鐘向穗

(民航中南空管設(shè)備工程(廣州)有限公司，廣東 廣州 510000)

0 引言

目前時分復(fù)用模式(Testing Data Management，TDM)設(shè)備已經(jīng)開始逐漸在空管中應(yīng)用普及，交換網(wǎng)絡(luò)主要依靠多協(xié)議標(biāo)簽交換(Multi-Protocol Label Switching，MPLS)和IP網(wǎng)絡(luò)兩種交換網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。其中包交換網(wǎng)絡(luò)對TDM設(shè)備十分重要，能夠?qū)崿F(xiàn)監(jiān)控、空管語音和甚高頻的透傳功能。在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和TDM設(shè)備發(fā)展中，包交換網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性逐漸凸顯，目前成為重要的主流應(yīng)用，在發(fā)展中該技術(shù)也成為解決TDM業(yè)務(wù)的首選技術(shù)。目前TDM設(shè)備和包交換技術(shù)已經(jīng)開始在民航中進(jìn)行試點應(yīng)用，并且由同步數(shù)字體系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)信令的傳輸?shù)榷鄠€標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議輔助支持，現(xiàn)民航已經(jīng)在使用的TDM華為FA16-T設(shè)備，該TDM設(shè)備中采用的包交換網(wǎng)絡(luò)模式是MPLS模式，PW報文在MPLS標(biāo)簽中進(jìn)行封裝，同時外層隧道中采用的是LSP。其最內(nèi)層標(biāo)簽采用的是PW標(biāo)簽。LDP協(xié)議也能夠應(yīng)用于該設(shè)備進(jìn)行動態(tài)管理與分配，和傳統(tǒng)的手動綁定方式相比更加快捷方便。往往PLS標(biāo)簽是多層的，這樣保證其能夠在PW外層隧道中實現(xiàn)嵌套，保證其在大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)范圍中具有良好應(yīng)用性。因此采用這種方式實現(xiàn)的PWE3 TDM承載網(wǎng)擴(kuò)展性更好，業(yè)務(wù)支持更加靈活。

1 ?？诮庸苷拷W(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

海南高空接管湛江空域的綜合服用系統(tǒng)，以三亞區(qū)管為核心，中間路由采用運營商的2 M鏈路，將湛江湖光雷達(dá)站甚高頻信號、湛江本場雷達(dá)站甚高頻信號等空管業(yè)務(wù)傳輸至三亞ACC，F(xiàn)A16-T設(shè)備作為主用傳輸，光端機(jī)作為備用傳輸。湛江湖光雷達(dá)站站和湛江本場雷達(dá)站的雷達(dá)信號和甚高頻信號傳回三亞ACC是采用一對華為FA16-T設(shè)備，并建立一套多業(yè)務(wù)、可擴(kuò)展、可視化、可管理的網(wǎng)管系統(tǒng)。

該建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備形成點對點的網(wǎng)絡(luò)，其具體的中間路由鏈路如下。

FA16-T多業(yè)務(wù)接入設(shè)備是華為專門面向民航VHF遙控通信、雷達(dá)廣播、雷達(dá)必選、轉(zhuǎn)報傳輸、監(jiān)控傳輸、熱線電話、工作電話而退出的新一代網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。FA16-T先進(jìn)的軟件結(jié)構(gòu)與硬件平臺，能夠在最小的投資范圍內(nèi)為民航邊緣化網(wǎng)絡(luò)提供一體化解決方案，更能充分滿足未來業(yè)務(wù)擴(kuò)展的多元化應(yīng)用需求，符合民航IT建設(shè)的現(xiàn)狀與趨勢。

民航信息架構(gòu)正在由客戶機(jī)和服務(wù)器結(jié)構(gòu)(Client/Server Structs，C/S)模式向瀏覽器/服務(wù)器模式(Browser/Server，B/S)模式轉(zhuǎn)變，F(xiàn)A16-T具備高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)性能與高加密能力，很好地解決了轉(zhuǎn)變過程中凸顯的網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力與安全隱患，保障民航關(guān)鍵業(yè)務(wù)流可以高速、機(jī)密的通過廣域網(wǎng)傳輸。

FA16-T集數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)安全、語音通信、視頻交互、業(yè)務(wù)定制等功能于一體，能夠在民航網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷豐富的形勢下將多元業(yè)務(wù)方便的部署于同一節(jié)點，不僅能夠最大程度地避免網(wǎng)絡(luò)中多設(shè)備繁雜異構(gòu)問題，而且極大降低了民航網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期投資與長期運維成本。

