民航通信网的架构和使用分析

张 曈

（民航西南地区空中交通管理局 四川成都 610000）

在民航通信网设置了较为复杂的整体运行结构，设置了多种不同的网络组织模式，由多个运营商共同参与，对设备采用了有效的组织形式与运行路径，设计过程中网络组织形式较为复杂，多种新旧设备之间交替使用，在通信网络运行过程中可能出现运行不稳定的现象。基于当前民用航空业务量逐渐提升的背景，对多业务接入以及网络管理难度显著增加。为了对民用航空通信网络运行管理提供支持，要求我国民用航空内部构建一个系统有序的网络运行架构，提升民航通信网络运行的安全性、可靠性，以此更好地保障民航通信网络各种业务的有效接入，并为系统运行提供多种不同的运行管理服务。

一、民航通信网络组网模式

民航通信网络运行中将网络传输与网络承载进行了割离处理，主要构成部分包括传输平台与业务承载网。网络传输通道主要由光纤传输网即传输平台负责，以此调取网络运行中的各项资源，优化业务处理，并进行各类相关信息的传达与处理。传输平台上层结构为业务承载网，运行过程中有效承载各种类型的宽带与窄带，有效承载各种实时业务与非实时业务。结合当前网络运行中各类信息传递的特征与需求，将业务承载过程分为TDM承载网、IP承载网[1]。

当前我国民航通信网工程在西南地区覆盖的站点包括民航西南管理局及其下辖监管局、民航西藏区局、西南空管局、各机场、各航空公司和空管台站，共计125个节点，四川37个、云南35个、贵州21个、重庆16个、西藏16个，部署设备共计446台套。截至民航通信网行业验收，西南地区尚有7个已完成建设机场，包括巴中机场、甘孜机场、沧源机场、茅台机场、巫山机场、武隆机场和民航飞行学院新津分院及1家总部在贵州的航空公司未部署民航通信网设备。

目前西南地区传输网共建设传输网节点56个，节点设备部署在管理局、安监局。地区空营局、空管分局、地方机场等单位。目前，西南地区共建设IP承载网节点123个，节点设备部署在管理局、安监局、地区空管局、空管分局、空管台站、地方机场、航空公司等单位。西南地区TDM业务承载网共建设TDM网节点108个，节点设备部署在地区空管局、空管分局、空管台站、地方机场等单位。

西南地区民航通信网项目运行中共计设置了19站点，其中安监局1个站点，机场6个站点，空管分局12个站点，设备运行过程中由分局进行统一管理与维护，构建两者之间的相互协作运行模式。民航通信网运行过程中设置了两个构成部分，分别为业务承载网、传输平台等。

在民航通信网络整体的布局设计中，低层设计为光纤传输网，属于信息传输运行网络，能够对中继资源进行相应调度，并对相关业务进行综合性信息传达。传输平台上层结构为业务承载网，该部分负责处理网络运行中的各种宽带与窄带，有效承载平台运行中的其他相关业务，并结合业务具体的传输特性，将平台运行中的各项业务划分为TDM承载网、IP承载网[2]。

二、民航通信网承载业务运行分析

民航通信网承载了多种业务，如：雷达、甚高频（VHF）、ADS-B、气象数据库、情报数据库、转报、政务管理业务等，其中IP网主要承载跨地区业务以及视频、OA办公等辅助业务；TDM承载网主要承载雷达、甚高频（VHF）、ADS-B、气象数据库、情报数据库、转报等生产类业务。随着以上业务逐步从民航数据网（ATM网）切割、迁移至民航通信网，民航通信网最终将替代民航数据网（ATM网）。民航通信网TDM网除了负责空管至各支线机场的ADS-B、雷达、转报、气象、情报等业务引接外，同时负责空管内部的雷达、VHF、ADS-B等数据的传输引接。特别是甚高频（VHF）业务，此项业务对实时性及语音通信的质量要求较高，在针对甚高频（VHF）业务引接时，要求开展必要的测试验证工作，在测试验证完成之后完成数据引接。随着民航通信网投入使用，在空管系统中各地区自建网如：FA16网、FA36网、RAD网等将逐渐成为备用网络。[3]

