摘要: 軍民航的話務(wù)網(wǎng)絡(luò)類型頗多。這些網(wǎng)絡(luò)在實(shí)際運(yùn)行中各自為政，通信協(xié)議和設(shè)備接口也不盡相同。本文討論的核心是如何通過當(dāng)今通信業(yè)前沿網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)、自定義的通信協(xié)議等手段，建設(shè)能夠使多平臺(tái)、多制式異構(gòu)平臺(tái)間的話音互聯(lián)互通，并能保證安全性、實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性的空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)方案。

　　關(guān)鍵詞: 空天地通信、軍民航話務(wù)網(wǎng)、全交換網(wǎng)絡(luò)、雙網(wǎng)并行、RealLan交換協(xié)議

　　Abstract: the JunMinHang communications network type quite a lot. These networks in the actual operation of the fragmented, and communication protocol and device interface are also different. This paper discusses how to use the core of the telecommunication industry advanced network technology, and the fine structure, from the definition of the communication protocol means, construction can make more platform, more heterogeneous type platform of the interchange between voice, and can guarantee the safety, real-time, and stability of the empty integrated network technique scheme of heaven and earth.

　　Keywords: empty heaven and earth, JunMinHang telephone communication network, the exchange network, and double nets parallel, RealLan exchange agreement

　　中圖分類號(hào)：TU248.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　概述

　　隨著我國(guó)民航業(yè)的持續(xù)快速發(fā)展和新時(shí)期軍隊(duì)軍事訓(xùn)練指導(dǎo)思想的轉(zhuǎn)變，軍民航對(duì)相互交流與協(xié)同決策提出了更高的要求要求，組建一個(gè)語(yǔ)音共享網(wǎng)絡(luò)，將成為軍民航協(xié)調(diào)工作的必然趨勢(shì)。

　　軍民航話務(wù)系統(tǒng)包括軍民航專用系統(tǒng)、VHF系統(tǒng)、衛(wèi)星系統(tǒng)等等。這些系統(tǒng)的接口各不相同、傳輸方式也不盡相同。目前,各地普遍采用集群構(gòu)架對(duì)各系統(tǒng)接口進(jìn)行簡(jiǎn)單的集成和集中控制。這樣的平臺(tái)不但容量存在局限性、傳輸帶寬不穩(wěn)定，而且容易造成整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓，給飛行安全帶來威脅。

　　空天地一體化的話務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)利用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),基于雙網(wǎng)并行的全交換網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。采用自行研究的RealLan協(xié)議,能夠保證話音共享的安全性、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性。另外提供可重用、松耦合的信息接口，能為信息管理提供統(tǒng)一的、標(biāo)準(zhǔn)的信息服務(wù)，可以降低新建應(yīng)用和現(xiàn)有應(yīng)用間接口的復(fù)雜度。利用這些手段就能夠?qū)崿F(xiàn)軍民航話務(wù)信息的充分共享，共享構(gòu)建一個(gè)“空天地”一體化的3D話務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

　　1. 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

　　雙網(wǎng)并行的全交換系統(tǒng)的特點(diǎn)是：容量大、數(shù)據(jù)延遲特別小、數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、占用帶寬小，并且平臺(tái)冗余工作。不但能夠保證軍民航通信的質(zhì)量，也實(shí)現(xiàn)了異地間的資源合理利用，既可以級(jí)聯(lián)成為一個(gè)完整的大型調(diào)度平臺(tái)。也可以在應(yīng)急情況下互為備份。

　　全交換網(wǎng)絡(luò)是新型的數(shù)字信號(hào)交換技術(shù)，是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的，它的主要設(shè)計(jì)思想是業(yè)務(wù)/控制與傳送/接入分離，各實(shí)體之間通過協(xié)議進(jìn)行連接和通信，全交換網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)基于軟件的分布式交換/控制平臺(tái)。

　　若系統(tǒng)中存在10個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是全雙工10M交換能力，那么上下行的速度就為10*2*10M=200M，這樣的網(wǎng)絡(luò)交換方式也稱為“無阻塞”交換，這種交換技術(shù)有著交換容量大、傳輸帶寬高、控制靈活等特點(diǎn)，尤其是采用容錯(cuò)編碼技術(shù)的全交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)交換過程中具有數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確、及時(shí)的特點(diǎn)，更符合軍民航通信對(duì)系統(tǒng)安全性和可靠性的特殊要求。

