FA16-T设备在民航专网的应用

FA16-T设备在民航专网的应用
管仕明
【摘要】近年来随着民航空管网络的不断开拓、产品的不断研发,现各大管制区域内的空中流量不断增加,为了适应飞速发展所带来的巨大的变化,使空中交通更为安全和有序,让人们更加信任,空管网络依然逐渐朝着多网合一的多业务通信专网方向发展,多业务接入传送网也在专网中得到快速发展.现FA16-T设备已在大量使用于民航通信专网,其产品具有成熟性、稳定性、可靠性、高时效性等特点,安全可靠.【期刊名称】《科技视界》
【年(卷),期】2018(000)030
【总页数】3页(P32-33,47)
【关键词】民航空管;FA16-T设备;通信专网;安全稳定
【作者】管仕明
【作者单位】中国民用航空中南地区空中交通管理局,广东广州 510000
【正文语种】中文
【中图分类】TN915.853
0 引言
近年来,随着空管网络自动化程度及综合业务管理水平的不断提高,对空管通信的业务和范围也提出了更广泛、更高标准的要求。

为适应这一发展趋势,民航通信网已逐步面向多网合一综合业务通信网发展,综合业务接入网已在通信网中广泛应用。

1 FA16-T设备在民航专网的应用
FA16-T设备是华为技术有限公司在现有路由器基础上，经过充分及深入地了解用户需求，通过进行软硬件二次开发，研发出适合民航空管使用的FA16-T系列空管专用综合业务接入设备。

TDM时分复用模式，通过不同信道或时隙中的交叉位脉冲，同时在同一个通信媒体上传输多个数字化数据、语音和雷达等信号的技术[1]。

经过市场的不断开拓及产品的不断研发，如今FA16-T设备已在民航空管行业广泛应用。

该产品成熟稳定，可靠性、实时性高，在专用综合业务传输市场占有了极大的份额。

在近期的民航通讯网项目中，中南地区和西北地区均采用了FA16-T设备，其功能与稳定性受到了一致好评。

FA16-T通过使用TDM时分复用模式，不同的时隙或者信道中含有的交叉位脉冲，在同一个通信媒体上传输多个数字化数据、雷达信号和语音等业务。

FA16-T设备优势在于：传输模式的多样性：FE/GE/10GE、同异步串口、Async、CE1/CT1 PRI、E1-F、T1-F、3G/LTE cellulFA16-T、ISDN BRI、POS、CPOS、ADSL、VDSL、G.SHDSL、E1 -IMA、CE3、E&M或者xPON等接口接入网络；传输方
式的多样性：除了点对点的传输的方式，还有点对多点的广播或者组播的传输方式。

相对于原来的PCM接入设备，FA16-T设备功能更加强大，所组成的承载网更为
安全及可靠。

FA16-T设备在空管中的应用基本是通过IP或者MPLS这两种包交
换网络来完成的。

包交换网络实现空管语音、甚高频、监控等业务的透传功能。

随着包交换网络在网络解决方案中成为主流应用，这项技术被发展成为包交换网络传输TDM业务解决方案中的重要技术，面向E1/T1的格式化和非格式化TDM业务透传，SDH业务的格式化透传，SDH信令的传输等多个协议技术标准已制作完成[2]。

由于华为技术有限公司FA16-T系列空管专用综合业务接入设备的使用愈发普及，所遇到的问题也越来越多，本文就该设备在民航空管领域中使用的几项业务进行简
单介绍。

1.1 雷达业务的应用
在目前空中交通管理主要采用雷达管制的模式下，雷达数据的重要性不言而喻。

管制员通过雷达相关的设备，发射询问信号且通过接受目标的信号来获得目标的信息。

在空管系统中雷达数据所具有的数据处理模块为核心，需要获取目标飞机的航迹信息、飞行时间等等重要数据，因此，雷达数据必须要具有实时性、可靠性和完备性等重要特点。

雷达业务的工作机制是透明传输，点对点和点对多点都是雷达的传输模式，在多雷达、多目标的工作模式中，需要在雷达的Server端和Client端之间建立会话，而Client端只用于接收Server端发送的数据，无需反向发送任何数据。