三、民航通信网IP承载网结构设计

（一）核心路由设备设置

针对通信网核心网的运行要求较高，例如民航通信网IP承载网运行过程中，地区网络即要与北京、上海网控完成运行之间的数据交换，又要完成地区内部相关节点IP数据交换。由此核心路由设备选择采用双机冗余配置方式，以此使得区域核心节点符合相关要求，使得区域核心节点具有良好的运用保障。同时要求考虑系统运行中增容的需要，为此在成都区管、成都机场中分别配置了一套华为NE40-X16，由此实现双机冗余，并要求对主控、电源、路由引擎等重要板卡位置设置1+1冗余热备份，以此优化系统的良好运行[4]。

（二）地区汇聚路由设备设置

为地区运行设置地区汇聚路由设备，通过地区汇聚路由设备运行，收集并统计该节点接入的接入层业务数据，并针对运行需求实现不同业务之间的信息交互，采用的方式为核心层与IP承载网内不同业务层的信息交互。当前西南空管局与各地区空管局运行过程中均设置了地区汇聚路由设备，促进不同信息时间的有效收集与交汇。运行中，设备对主控单元、电源等板卡进行1+1冗余热备份[5]。

（三）民航通信网传输中继

结合网络运行整体规划，民航通信网在西南空管局成都网络中心设置了网控中心，通过传输网的信息传输实现与其他地区及西南空管局各分局的数据交互。西南空管局各分局为传输网的汇聚层节点，汇聚所辖省内线路。西南地区各支线机场为传输网接入层节点，西南空管局及各空管分局通过本地线路实现与接入层节点之间的网络通信。

传输网设备仅部署于地区管理局、安监局。地区空营局、空管分局、地方机场，空管系统的雷达站／遥控台未部署传输设备，其业务通过租用电信/联通运营商2M实现数据传输。[6]

四、民航通信网IP业务接入设备

结合机场运行中，传输设备的安装与使用位置的不同，设置几种不同的网络运行设备，较为常见的有IP业务接入II类设备、IP业务接入I类设备、IP业务接入III类设备，运行过程中分别具有不同的使用型号。将IP业务接入II类设备运用于机场各项业务模拟接入，民航通信网西南地区IP业务接入II类设备选择华三SR8804X。在西南各地雷达站中布置IP业务接入III类设备，民航通信网IP业务接入III类设备型号设置为华三MSR5660，当前实际运行中，在西南各地甚高频台、雷达站中布置华三MSR5660[7]。

五、民航通信网TDM网络的核心设备

（一）区域核心传输设备设置

地区空管局传输网构建过程中，要求区域核心设备均能够符合相关要求，能够实现与北京、上海网控中心以及相关区域等之间的信息交互，并有效承载不同区域之间的流量汇总以及跨区域业务传输等，由此该区域中的核心传输设备选择了华为OSN7500，该区域中的核心节点选择双机冗余配置方式，以此为系统运行提供必要的安全保障与信息支持。基于各项业务开展的需要，目前分别在成都双流机场航管小区、区管中心布置了一套华为OSN7500，运行中采用双机冗余，并设置一套一台华为OSN7500与其相互配合，共同达到良好的信息交互效果。

（二）汇聚传输设备设置

各个接入层业务的相关信息集中反映与体现在接入层业务之中，由此进行必要的信息汇总与集中，将信息最终汇总至汇聚传输设备之中，在民航通信网络中通信传输设备选择华为OSN3500，具有较强的信息处理能力，能够对大量业务信息进行有效整合与分析，并在节点位置部署一台华为OSN3500，同时将一台华为OSN3500布置于机场通信网络、安监局等部位之中，以此对系统运行的实际情况进行有效监测，构建系统的运行机制。