針對民航用戶日益?zhèn)€性化的應(yīng)用需求，F(xiàn)A16-T領(lǐng)先集成了可以定制開發(fā)的高性能開放業(yè)務(wù)平臺，任何人都可以基于該平臺開發(fā)自身需要的高級網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，民航用戶只需安裝軟件便能在網(wǎng)絡(luò)中方便的部署相應(yīng)業(yè)務(wù)。

FA16-T多業(yè)務(wù)接入設(shè)備包含F(xiàn)A16-T-40及FA16-T-60設(shè)備，該產(chǎn)品內(nèi)置的硬件加密功能可以為中小型分支機(jī)構(gòu)提供與總部安全的數(shù)據(jù)連接，F(xiàn)A16-T可以作為中小民航核心設(shè)備，承擔(dān)民航VHF遙控通信、雷達(dá)廣播、轉(zhuǎn)報傳輸、監(jiān)控傳輸、熱線電話、工作電話、視頻交互等綜合應(yīng)用。通過在單一平臺集成多種網(wǎng)絡(luò)功能，不僅能夠減少業(yè)務(wù)擴(kuò)展給民航帶來的無盡投資，更能實現(xiàn)中心對眾多分支的統(tǒng)一管理和控制，免去了大量的運維成本，讓民航在信息化進(jìn)程中更具競爭力[1]。

2 TDM設(shè)備在空管網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

2.1 TDM設(shè)備傳輸語音、甚高頻

甚高頻通信系統(tǒng)在航空業(yè)務(wù)中的應(yīng)用是確保它能夠在飛機(jī)飛行過程中保證飛機(jī)與地面之間以及飛機(jī)與飛機(jī)之間的互聯(lián)通信。 甚高頻通信系統(tǒng)的工作頻段相對較高，因此稱為甚高頻通信系統(tǒng)，與甚高頻通信系統(tǒng)相比，高于它的頻段被稱為特高頻，低于它的頻段叫高頻。由于甚高頻通信系統(tǒng)的頻率高，在工作過程中經(jīng)常會受到不同程度的電磁干擾。甚高頻通信系統(tǒng)的主要形式是語音和數(shù)據(jù)，通過無線電信號或者光信號工作將指令，信息等向接收機(jī)發(fā)送信號。

民航空管甚高頻、語音業(yè)務(wù)在TDM承載的IP網(wǎng)絡(luò)上的透傳，傳輸時延比脈沖編碼調(diào)制(Pulse Code Modulation，PCM)傳輸?shù)臅汀HF電臺接收到飛機(jī)上發(fā)送的甚高頻語音信號，傳輸出PTT靜噪設(shè)備對聲音進(jìn)行降噪處理后，根據(jù)特定的針腳傳輸至其中一臺FA16-T，F(xiàn)A16-T設(shè)備將數(shù)據(jù)封裝成特定格式報文后從TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中透傳至中心臺對應(yīng)FA16-T設(shè)備，再通過特定針腳發(fā)送至內(nèi)化處理機(jī)系統(tǒng)處理成語音信息到達(dá)管制席位供管制員收聽。

目前飛行員和地面管制員之間對話主要通過甚高頻實現(xiàn)，F(xiàn)A16-T傳輸設(shè)備可以通過多條鏈路備份及在有限帶寬情況下智能選擇保障重要業(yè)務(wù)的功能，更好地保障空管業(yè)務(wù)的生產(chǎn)運行，進(jìn)而更有效地集中統(tǒng)一調(diào)度管理該區(qū)域所有飛機(jī)。

2.2 TDM設(shè)備傳輸雷達(dá)

通過雷達(dá)，管制員可以用相關(guān)設(shè)備發(fā)射一些詢問信號并通過接收目標(biāo)信號來獲取到目標(biāo)信息的雷達(dá)，比如飛機(jī)的航跡信息、飛行時間等。在空管系統(tǒng)中，雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊是核心，雷達(dá)數(shù)據(jù)的實時性、可靠性、完備性對空管雷達(dá)業(yè)務(wù)來說非常重要。在多雷達(dá)，多目標(biāo)的環(huán)境中保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確，實時地接收雷達(dá)數(shù)據(jù)是空管雷達(dá)業(yè)務(wù)傳輸?shù)谋匾疤醄2]。

雷達(dá)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)透明傳輸?shù)墓ぷ鳈C(jī)制主要是雷達(dá)站的FA16-T通過特定TCP端口發(fā)送雷達(dá)數(shù)據(jù)，中心臺FA16-T監(jiān)聽設(shè)定端口的TCP數(shù)據(jù)進(jìn)行接收和轉(zhuǎn)發(fā)。

