atn协议体制的演化及其对我国航空通信发展的启示

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1、ATN协议体制的演化及其对我国航空通信发展的启示?侯惠峰，陈强，潘乐义，谷深远（空军装备研究院通信导航与指挥自动化研究所北京100085）摘　要航空电信网（ATN）是航空通信系统发展的重要趋势。本文主要对ATN协议体制的发展演化过程作了详细分析，并针对我国航空通信协议体制的未来发展提出了几点具体建议。关键词　航空电信网；协议体制；演化；启示1　引言航空电信网（ATN）是国际民航组织（ICAO）所倡导的未来新航行系统的重要组成部分[1]，是航空通信系统发展的重要趋势。ATN的核心思想是建立一个全球化的、开放结构的互联网络，以彻底改

2、变原来相对分散、封闭的网络模式[2]。它通过采用网络互连技术，将各种地面网络、地空网络和机载系统有机地连成一个整体，可以为管制部门、航空公司和旅客提供统一、高效、安全、可靠的数据通信服务。尽管ATN是由ICAO提出并且重点面向民航应用的系统，但其关于航空通信网络发展的一体化理念以及统一的组网技术标准、规范，无论对于民航还是军航系统的发展，都同样具有十分重要的指导意义。ATN协议体制的发展经历了一个逐步演化的过程。在ATN发展之初（20世纪80年代），由于ISOOSI7层协议参考模型在当时影响非常广泛，因此当时确定的ATN协议体制

3、是基于ISOOSI参考模型的。1998年，ICAO颁布了第一版基于OSI体制的协议标准和建议措施（SARP），为便于区分，ICAO称之为ATN/OSI标准。之后经过不断修改与完善，ICAO又陆续颁布了第二、第三版本的ATN/OSI标准[3]。在民航业界内部，ATN/OSI标准已得到大多数成员国的支持，基于这一协议体制的ATN的部署工作也已取得了很大进展。在其他行业中，基于IP体制的网络这些年来得到了迅猛发展和广泛应用，在技术上越来越成熟，产品价格也越来越低廉。实际上，IP目前已成为电信行业事实上的协议标准。除了在目前的电信网络中

4、广泛应用之外，下一代网络（如NGN、NGI、3G/4G等）主要基于IP（主要是IPv6）技术实现目前也已得到业界的广泛认同。在此背景下，如何利用成熟的IP技术和设备来满足ATN的通信需求，以此降低ATN技术开发的风险、时间周期以及工程实现的成本，开始成为近年ICAO关注的重点。除了关心ATN/OSI协议标准与IP协议体制相结合的问题之外，ICAO已将更多的目光投向基于IP协议族的ATN协议标准（即ATN/IPS标准）的制定上。经过反复论证，ICAO已经认同基于IP技术来满足各种ATN应用是完全可行的[4，5]，目前ATN/IPS

5、技术规范的制定工作正在进行中。本文主要对ATN协议体制的发展演化过程作了详细分析，并在此基础上，针对我国航空通信协议体制的未来发展提出了几点具体建议。2　ATN协议体制的发展演化2.1　ATN/OSI协议体制ATN/OSI协议栈[6]以ISOOSI7层协议参考模型为依据，图1是ATN/OSI协议栈的结构。由于网络层及其以上的协议是实现网络互联的关键所在，因此，网络层及其以上的高层协议是ICAO定义的重点。ATN/OSI的网络层采用无连接的网络层协议（CLNP）实现分组的处理与传递。CLNP类似于IP协议，主要功能是为传输层提供无

6、连接、尽力而为的分组传递服务。为了实现多跳路由功能，ATN/OSI分别定义了端系统—中间系统（ES-IS）、中间系统—中间系统（IS-IS）的路由协议及域间路由协议（IDRP）等来满足不同层次的路由需要。另外，为了实现对多种物理子网的支持，ATN/OSI网络层还定义了多种与具体物理子网相接口的子网相关汇聚功能（SNDCF）协议，如分别与以太网、X.25等子网相适应的ISO/IEC8802-2、ISO/IEC8208等。ATN/OSI的传输层协议主要包括无连接传输层协议（CLTP）（ISO/IEC8602）和面向连接传输层协议（C

7、OTP）（ISO/IEC8073），分别用于提供无连接和面向连接的传输层服务。CLTP没有带序列号的确认和流量控制，并且对于其他一些传输层的参数，不提供可靠性保障。COTP类似于TCP，需要进行3次握手，在传输过程中有带序列号的确认和流量控制，传输完成后断开连接的过程类似于建立的过程。按照不同网络层的特性需要传输层提供不同级别的连接，从TP0～TP4，提供的服务级别依次递增。由于ATN对安全性、可靠性要求很高，因此ATN/OSI选用提供服务级别最高的TP4。对于会话层和表示层而言，ATN/OSI的地面应用完全执行ISO会话层和表

8、示层的协议。由于空地应用一般都是面向简单的短报文，传输层已经可以为这些短报文提供所有必需的服务，ISO的会话层和表示层并未带来什么实际的好处，却给低带宽的数据链带来了额外的开销。因此，在ATN/OSI的空—地应用部分，ISO的会话层和表示层被移除，并由“Fast