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民用航空通信技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展摘要:隨著社會的快速發(fā)展,航空事業(yè)獲得了較為廣闊的發(fā)展空間,尤其是民用航空近些年的發(fā)展非??焖?,發(fā)展前景一片大好。因此,為了能夠更好的促進民用航空事業(yè)積極發(fā)展,當前從分析民用航空通信技術(shù)現(xiàn)狀的角度入手,了解通信技術(shù)未來發(fā)展趨勢。通過從根本上為民用航空通信工作提供技術(shù)支持,保證民用航空運輸?shù)姆€(wěn)定進行,保證通信及時性和準確性,為更好的促進民用航空事業(yè)實現(xiàn)積極發(fā)展提供支持。關(guān)鍵詞:民用航空;通信技術(shù);現(xiàn)狀與對策民用航空獲得穩(wěn)定、及時的通信支持,對于航班的穩(wěn)定運營、飛行安全,均能夠產(chǎn)生較大的影響,能夠從根本上為民用航空事業(yè)的積極發(fā)展提供支持。但是根據(jù)當前航空通信技術(shù)水平,以及技術(shù)支持下的通信質(zhì)量、及時性,在很多方面還存在明顯的不足,在一定程度上對民用航空的有效通信不利。因此,當前需要準確分析民用航空通信技術(shù)現(xiàn)狀,明確存在的不足,分析造成問題出現(xiàn)的根本原因,并且分析未來發(fā)展方向和趨勢。以此保證能夠通過不斷的提升民用航空通信技術(shù)水平和質(zhì)量,為飛機安全、穩(wěn)定飛行提供支持,確保飛機能夠及時接收消息,做好各項工作,進一步完善民用航空發(fā)展體系。一、民用航空通信系統(tǒng)概述按照飛機的實際運行要求,民用航空通信系統(tǒng)一半包括起飛、飛行和降落三個部分,根據(jù)不同的區(qū)域,涉及到的地點包括機電場面、陸地空域區(qū)域和偏遠地區(qū)或者跨洋地區(qū)空域等[1。同時,按照通信系統(tǒng)的服務(wù)類型,可以將其分成航空旅客通信服務(wù),即為旅客提供通信服務(wù)的部分;航空公司運營、管理服務(wù),即應(yīng)用在航空工作管理與運營過程中提供的服務(wù);空中交通服務(wù),即飛機在飛行過程中,空中管制部門對飛機進行控制的服務(wù)。對于民用航空來說,通信技術(shù)是非常重要的一部分內(nèi)容,系統(tǒng)能否正常運行,直接關(guān)系到飛機正常運行,與民航企業(yè)的運營和發(fā)展相關(guān)。只有進行高效、及時的溝通,才能夠真正為各個部門之間的有效溝通提供支持,促進民用航空運輸安全,提升民用航空管理工作效率和質(zhì)量。同時,民用航空運行中,飛機故障是非常嚴重的安全事故,出現(xiàn)這類大型安全事故與通信系統(tǒng)是否處于正常工作狀態(tài),有著非常直接的關(guān)系。而通過對技術(shù)現(xiàn)狀進行分析,了解技術(shù)未來發(fā)展趨勢,能夠保證民航企業(yè)落實對高新技術(shù)的引進和應(yīng)用,高度重視民用航空通信技術(shù)水平,進而為飛機安全、穩(wěn)定的運行提供支持。二、民用航空通信技術(shù)現(xiàn)狀(一) 航空旅客通信從建設(shè)地基網(wǎng)的機場寬帶接入方法進行分析,開始使用的使在EV-DO技術(shù)支持下的Gogo頻帶技術(shù),后來又通過升級變成了ATG4系統(tǒng),下行峰值直接從以往的3.1Mb/s變成了9.8Mb/s。實際上,Gogo技術(shù)在速率、穩(wěn)定性方面并不比地面DSL網(wǎng)絡(luò),但是由于在衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用方面存在一定不足,以及減少地基站對于業(yè)務(wù)體驗產(chǎn)生的不良影響能力不佳,在胰島功能程度上造成技術(shù)應(yīng)用存在局限性。在我國民用航空地空寬帶系統(tǒng)發(fā)明和應(yīng)用后,我國航空互聯(lián)網(wǎng)時代已經(jīng)到來,航線中空基站的數(shù)量不斷增加。