在TDM承載網(wǎng)中，雷達(dá)數(shù)據(jù)有兩種傳輸方式：點對點，點對多點。

2.2.1 點對點同步雷達(dá)傳輸

該方法主要用于監(jiān)測雷達(dá)數(shù)據(jù)，雷達(dá)不時地監(jiān)測來自空中的數(shù)據(jù)，收集的數(shù)據(jù)發(fā)送到雷達(dá)數(shù)據(jù)處理器，然后雷達(dá)數(shù)據(jù)接收器通過同步串口將同步數(shù)據(jù)發(fā)送給通信雷達(dá)同步傳輸設(shè)備FA16-T，F(xiàn)A16-T設(shè)備再通過外網(wǎng)發(fā)送到另一個城市的FA16-T設(shè)備。然后，設(shè)備將數(shù)據(jù)恢復(fù)到雷達(dá)同步數(shù)據(jù)，并以同步方式發(fā)送給雷達(dá)數(shù)據(jù)處理器和客戶端，從而實現(xiàn)對客戶端雷達(dá)數(shù)據(jù)的監(jiān)控(見圖1)。

這種方法可以及時準(zhǔn)確地傳輸雷達(dá)數(shù)據(jù)，并在同步口異?；騮cp異常過程中，對數(shù)據(jù)的完整傳輸進(jìn)行最大程度的保護(hù)，可以使雷達(dá)系統(tǒng)運行地非常好。同時，在WAN鏈路中實現(xiàn)消息壓縮功能，最大限度地利用有限的傳輸帶寬保證數(shù)據(jù)傳輸快速有效。

圖1 雷達(dá)數(shù)據(jù)點對點傳輸示意

2.2.2 同步雷達(dá)廣播傳輸

這種方法主要用于將雷達(dá)數(shù)據(jù)從雷達(dá)站傳輸?shù)蕉鄠€機(jī)場或控制中心，同時進(jìn)行雷達(dá)監(jiān)測。當(dāng)接收到監(jiān)控數(shù)據(jù)時，每個區(qū)域的雷達(dá)將數(shù)據(jù)發(fā)送給雷達(dá)數(shù)據(jù)接收機(jī)，然后雷達(dá)數(shù)據(jù)接收機(jī)以一定速率發(fā)送給通信雷達(dá)同步傳輸設(shè)備FA16-T，F(xiàn)A16-T傳輸設(shè)備再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降綇V域網(wǎng)與之有對應(yīng)關(guān)系的FA16-T傳輸設(shè)備上，等于將數(shù)據(jù)廣播到各個FA16-T傳輸設(shè)備上，然后雷達(dá)數(shù)據(jù)再通過同步端口到雷達(dá)系統(tǒng)或雷達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)[3]。

為了方便配置和合理地應(yīng)用，在網(wǎng)絡(luò)中設(shè)置了服務(wù)器和客戶端的概念，而且存在主備切換。在網(wǎng)絡(luò)中由于有多臺設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)偶爾會出現(xiàn)問題，當(dāng)主服務(wù)器關(guān)閉時，備份服務(wù)器將定期啟動完成網(wǎng)絡(luò)傳輸，當(dāng)主服務(wù)器啟動時，備份服務(wù)器和客戶端可以快速切換回到主服務(wù)器。

這樣可以很好地完成雷達(dá)鏈路的備份，雷達(dá)站的雷達(dá)數(shù)據(jù)可以傳輸?shù)蕉鄠€空中交通管制樓或控制中心，可以很好地在主服務(wù)器和備份服務(wù)器之間進(jìn)行合理切換。

3 結(jié)語

TDM設(shè)備具備更好的網(wǎng)絡(luò)互通性，又具有靈活的業(yè)務(wù)擴(kuò)展功能，提供大帶寬，優(yōu)化IP網(wǎng)絡(luò)，嚴(yán)密的加密功能能夠更好地適應(yīng)當(dāng)下大數(shù)據(jù)時代IP網(wǎng)絡(luò)的趨勢，PCM網(wǎng)絡(luò)在這種趨勢下將會逐漸消失， 民航空管現(xiàn)網(wǎng)的趨勢也已經(jīng)在從PCM往TDM網(wǎng)絡(luò)中穩(wěn)步過渡，現(xiàn)在已經(jīng)在民航中TDM設(shè)備網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸成形。