民航空管通信網絡建設分析

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摘要：以IP技術為基礎，構建全業務民航空管通信網絡系統已經成為當前民航空管通信網絡建設的主流趨勢。本文從民航空管通信建設與IP技術的相關概述入手，就IP技術在民航空管通信網絡建設中的應用進行了簡要分析，以期為相關人員研究與實踐提供可借鑒性參考。

關鍵詞：IP技術；民航空管；通信網絡建設

1引言

計算機網絡技術、信息技術、電子通訊技術等的創新發展與普及應用，提升了信息開放性水平，促進了信息的共享發展。在此背景下，信息的利用、分析與管控難度加大，信息應用的準確性、安全性與可靠性要求提升。因此，民航空管通信網絡建設過程中，需進一步提升通信網絡管控力度，采取行之有效措施增強通信網絡可靠性、安全性、信息可控性水平。而IP技術的科學應用，則可有效滿足上述需求，提升民航空管通信網絡建設質量，促進其作用的充分發揮。

2對“民航空管通信網絡”的基本認識

民航空管通信網絡民航空管管理系統中的重要組成部分，承載著民航空管按行政管理、安全生產與安全運行的通信業務需求。隨著近些年，科學技術的創新發展與推廣應用，民航空管通信網絡系統得到創新發展，形成不同的通信網絡，以滿足民航通信需求。依據空間位置進行劃分，可將民航空管通信網絡系統劃分為“地面通信網絡系統”、“地空通信網絡系統”與“衛星通信網絡系統”三部分。其中，地面通信網絡系統又可分為地面電話通信、地面微波通信與民航數據通信，主義以地面基站為基礎進行信號傳輸；地空通信網絡用于地面指揮機構與空中飛機之間進行的通信，通常以無線電為主，在視覺信號的輔助下完成；衛星通信則是以通信衛星為基礎，在不同軌道衛星支持下滿足民航空管通信服務需求，包括語音傳輸、數據傳輸等[1]。

3對“IP技術”的基本認識

IP技術（IPtechnology）是通信科技領域中的關鍵技術之一，是有關無連接分組通信協議的技術，當前我們所應用的Internet則是基于TCP/IP技術上形成的。在民航空管通信網絡建設中，所應用的IP技術主要為VoIP技術（VoiceoverInternetProtocol，基于IP的語音傳輸技術）[2]。VoIP技術的工作原理為：將語音數據編碼通過語音壓縮算法進行壓縮后，依據TCP/IP標準將壓縮語言數據打包，實現語言向數據的有效轉換；將打包的數據利用IP網絡進行傳輸，由接受裝置接受，實現語音數據包整理與解壓，將數據信號在此轉化為語音信號，從而實現語音信息的有效傳輸。在此過程中，IP網關是VoIP技術能夠得以應用的核心所在，它能夠將不同區域的電話區號映射到相應的網關IP地質中，以實現在最短的時間內，完成通信業務需求。通常情況下，H.323、SIP、MEGACO、MGCP等是VoIP技術實踐應用過程中較為常用的協議。其中H.323作為ITU-T標準，定義了“終端”、“關守”、“網關”、“MCU（MultiControlUnit，多點控制單元）”四種邏輯，能夠實現點對點通信，也能夠滿足多點會議需求；SIP（SessionInitiationProtocol，會話發起協議）是基于IETF形成的一種IP電話信令協議，能夠滿足多點傳送需求，進行補充功能的擴充，同時SIP可用于對話發起，進行多媒體繪畫的建立與終結；MEGACO（媒體網關控制協議）是基于IETF標準與ITU-T標準結合應用下，形成的用于進行物理分開多媒體網關控制的協議，能夠從呼叫中得到指令并執行，以滿足跨網通信業務需求；MGCP（媒體網關控制協議）與MEGACO相似，同屬于控制類協議，能夠對呼叫控制單元（包括媒體網關、呼叫等）進行集約管控，但相對MEGACO而言，其在通信網絡中的應用范圍相對較窄，但也能夠有效滿足跨網通信需求[3]。VoIP技術在實踐應用中，所涉及到的核心技術主要由語音處理技術、信令技術、實時傳輸技術、網絡傳輸技術和QoS保障技術。其中語音處理技術側重于語音信號的轉化與處理，包括語音編碼壓縮、回聲消除等。而在編碼壓縮過程中，需根據編碼方法進行帶寬計算方法的選擇，具體公式如下：寬帶=包長度×每秒包數=包長度×（1/打包周期）=（Ethernet頭+IP頭+UDP頭+RTP頭+有效載荷）×（1/打包周期）=（528/打包周期）+每秒比特數。因此，當編碼方式為ITU-TG.711時，其寬帶計算方法為：帶寬=（528/20+64）Kbit/s=90.4Kb/s；當編碼方式為ITU-TG723時，其寬帶計算方法為：帶寬=（528/30+5.3）Kbit/s=22.9Kb/s。信令技術是通信業務順利進行的基本保障，在一定程度上決定了通信質量與效率。實施傳輸技術是基于實時傳輸協議形成的一種技術，能夠保證通信業務時效性。網絡傳輸技術（包括網關互聯技術、網管理技術、安全認證技術等）與QoS保障技術的應用，在提升信息傳輸質量、效率，增強信息傳輸安全性與可靠性上發揮著至關重要的作用[4]。因此，民航空管通信網絡建設過程中，應用IP技術在滿足普通語音通信需求上，能夠滿足其他通信業務需求，提升通信質量與效率，增強通信安全水平。