同時,從衛(wèi)星中繼機艙寬帶接入技術(shù)的角度分析,主要包括Ku與Ka等技術(shù),能夠基本上實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量、全覆蓋。尤其是在機艙中計入的移動電話,在衛(wèi)星中繼的支持下,能夠?qū)崿F(xiàn)艙內(nèi)基站、地面網(wǎng)絡(luò)之間的有效連接,這都得益于微微蜂窩基站的設(shè)置,促使機艙中網(wǎng)絡(luò)接入、語音通信能夠成為現(xiàn)實。可見,民用航空移動通信技術(shù)在經(jīng)過VHF模擬、VDL語音通信的不斷發(fā)展,未來有望實現(xiàn)L頻段。當前主要是通過衛(wèi)星通信技術(shù)、地空寬帶通信聯(lián)合技術(shù),為乘客的通信要求提供保證[2。(二) 移動航路服務(wù)移動航路服務(wù)的承載數(shù)據(jù)鏈,主要是以VHF模擬語音系統(tǒng)、短波系統(tǒng)為主,將引擎信息、天氣信息等各類航空移動航路服務(wù)作為輔助,其均在VDL2和尋址報告系統(tǒng)的支持下實現(xiàn)。如果通信中出現(xiàn)了VHF頻譜擁堵的問題,一般通過對頻譜分配進行優(yōu)化,再結(jié)合新型的AEROMACS等各類通信導(dǎo)航系統(tǒng)進行替換,能夠達到對應(yīng)的使用要求。近些年在一定比較偏遠的地區(qū),如新疆地區(qū),備用系統(tǒng)一般為航空短波通信技術(shù)為主,原本的移動航路服務(wù)通信尋址報告系統(tǒng),正逐漸被VDL2替代。(三) 偏遠地區(qū)、跨洋通信針對航空移動衛(wèi)星通信的實際頻段來說,其主要包括Ka頻段、L頻段等,具體來說:一,L頻段,期主要包括提供ATM業(yè)務(wù)的Aero-H/H+/1;Swift-64,即Volp/Aero-H+業(yè)務(wù);語音和AOC、ATC業(yè)務(wù)的Iridium等技術(shù)。這些技術(shù)在速率、頻段和終端重量等方面,存在著比較大的差異性[3]。二,Ku頻段,主要能夠提供的業(yè)務(wù)為廣播個寬帶接入業(yè)務(wù),如Yonder技術(shù),提供的就是移動寬帶接入業(yè)務(wù)。三,Ka頻段,該頻段主要是衛(wèi)星通信,涉及到除了南極和北極其他所有范圍,頻段一般是18.3-20.2/28.1-30GHZ。主要支持的特務(wù)為網(wǎng)絡(luò)訪問和VOLP業(yè)務(wù),在衛(wèi)星導(dǎo)航通信系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)的支持下,跨洋空中交管系統(tǒng)的容量、飛機和航路間距、空中定位準確性等各個方面的指標均實現(xiàn)了優(yōu)化。(四) 機場地面通信針對機場地面通信來說,主要涉及的技術(shù)包括以下幾種:一,TETRA技術(shù),頻段處于380-470MHz、870-876MHz、915-921MHz之間,峰值速率一般是是36kb/s,用戶最多為4,主要提供的服務(wù)為集群調(diào)度[4]。二,ADL技術(shù),技術(shù)應(yīng)用距離要求小于55km,寬帶8.192MHz,峰值速率處于128kb/s-2.048mb/s范圍內(nèi),最大用戶容量為128,提供的主要服務(wù)為集群調(diào)度、起降與滑行支持。三,AEROMACS技術(shù),其主要是提供飛行情報、緊急情報服務(wù)。三、民用航空通信技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢(一) 面臨的挑戰(zhàn)未來航空通信技術(shù)的研究方向,主要選擇至少在十年以后依然能夠滿足航空通信需求,并且可以被廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)[5]。