民航空中交通管理传输业务浅析

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民航空中交通管理(简称空管)日常运行中,需要通信网络传输承载的业务包括甚高频(VHF)、管制移交电话、航管雷达、航空电报等。这些业务有着不同的特性,对于传输网络的要求也不尽相同。通过对不同业务分类分析,了解其特性,明确其传输要求,可为空管通信传输网络优化及设计提供参考。

1民航空管传输业务分类

民航空管传输业务可按照话音业务、数据业务分类,详述如下。

(1)话音业。

话音业务主要包括甚高频、管制移交电话等。甚高频是管制中心的管制员与飞机驾驶员之间采用的主要语音通信手段。飞机机载VHF电台与沿航线建设的多个地面VHF电台建立无线电联系,而这些地面VHF电台通过地面传输网络与管制中心建立通信,从而实现管制员和驾驶员的通话。管制移交电话是不同管制区域、范围之间的管制员进行工作联系的热线电话,管制员通过其进行日常业务沟通。管制移交电话采用传统标准话音通道,可利用通常的传输网络接续。

(2)数据业务。

数据业务主要包括航管雷达、航空电报等。航管雷达用于定位飞机的空中位置。分为一次监视雷达(PSR)和二次监视雷达(SSR)两类。PSR是PrimarySurveillanceRadar的缩写,其基本工作原理是通过测量雷达天线发射的电磁波在空中传播碰到目标后返回所需要的时间,来确定出目标的距离和方位。SSR是SecondarySurveillanceRadar的缩写,其工作原理是地面发射机发出询问电磁波,飞机机载应答设备接收到询问后反馈应答脉冲,地面设备通过接收到的应答信号确定目标的距离和方位。目前航管雷达主要采用二次雷达,数据格式为HDLC。雷达信号从雷达站传输到管制中心,管制中心的雷达综合信号显示系统融合多部雷达的信号后,将飞机的位置信息显示出来,为管制指挥提供支持。航空电报是空管管制单位之间确认飞行计划、动态的书面凭证,分为AFTN、SITA两种类型。AFTN是航空固定电信网(Aeronauticalfixedtelecommunicationnetwork)的英文缩写,AFTN电报是国际民航组织定义的标准电报,用于民航空管单位之间通信。SITA是国际航空电信协会(SocieteInternationaleTele-communicationsAeronautiques)的英文缩写,SITA电报是国际航空电信协会规定的标准电报,用于航空公司、机场等民航单位之间的通信。电报通过自动转报系统处理后,应用于民航业务运行。自动转报系统可以将电报报文通过同步、异步两种模式传输。异步模式采用传统的“N81”字符流;同步模式是指将报文用X.25、帧中继等同步通信协议封装后传输。

2民航空管典型传输业务分析

在话音、数据业务中,符合一般特性的业务可以利用通常的传输网络传输,如管制移交电话、航空电报等;有的业务还有其典型特性,如话音业务中的甚高频、数据业务中的航管雷达,以下分别分析。

(1)甚高频。

管制员在指挥航班飞行的过程中,地面VHF电台与飞机机载VHF电台建立通信联系,双方都“守听”在约定的VHF频率波道上。当管制员需要与飞行员通话时,按下管制席位的PTT(PuttoTalk)按钮,PTT控制信号通过地面传输网络传递到地面VHF电台,触发其发信机发射,话音信号通过无线电波发送出去,机载VHF电台接收的该信号时,飞行员就能听到管制员的声音。在以上过程中,发信机平时处于“待命”状态,仅在PTT信号触发时工作。可见,PTT信号的传输是关键环节之一。常见通信接口中,E&M接口的E&M信令可用于传递PTT信号。对于一个E&M语音信道,当一端E线置为有效时,对端M线被置为有效。管制员侧,PTT控制信号与传输端口E线连接;在地面VHF电台侧,传输端口M线与VHF发信机的PTT信号相连。需要注意的是,VHF地面电台PTT信号的电气特性(尤其是电平值变化范围),与通常的E&M接口不同,在其互连时,需要通过转换接口的电气特性使之相互匹配。

(2)航管雷达。

航管雷达信号需要从信号源所在地向多个目标但并非所有目标传输,这种方式属于定向组播,空管业内习惯将这种方式称为“雷达广播”。航管雷达信号采用的HDLC协议支持广播功能,但不支持定向组播。对于“雷达广播”的承载,可以通过传输设备的改造实现,也可以在传输网络外增加单独的分发设备实现。传输设备的改造,是指在设备厂家配合下,在设备中增加对HDLC数据帧定向组播的支持,可采用虚电路加帧复制的方式实现。外加分发设备是指在不改变原传输设备的前提下,配置多条点对点电路,通过外加的分发设备将一路雷达信号源复制为多路,分别接入各条点对点电路,以实现“雷达广播”。显然,传输设备改造的方式,可以使传输网络设计更集约,业务更容易监视与控制。

3结语

民航空管传输业务中,管制移交电话、航空电报等,符合一般特性,可以利用通常的传输网络设备传输;而甚高频、航管雷达业务具有典型特性,在传输承载方面有其特别需求。甚高频可以可采用E&M信令传输PTT控制信号,但需注意解决接口电气特性的匹配;航管雷达需要满足其“雷达广播”的承载要求。民航空管传输系统优化或设计时,充分考虑所承载业务的特性,才能使其较好的适应业务需求。本文所做的初步分析,可为业内同行提供参考。

作者：廖锟磊 单位：中国民用航空西南地区空中交通管理局云南分局