4IP技術在民航空管通信網絡建設中的應用

隨著近些年我國航空事業的不斷發展，航空安全管控的重要性愈發突出，傳統的航空通信方式已經無法滿足實際需求。對此，基于民用航空特征，需從數據傳輸時效性、可靠性、安全性、可控性層面入手，依托先進技術構建民航空管通信網絡系統。而基于IP技術應用下的“空—空通信網絡建設”則成為新時期民航空管通信網絡建設的必然趨勢，它能夠在不依靠地面設施或太空設施的基礎上，借助無線收發裝置實現臨時組網，構建無線移動通信網絡，進行信息實時動態傳遞與管控。關于基于IP技術下的“空—空通信網絡建設”其設計主要包括組網結構規劃設計、網絡容量規劃設計、安全管理保障規劃設計等。在組網結構規劃設計過程中，需進行線性調頻信號分析，為民航空管通信網絡總體規劃提供信息依據，便于民航空管通信網絡與電信網的有效融合。關于線性調頻信號的分析，可依據調頻信號時域表達式確定線性調頻信號時域表達式，并通過表達式計算分析，確定線性調頻信號性能。其中，調頻信號時域表達式為：c（t）=cos（2πf0t+φ（t））-T/2<t<T/2（1）調頻信號瞬時頻率為：（2）公式中的f0為載波頻率，當是線性作用，所形成的信號則為線性調頻信號，而其瞬時頻率f（t）可表示為“f（t）=f0+kt”從而可得到線性調頻信號的時域表達式為：c（t）=Acos（2πf0t+παt2）-T/2<t<T/2，式中A表示幅度；f0中心頻率；T表示脈沖寬度；而α表示調頻率。根據民航空管通信業務需求，設計構建飛機結構的民航空—空通信網絡，以實現通信網絡的局部同步管理，避免飛機故障退網對整個通信網絡的影響。同時，借鑒已有的IP組網實踐經驗，進行組網協議改進，以滿足多技術結合應用需求，保障民航空管通信質量?；诿窈娇铡胀ㄐ啪W絡應用場景分析，所構建的網絡系統需滿足同行線、不同航線分機之間的互通需求，需避免不同行業通信過程中因相對速度出現吞吐量下降問題。對此，需進行網絡容量科學規劃，設計采用混合路由協議進行處理。通常情況下，IP路由技術可分為靜態路由技術與動態路由技術，其中靜態路由結構相對簡單，需通過手動配置；而動態路由能夠自動使用網絡結構變化，進行最優路徑的自動化選擇、更新與存儲。而本文設計采用的混合路由協議，實現了靜態路由與動態路由優勢的結合，能夠依據鏈路需求，進行最佳通信路徑的選擇，并依據先后順序將信號輸送到通信裝置中。此外，需配置安全認證技術、QoS技術，提升通信網絡信息傳輸質量，增強其安全性。

5結束語

在黨的報告中明確指出：要實施創新驅動發展戰略，發揮科技創新支撐引領作用，全方位推進科技創新，推動科技與實體經濟產業的深度融合。而IP技術在民航空管通信網絡建設中的應用，則是計算機技術、通信技術與民航空管的有機結合，是民航空管現代化建設的具體表現。隨著計算機技術、通信技術的不斷創新，民航空管通信網絡將呈現出信息傳播的更快速、準確、安全、高效發展，滿足民航空管實際需求。

參考文獻

[1]高秋紅.基于IP技術在民航空管通信網絡建設中的應用[J].數字技術與應用，2018，36（05）：44+46.

[2]符濤.關于我國民航空管通信網的可靠性研究[J].中國信息化，2017（09）：46-47.

[3]洪慕琦.衛星通信技術在民航空管的應用淺析[J].科技與創新，2017（10）：161.

[4]楊玥.IP技術在民航空管通信網絡建設中的應用[J].電子技術與軟件工程，2014（17）：22.

作者:王曉穎 單位:民航西北空管局通信網絡中心