以NEWSKY計劃來說,其中主要討論了未來航空網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu),表明通過形成多種物理層鏈路的方式,結(jié)合旅游、無縫切換技術(shù),實現(xiàn)對航空導(dǎo)航的有效監(jiān)視和數(shù)據(jù)通信,這是對未來多網(wǎng)絡(luò)、多鏈路、寬帶化航空網(wǎng)絡(luò)的一種探索。但是以上提到的各類系統(tǒng),在全球化部署過程中依然需要面對一定的困難,是需要重點關(guān)注的內(nèi)容。具體來說:一,標準化,L段、AEROMACS與航空移動衛(wèi)星系統(tǒng),作為航空通信數(shù)據(jù)鏈的未來,想要真正形成國際化佳通和互通還需要克服很多的難關(guān);6]。二,兼容性,全新的通信技術(shù)和現(xiàn)有技術(shù)能否實現(xiàn)有效融合,決定了這些新技術(shù)能否被有效應(yīng)用在實際中,以及新舊技術(shù)替換過程中能否實現(xiàn)順利過渡。同時,ATS等影響飛行安全的服務(wù),在和AAC等非操作相關(guān)服務(wù)在共享通信容量過程中實現(xiàn)的資源調(diào)度、分配,業(yè)務(wù)之間能否兼容和共存。三,一致性,當前通信系統(tǒng)和地面網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)應(yīng)用了IPv6協(xié)議,但是AOC等依然采用IPv4協(xié)議,通信協(xié)議不一致。四,合理性,當前各個國家在頻譜管理、分配過程中,想要真正尋求全球統(tǒng)一的通信頻段,存在比較多的困難。同時,一體化地基、空基和天基網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)了多種通信鏈路異質(zhì)化發(fā)展,在這種架構(gòu)下,衛(wèi)星信道等如何實現(xiàn)有效的調(diào)度與管理,存在一定的困難。此外,隨著不斷增長的交通需求,空中交通的密度不斷增加,精確度要求更高,并且旅客在通信的要求也在不斷增加,這些都是需要重點考慮的問題。(二) 發(fā)展趨勢2004年開始,聯(lián)邦航空管理局、歐洲航空安全組織,實現(xiàn)了多種與未來航空通信系統(tǒng)的深入研究和發(fā)展,如NEWSKY計劃提出的關(guān)于IPv6微辣一體化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在十一五、十二五期間,我國也積極的對航空移動通信技術(shù)展開了研究,對應(yīng)的法律法規(guī)也實現(xiàn)了完善,這些研究均指明了未來我國航空通信技術(shù)的發(fā)展趨勢。具體來說:一,快速、大容量的數(shù)據(jù)信息傳輸,全新的應(yīng)用和服務(wù)更多的采用數(shù)據(jù)通信方式,尤其是航空旅客通信的實際開放,將在一定程度上促進移動通信需求實現(xiàn)跨越式發(fā)展。未來航空移動通信系統(tǒng)要具備大容量數(shù)據(jù)傳輸基本能力。二,將網(wǎng)絡(luò)作為中心的一種管理模式,未來航空實體之間的信息交互需求會不斷增加,所有協(xié)同決策、全系統(tǒng)信息管理,都要將網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ),各個服務(wù)系統(tǒng)之間互相兼容,以此保證能夠?qū)W(wǎng)絡(luò)管理與操作給予支持[7]三,多練率共存形勢,航空器可以同時兼容多個鏈路,通過多鏈路管理、調(diào)度可以為航空通信提供不同的QoS服務(wù)。四,管理工作實現(xiàn)明顯提升,能夠為航空信息管理、通信的穩(wěn)定進行提供支持,在一定程度上為航空通信技術(shù)的發(fā)展提供支持。結(jié)語:民用航空通信技術(shù)的積極發(fā)展,能夠為航空運輸工作的穩(wěn)定運
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