的网络，其依托互连数据通信模式，将民航的地面与空中两大数据通信体系有机地融为一体，其在民航中的运用，可以实现航空飞行器与空管雷达信标系统之间的数据通信。同时，还能实现地面空管计算机之间及其与航空公司和民航当局计算机之间的数据交换。由于ATN 采用的通信模式为互连数据，这种结构体系具有良好的开放性，从而使民航原本的封闭式网络结构发生改变，更加便于空管、运营、航空飞信器和其它通信网络的互连。民航ATN 网络的构成情况如图1所示。
2 民航航空电信网关键技术及应用
2.1 ATN关键技术
ATN 作为新一代的民航航空通信网络，其中涵盖了诸多先进的技术，如快速网络字节技术、数据压缩技术以及安全保障技术等等。
2.1.1 快速网络字节技术
对于ATN 系统而言，快速网络字节技术的应用，可对不同的会话层进行有效区分，同时可使会话层与地面系统之间建立匹配关系，在这一前提下，确保了数据传输过程中，对协议开销的有效控制。
2.1.2 数据压缩技术
在ATN 中，数据压缩技术主要体现在功能层上的应用，该层是ATN 的重要组成部分，可提供必要的接口支持。该技术在ATN 中的应用，使通信数据传输赵宝红的报头重复性问题得到有效解决，经压缩处理之后，ATN 功能层的报头长度可控制在4-10 个字节。
2.1.3 安全保障技术
对于任何的通信网络而言，安全都是重中之重，民航ATN 也是如此，为了避免管理服务被私自篡改，未经授权访问数据库等情况的发生，并防止ATN 受到黑客的恶意攻击，在ATN 组网时，需要运用数字签名、加密以及信息认证等安全保障技术。
2.2 ATN的具体应用
在民用航空中，ATN 主要被应用于通信、监视以及信息服务等方面，由此可提供相应的空管功能，如ATS（空中交通服务）、ASM（空域管理）以及ATFM（空中交通流量管理）等等。根据ATN 终端所在位置的不同，可将其应用细分为两个方面，即地对地和地对空。
2.2.1 ATN 的地对地应用
（1）AMHS。它是空中交通服务电报处理的简称，是ATN 地对地的主要应用之一，其替代了传统的AFTN（航空固定通信网），可以提供更加完全、可靠的数据信息传输服务。AMHS 与传统的AFTN 相比，其应用优势体现在如下几个方面：能够确保数据通信的安全性、可靠性。能够实现数据信息传输的多级控制，不会受到数据传输类型的限制，既能传输常规的文本数据，还能传输其它类型的数据，并且传输速率快。
（2）AIDC。它是空中交通服务设施之间的数据通信，可用于空中交通服务组件（ATSU）之间的数据信息交换，也是ATN 地对地的典型应用之一。AIDC 除了能够对一般数据进行移交之外，还可以完成飞行通知与协调、空中交通管制、通信及监视等，为航空飞行器的安全飞行提供了可靠保障。AIDC 最为突出的技术优势体现在如下方面：一是能够使空中交通流量得到明显地改善；二是可以使空中管制权及时移交。
2.2.2 ATN 的地对空应用
（1）数据链工具。在民航领域中，空中交通的管制人员与飞机器的驾驶人员之间需要进行实时通信，二者使用的是数据链工具进行空管通信，该工具提供了一种较为有效的通信方式，并且与空管语音通信的用法完全一致。这种数据通信方式允许空中交通的管制人员与飞行器驾驶员之间使用非语音进行通信，他们的通信是建立在数据链的基础之上，主要是进行地面对空中电报的交换，具体包括以下内容：飞行器的高度及速度报告、航线改变及放行、航路偏离报警以及飞行器驾驶员的各种请求等等。数据链工具的应用优势体现在如下几个方面：能够使语音通信量大幅度减少，从而使空中交通管制人员的工作负担随之减轻；可以使单位飞行区域内的交通流量显著增加，避免管制人员与驾驶员语音通话产生误解的情况；可使语音频道的拥塞问题得到有效解决，降低情报传输失败的风险，飞行器的飞行安全性随之提升。
图1：民航ATN 网络架构示意图
（2）飞行情报服务。这是一种能够为航空飞行器提供对安全高效飞行有用情报及咨询的ATN 应用。飞行情报服务简称FIS，可分为两种情况，一种是航站情报，另一种是航空气象观测报告。FIS 可以为现有的语音通信播报方式提供有效地补充，其应用优势体现在如下几个方面：有利于航空飞行器飞行安全性及飞行效率的提升；可以使飞行器驾驶员获取到无时间及覆盖范围限制的飞行情报服务；能够有效解决无线电频道拥堵的问题。
（3）自动相关监视。这是一种将航空飞行器的相关数据提供给空中交通服务组件用于监视的ATN 应用。自动相关监视归属于协同式监视的范畴，其并不是独立地进行监视，而是需要协同的方式来完成监视过程。自动相关监视的运用，可在现有的基础上提供更多的监视目标信息以及精度更高的监测技术手段，由此能够促使空中交通态势的感知增加。
3 结论
综上所述，航空电信网在整个民航系统中的应用，是通信导航监视系统的压力随之减轻，保证地面与地面、地面与空中的数据通信畅通，为飞行器的安全、高效飞行提供强有力的保障。未来一段时期，应当加大对航空通信网相关技术的研究力度，除对现有的技术进行改进和完善之外，还应开发一些新的技术，从而使其更好地为民航运营管理服务。