雷达数据的
完整性和实时性都是空管雷达业务传输的必要前提。

1.1.1 雷达点对点业务应用
图1 雷达数据点对点传输示意图
点对点的雷达业务传输方式，雷达通过不时地向空中发送检测数据，将收集到的数据发送到雷达数据处理机，再通过雷达数据接收机将同步数据通同步数据端口发送至FA16-T设备，FA16-T设备在TCP/IP网络进行同步透明传输，发送至远端
FA16-T设备，再传送至雷达自动化系统，最后由管制人员在终端上监控雷达数据。

点对点的业务传输方式可以保证雷达数据的准确性和实时性，在传输过程出现异常（同步串口或TCP）的情况下，可以最大程度地保证数据的完整性，如若在WAN 链路中实现消息压缩功能，可以最大程度利用有限的带宽保证数据传输快速和有效。

1.1.2 雷达点对多点业务应用
图2 雷达数据点对多点传输示意图
点对多点的传输模式，主要是为了方便配置和合理的应用，在网络中设置了服务器和客户端的概念，而且存在主备切换。

雷达设备通过不时地向空中发送检测数据，
将收集到的数据发送到雷达数据处理机，再通过雷达数据接收机将同步数据通同步数据端口发送至FA16-T设备，FA16-T设备在TCP/IP通过广播的方式发送至远端的多台FA16-T设备，再分别传送至多个雷达自动化系统，最后由管制人员在终端上监控雷达数据。

由于雷达数据在传输过程中会经过多个节点，网络难免会偶尔出现故障，当传输的主服务器关闭时，备份的服务器将会自动启动，继续完成雷达数据的传输，当主用服务器恢复后，数据的传输则会切回主用服务器工作。

点对多点的传输模式实现了雷达链路的备份、同时雷达数据可以同时传送至多个网络中的目标用户、可以进行服务器间的合理切换，极大的加强了了雷达数据的安全保障。

1.2 异步业务的应用
图3 报文数据传输示意图
异步传输方式应用主要用于异步数据（报文数据及监控数据等）的传输。

例如，民航自动转报系统从终端上扫描到登机乘客的身份信息，以报文格式通过异步口传送到FA16-T传输设备上，然后FA16-T传输设备再通过广域网传送到另外一台
FA16-T传输设备上，该设备把数据再还原回异步数据，通过异步口发送给异地的自动转报系统，从而完成异步数据（报文格式）的传输过程。

该种应用以异步数据的方式，没有封装协议，需要保持数据的原始性，不能更改数据，不能少传、多传，否则会导致电报报文或监控信号的数据丢失，从而该报文无法进行正确的还原或监控信号出错[3]。

异步传输方式与同步传送方式相同，能及时准确无误的传输异步数据，并且在发送端口异常或者tcp异常的过程中，能最大程度的保障数据的完整传输，从而把传输数据的出错率降到最低。

1.3 VHF业务应用
图4 VHF业务传输示意图
V HF地空通信系统的主要功能是保障飞行过程中，飞行器与地面管制席位或者飞行器与飞行器之间的通信互联。

VHF地空通信系统工作频段相对较高，由于它处于甚高频频段所以又称为甚高频通信系统。

与甚高频通信系统相比，高于它的频段被称为特高频，低于它的频段叫高频。

由于甚高频通信系统的频率高，在工作过程中经常会受到不同程度的电磁干扰。

甚高频通信系统主要传输的业务是语音和数据，通过转换成无线电信号或者光信号，将指令和语音等信息向对方VHF接收机发送信号，接收机收到信号，经过PPT音频静噪设备进行降噪处理后，通过
FA16-T间的IP承载网络并将音频信号封装成特定格式的报文透传，再发送至內话处理系统，以供管制人员收听。