　　雙網(wǎng)并行交換架構(gòu)是由物理分開、結(jié)構(gòu)相同的兩個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。每個(gè)端口都通過兩條鏈路分別鏈接到兩個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)中。數(shù)據(jù)通過兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)同時(shí)傳輸，而在硬件傳輸交換時(shí)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)順序并不一定完全相同，這樣接收端收到的信息就可能秩序混亂，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)無法將亂序的信息序列化，通過智能處理技術(shù)在輸出端將兩個(gè)帶有時(shí)間戳的信息流進(jìn)行判優(yōu)合并，然后輸出，解決了雙網(wǎng)數(shù)據(jù)并行傳輸要求與交換數(shù)據(jù)順序傳輸規(guī)則之間的矛盾。雙網(wǎng)并行交換方式，取消了主備機(jī)轉(zhuǎn)換造成的數(shù)據(jù)中斷，有效地提高了平臺(tái)運(yùn)行的可靠性和擴(kuò)容能力。整個(gè)平臺(tái)采用分布式處理方式，取消了傳統(tǒng)的核心處理單元，避免了因傳統(tǒng)設(shè)備核心主機(jī)故障造成的全平臺(tái)失效，充分地提高了軍民航話務(wù)通信的可靠性。

　　2. 通信協(xié)議

　　共享話務(wù)平臺(tái)上運(yùn)載自主研制的RealLan交換協(xié)議，通過協(xié)議規(guī)定的通信形式，數(shù)據(jù)報(bào)分發(fā)方式，以及信息保護(hù)手段，使平臺(tái)具有抗攻擊和防監(jiān)聽的能力，使軍民航的話音信息在安全性上得到充分的保證。平臺(tái)通信協(xié)議為三層結(jié)構(gòu)，包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層。　 物理層協(xié)議采用RTL8019構(gòu)成冗余的全交換網(wǎng)絡(luò)。

　　數(shù)據(jù)鏈路層主要描述數(shù)據(jù)封裝結(jié)構(gòu)，包括同步頭、目的物理地址、源物理地址、數(shù)據(jù)區(qū)及CRC 校驗(yàn)等，主要用于硬件功能板之間的通訊。數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)如下：

　　網(wǎng)絡(luò)層包括各節(jié)點(diǎn)之間的網(wǎng)絡(luò)層通信，主要指功能板與功能板之間的通信。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議數(shù) 據(jù)區(qū)包含了各功能板狀態(tài)、控制命令以及交互式語(yǔ)音等數(shù)據(jù)，是整個(gè)平臺(tái)數(shù)據(jù)交換的核心。數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)如下：

　　RealLan協(xié)議通過提供ABR(Average Bitrate)服務(wù)來實(shí)現(xiàn)QoS保證，通過組播快速尋址方式提高交換的實(shí)時(shí)性，實(shí)現(xiàn)讓同一幀數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)并行傳輸。協(xié)議中的地址解析無需使用廣播命令，不會(huì)帶來廣播風(fēng)暴，可以更好的保障指揮數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性。

　　該協(xié)議中的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：

　　①雙網(wǎng)并行信息流和多通道直通路由鏈路信息流的轉(zhuǎn)換;

　　②通過判斷載荷能力控制每條路由的信息流量，以保證QoS;

　　③通過距離矢量路由算法實(shí)時(shí)維護(hù)動(dòng)態(tài)路由表;

　　④使用最短路徑優(yōu)先和載荷能力優(yōu)先的路由策略。

　　3. 接口與互聯(lián)方式

　　3.1 設(shè)備接口

　　平臺(tái)與設(shè)備的接口采用全隔離的技術(shù)，通過隔離器件對(duì)所有的輸入輸出信號(hào)(RX、TX及電話信號(hào))進(jìn)行隔離，保證接入設(shè)備與平臺(tái)之間不會(huì)因?yàn)楣收舷嗷ビ绊懀�更重要的是平臺(tái)接口采用了自適應(yīng)的接口方式，當(dāng)外部設(shè)備接入時(shí)，各功能板上處理單元會(huì)自動(dòng)判別信號(hào)的極性和電平，通過內(nèi)部極性和電平轉(zhuǎn)換后，輸出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)進(jìn)行處理。

