民航航空电信网（ATN）技术应用探析

摘要：近年来，空中交通流量的飞速增长给现有通信导航监视系统带来了巨大压力。为了解决这一问题，国际民航组织经过研究，提出通信、导航、监视/空中交通管理（简称CNS/ATM）新航行系统的概念。文章介绍了ATN系统相关技术，并就ATN系统设计与实现给出了具体分析。

关键词：ATN；民用航空；通信网络；拓扑结构；空中交通流量 文献标识码：A

中图分类号：V355 文章编号：1009-2374（2016）24-0055-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.027

1 概述

近年来，空中交通流量的飞速增长给现有通信导航系统带来了巨大压力。为了解决这一问题，国际民航组织经过深入的研究，提出通信、导航、监视/空中交通管理（简称CNS/ATM）新航行系统概念。其中新一代航空电信网（简称ATN）是新航行系统的重要组成部分，是国际民航组织对全球民航通信网络的规划和设计，是实施CNS/ATM新航行系统的前提。目前在国际民航组织的推动下，ATN网络已经全面进入部署实施阶段。

2 ATN相关技术背景概述

ATN是一个覆盖全球范围、地空一体化的民航专用数据通信网络，包括地面网络、地空网络和航空信息处理系统（简称AMHS）等各种应用系统。中国作为国际民航组织成员国之一，一直致力于推进国内的ATN建设工作，“十一五”期间通过民航航空电信网（ATN）一期工程的建设已经完成了部分基础工作，已在2008～2009年建立北京通信节点，在北京网控中心现有AFTN自动转报机和网络设备的基础上加装ATN设备，使其满足国际民航组织ATN地面网络和AMHS信息交换处理技术规范，提供符合新标准的国际通信接口。“十二五”期间将继续增强自动转报网络功能，促进自动转报网向航空电信网（ATN）过渡。2016年4月二期工程完成了备份通信节点（广州节点）建设工作，广州节点于2016年5月开始试运行，未来将逐步建成以北京、广州为核心，拥有13条国际线路出口的中国民航ATN网络。本文基于中国民航航空电信网二期建设过程的一些技术应用进行分析。

3 ATN设计与实现

3.1 ATN功能

ATN功能主要是通过信道和AFTN转报机、其他ATN/AMHS系统、AFTN用户系统/终端、AMHS用户系统、UA终端建立通讯连接，从信道接收数据，并根据系统配置的路由规则进行路由分发，从而实现数据的交换分发。ATN二期项目满足国际民航组织ATN地面网络和AMHS信息交换处理技术规范，提供符合新标准的国际通信接口。广州ATN/AMHS节点建成后，支持两种运行模式：一是作为北京ATN/AMHS节点的备份系统，当北京通信中心局部或全部失效时，启动广州通信中心ATN/AMHS系统，在国内AFTN用户，国内AMHS用户、国际AMHS用户做简单配置修改的情况下，保证国际通信的正常进行；二是与北京ATN/AMHS节点并行工作，分担北京ATN/AMHS节点的国际线路接入工作与报文信息处理工作。

3.2 ATN系统配置

为保证系统可靠运行，广州备份国际出口ATN/AMHS系统采用双网双机互备，共需要部署为2台AMHS核心服务器，其中1台为主用服务器、1台为备用服务器，2台服务器设备配置一致，用于运行AMHS信息交换处理核心软件；2台配置管理/信息存储/监控服务器，其中1台为主用服务器、1台为备用服务器，2台服务器设备配置一致，用于系统的配置信息存储管理、报文信息存储和系统运行状态监控；2台AFTN MHC服务器，其中1台为主用服务器、1台为备用服务器，2台服务器设备配置一致，用于接入AFTN信息并进行相关处理；2台ATN路由器以主备互备的方式运行，与ATN网络进行通信；2台局域网交换机，服务器、工作站和终端通过局域网相连。2台同步单元，以主备方式运行，用于接入AFTN网络，与AFTN系统连接，接入AFTN报文信息；1台同步单元，用于与北京节点ATN/AMHS系统的通信连接；1台Vanguard交换机，用于接入国际通信线路。系统结构参如图2所示：

3.3 ATN路由器配置

ATN路由器用于AMHS系统与国内ATN网络的连接。ATN路由器采用符合国际民航组织技术规范的BIS ATN路由器。要求实现ISO OSI协议栈中的物理层、数据链路层和网络层协议，能够满足ATN网络对路由转发功能的需求。BIS ATN路由器需具备两个以太网口、两个控制口/异步口、两个串口，可以作为ATN网络的域间路由器（BIS）或接入路由器（IS）使用。ATN路由器配置表以及ATN路由器支持的协议如表1所示：

3.4 总体设计

航空电信网（ATN）实施工程二期工作内容如下：ATN地面网络的建设和在广州通信中心加装ATN/AMHS系统，使之能够成为北京通信中心ATN/AMHS系统的异地容灾系统，当北京节点部分或全部失效时，国内AFTN用户、AMHS用户、国际AMHS用户在不改变配置的情况下，保证国际通信的正常进行；广州备份国际出口ATN/AMHS系统能够分担部分网络流量；承担培训及测试相关工作；与此相适应，ATN地面网络的技术方案也应从这些方面分别进行设计，满足上述功能。

总体来说，初期ATN系統包括北京通信中心ATN节点和ATN实验室已经建成，新建的广州备份国际出口ATN/AMHS系统作为广州通信中心ATN节点需要与已建成的北京通信中心ATN节点共同构成ATN/AMHS网络。

3.5 网络地址分配

ATN网络地址唯一的标示一个网络服务提供点，通常简称NSAP地址。广州备份国际出口ATN/AMHS系统作为北京ATN节点的异地容灾系统，不能同时在线使用，因而与北京节点采用相同的NSAP地址。所有与北京ATN节点连接进行信息交互的系统，在北京节点故障，由广州备份国际出口ATN/AMHS系统接管后，不需要任何路由改变，就可以正常进行信息交互。ATN NSAP地址结构图如图3所示。不同的字段表示不同的含义，由不同的机构进行分配。这9个字段的名称、长度、含义在图3中列出：

4 系统测试

广州ATN/AMHS系统安装完成后，需要进行系统测试，测试包括AMHS-AMHS测试与AMHS-AFTN测试两部分。AMHS-AMHS测试使用广州节点新建ATN/AMHS系统与航管科技ATN/AMHS系统之间通过MTA直接进行测试。AMHS-AMHS测试拓扑图如图4所示：

AFTN-AMHS测试使用广州AFTN系统复制报文到广州节点新建ATN/AMHS系统进行测试。AFTN-AMHS测试直接复制现有业务报文进行测试，观察新系统AFTN-AMHS报文转换是否存在压报情况，转换中出现的转换错误是否符合ICAO9880文档定义。

5 结语

2016年4月二期工程完成了备份通信节点（广州节点）建设工作，未来将逐步建成以北京、广州为核心，拥有13条国际线路出口的中国民航ATN网络。本文基于中国民航航空电信网二期建设过程的一些技术应用进行分析。经过测试分析，系统网络稳定性较好，可以满足国际民航组织ATN地面网络和AMHS信息交换处理技术规范，提供符合新标准的国际通信接口。

参考文献

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[4] 郭娜.新型航空电信网络技术探索[D].厦门大学，2008.

作者简介：苏冉（1979-），男，山东泰安人，中国民用航空中南地区空中交通管理局通信网络中心工程师，研究方向：通信。

（责任编辑：蒋建华）