六、TDM网络结构设置

为了对民用航空运行提供必要的安全保障，有效促进系统的良好运行，在作业过程中，针对民航通信网TDM承载网络设置TDM技术，并对此构建骨干承载网，通过接入设备以及落地设备的运行进行搭建入网，优化系统运行中的入网方式。当前我国很多通信网网络拓扑设计采用双星拓扑设计方式，结合系统运行的需要将其划分为核心、汇聚、接入共计三个不同的运行层面。通过核心层，在网络运行中搭建骨干网，对接入网运行布置接入网。针对核心汇聚层分别布置两个不同的区域核心节点，在地区局及分局中布置汇聚层，结合实际的汇入需求实现核心节点与去其他区域之间有效的信息交互，以此及时掌握运行中的实际情况，并对此构建有效的解决机制。

在西南地区实际运行中，民航通信网在成都区管中心、成都双流航管小区部署核心层设备，在成都双流航管小区及各分局中部署汇聚层设备，成都双流航管小区及部署核心层设备又部署汇聚层设备，成都双流航管小区汇聚层设备负责汇聚四川省内各台站、机场数据；各分局汇聚层设备负责汇聚所辖地区台站、机场数据。

民航通信网在甚高频台站、空管雷达、地方机场部署接入设备，在运行中通过核心层、汇聚层、接入层数据交互，促进对各类信息的有效收集与利用。

七、西南地区设备部署情况

西南地区民航通信网路布置中，设置了2台华为NE20-S16，并为地区接入点汇聚设置了2台华为NE40-X8与2台华为NE20-S16，构建了口字型拓扑连接方式，通过传输网中继，分别与其他地区连接。针对系统运行布置了2台综合业务接入设备与4台TDM业务落地设备，将其与本地业务联系在一起，通过汇聚交换设备实现这一目的。在机场运行中布置了一台华为AR3260，通过通信设备及技术的运行，将光纤接入交换设备之中，并结合实际业务开展情况，将通信电路与分局交换设备有效联系在一起，运行效果良好。

八、民航通信网运行维护及网络管理前景

随着我国民用航空事业的不断发展，对通信网络运行及管理提出了更高的要求，当前管理过程中的业务类型逐渐丰富，在通信网络管理中，要求能够承担雷达、电话、VHF、ADS-B业务、转报等多种业务类型，要求我国通信网络对此予以相应改进。当前我国具有整体规模相对较为庞大的民航通信网络，在中南网络中具有超过400节点，与原有的FA16网、FA36网相比，运行规模明显提升。此时网络运行中各项数据变动较快，需要进行更为频繁的网络配置与操作，由于干线不稳定等因素的影响，当前运营商在作业过程中容易出现多种较为复杂的问题，在较大程度上影响了网络质量。

由于节点较多以及业务变动较多，在网络系统运行中需要进行更为频繁的网络操作。给系统的运行管理与维护带来了更多的问题，增加了运维管理的难度，接入网络需要直接面对用户，与传输网络相比，需要处理的用户数据明显增多，网络规模呈现出明显的增长状态，给系统运行与维护管理增加了较大的难度，例如原FA36网运行中，需要处理30个用户单位数据，给数据的运行管理与维护增加了较大的难度，提升了系统协调处理与维护的难度。

九、结束语

随着当前我国民用航空通信网络的快速扩展，各项业务类型逐渐丰富，业务量逐渐增大，随着业务上线调试工作的进行，当前我国民用航空出现了多种业务接入现象，用户数量明显增多，需要长期面对多种类型的用户，因此当前对通信网络管理提出了更高的要求。业务量的快速增长对网络运行维护管理提出了更高的要求。对此要求我国民用航空通信网络运行中不断加强技术研究，充分分析当前通信网络运行中出现的一些新变化与需求，加强民用航空与通信技术厂家之间的沟通与联系，不断建立系统的网络运行体系，以此使得通信网络能够承载更多的业务，由此促进通信网络的良好运行。随着当前我国民用航空事业的快速发展，我国民用航空通信网络逐渐走向数字化发展趋向，对此要求不断加强通信网络运行的创新研发，加强技术创新，提升民航通信网络运行的安全性与可靠性。