　　對(duì)于各種有線設(shè)備可以通過外線接口與外部PABX/PSTN系統(tǒng)對(duì)接，聯(lián)入公共電信網(wǎng)。可以支持PABX/PSTN、E&M、MFC-R2/MFC-R5、NO.7/ATS-QSIG等眾多形式的接口。針對(duì)各種VHF、HF、差轉(zhuǎn)臺(tái)、無線對(duì)講等無線設(shè)備，無線板卡接口可以滿足SQL信號(hào)的接地/干接點(diǎn)/+5V/+12V/ -48V等，能夠支持包括R/S、OTE、PAE、Motorola、JATRON、ICOM等各種軍民航空中交通管制中應(yīng)用的電臺(tái)。

　　3.2 互聯(lián)方式

　　軍民航話務(wù)平臺(tái)的各個(gè)成員之間互聯(lián)可采用多種鏈接方式，如：雙絞線、無線網(wǎng)橋、E1、DDN、VLAN、光纖直連等等。

　　在戰(zhàn)時(shí)或自然災(zāi)害等突發(fā)事件中，原有的指揮現(xiàn)場(chǎng)往往需要人員撤離。此時(shí),可以通過無線、DDN、光纖等專線方式，可在異地的指揮平臺(tái)中啟用應(yīng)急席位，并映射成本地席位功能，建立指揮調(diào)度環(huán)境的備份指揮席位接管指揮。尤其是使用無線網(wǎng)橋傳輸方式，能夠通過超視距數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)200千米/小時(shí)的移動(dòng)速度的信息穩(wěn)定傳輸，其單跳最遠(yuǎn)距離可達(dá)70Km。

　　這種傳輸方式能夠使原平臺(tái)的全部資源在應(yīng)急系統(tǒng)里得到使用，應(yīng)用該方式的民航局移動(dòng)塔臺(tái)車,在“5.12”汶川地震中奔赴災(zāi)區(qū)協(xié)助指揮，實(shí)現(xiàn)了震區(qū)不間斷空管調(diào)度指揮工作，保障了救援人員航班和賑災(zāi)物資運(yùn)輸航班的安全飛行。應(yīng)急移動(dòng)平臺(tái)的推廣應(yīng)用對(duì)緊急情況下不間斷管制指揮、保障飛行安全具有重大意義。將此方式應(yīng)用在戰(zhàn)時(shí)或軍事演練中不但能夠提高我軍通訊系統(tǒng)的抗打擊能力，更能夠保證大范圍作戰(zhàn)半徑的指揮工作。

　　此外，平臺(tái)具有利用衛(wèi)星進(jìn)行話音傳輸?shù)哪芰ΑＭㄟ^對(duì)話音信號(hào)進(jìn)行解析編碼和稀疏處理，起到深度壓縮的作用，在保證話音質(zhì)量的同時(shí)，帶寬節(jié)省一倍以上。在中國(guó)空軍確立了“空天一體、攻防兼?zhèn)?rdquo;戰(zhàn)略的歷史階段，能夠?qū)崿F(xiàn)空天通信就更加具有戰(zhàn)略意義。

　　4. 結(jié)束語(yǔ)

　　VCS0422內(nèi)話系統(tǒng)已在我國(guó)二十余個(gè)省市得到部署，應(yīng)用于軍民航50余家機(jī)場(chǎng)，在該系統(tǒng)的基礎(chǔ)上拓展“空天地”一體化組網(wǎng)支持，具有一定的先天條件。 通過打造這樣一個(gè)軍民航多網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通的“空天地”一體化組網(wǎng)，過去的管制單位將不再是單純的管制孤島。組建開放、靈活、高效的3D網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)地-空、地-地以及衛(wèi)星等眾多類型的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),將提高我國(guó)空域利用效率、進(jìn)一步保障軍民航飛行安全，填補(bǔ)我國(guó)該領(lǐng)域的技術(shù)空白。