FA16-T设备使用MPLS包交换网络来实现空管甚高频业务的透传功能。

极大降低了语音业务传输的时延（具体时延约在16ms左右），在空管管制席位可接受的时延范围内，保证了甚高频业务的正常传输[4]。

1.4 电话业务应用
FA16-T设备可以在网络中作为电话交换机（PBX）或语音接入网关（AG），满足不同业务需求。

使用空管基于IP网络自建的语音通信系统，可以充分利用网络带宽资源，并且不产生额外的通信费用，节省空管运营成本。

FA16-T支持作为IP PBX和传统PBX使用，可以作为融合的语音平台，向用户提供专业的语音服务。

PBX（Private Branch eXchange）是专用电话设备中的一种交换实体，可接入公共电话交换网PSTN（public switched telephone network）。

传统PBX是空管内部自用的语音程控交换机，完成空管内部之间以及与公共电信网络的电话交换，实现了对外线来电与内线呼出的统一管理，并将电话、传真、调制解调器等功能合并。

随着通信技术的发展，传统PBX逐渐暴露出对计算机电信集成和VoIP技术的支持不足、缺乏开放性和标准化、通信成本高等问题。

当FA16-T设备作为
PBX时，相当于基于Internet的IP PBX，弥补了以上不足，可以完全将语音通信集成到空管的数据网络中，从而建立能够连接分布在全球各地办公地点和员工的统一语音和数据网络。

在该组网中，FA16-T是核心交换网关，融合了号码管理、业务控制、媒体转换等功能。

依据标准协议提供开放的接口，可以与传统PBX对接，也可以接与接入网关对接，实现灵活组网。

设备支持SIP（包括SIP IP、SIP PRA、SIP AT0）、PRA、QSIG、R2、AT0、BRA、H.323 作为中继。

当TD设备作为AG接入网关时，AG又称为接入网关（Access Gateway），用
于公共交换电话网 PSTN与 IP多媒体子系统IMS网络之间的对接，可以实现模拟信号和数字信号的相互转换。

传统电话网络采用线路交换技术，使用独占线路，存在资源利用率不高、跨地域通话费用高等问题。

随着VoIP语音技术的发展，IP承载网络很好地解决了以上问题。

但由于传统电话网络已经发展多年，业界仍有大量的存量设备，短时间内将原有的传统电话网络替换成IP承载网络需要承担巨大的成本。

通过基于IP网络的AG设备，只花费较低的成本就可以将传统电话网络与数据网络融合，实现网络改造的平滑演进。

FA16-T支持作为AG使用，可以通过IP承载网络，以SIP协议接入IMS或NGN 网络，或者以H.248协议与媒体网关控制器MGC对接。

在这两种情况下AG分
别称之为SIPAG和H.248AG。

2 结语
空中交通管理过程中，飞行安全始终作为最重要的目标，所以，对业务运行的可靠性和稳定性有很高的要求。

通过以上论述及充分的测试结果证明，FA16-T设备能够满足空管业务安全稳定传输的要求。

FA16-T设备相较于传统PCM接入设备具
有更好的网络互通性、拥有灵活的业务扩展功能，是华为技术有限公司推出的集路由、交换、无线、语音、安全等功能于一体的新一代业务路由网关设备。

FA16-T
采用先进的硬件平台与软件架构，使得空管能够在最小的投资范围内获得网络一体化解决方案，满足未来业务扩展的多元化应用需求，符合空管IT建设的现状与趋势。

FA16-T设备具备多业务集成能力，让用户可以轻松地使用路由器、交换机和无线设备的各种特性，包括语音、防火墙、VPN、3G/LTE、WLAN等。

FA16-T 设备提供目前业界最高的端口密度和可灵活组合的插槽，满足空管对于局域网、广域网和无线网的接入需求，为用户提供安全、稳定及经济的空管业务传输解决方案[5]。

【参考文献】
【相关文献】
［1］刘海,刘德明,黄德修.新型混合 TDM/WDM无源光网络[J].华中科技大学学报(自然科学版),2007(S1):23-26.
［2］刘云浩.物联网导论[M].北京：科学出版社,2010.4-5.
［3］索艳春.面向多通道同步数据采集存储系统的设计与实现[D].中北大学,2017.
［4］钟锋.民航甚高频电台常见干扰分析[J].中国无线电管理,2000(05):25-28.
［5］王世伟.论信息安全、网络安全、网络空间安全[J].中国图书馆学报,2015,41(02):72-84.。