Назначение ATN

Главным условием успешного внедрения авиационной цифровой сети с интегрированием услуг (ЦСИУ) ICAO считает признание следующих концептуальных положений [4, 7]:

все большее внедрение и использование средств компьютеризации и автоматизации ОВД требует совершенствования передачи данных между конечными ЭВМ и пользователями, в том числе, передачи данных между бортовыми и наземными ЭВМ, обслуживающими фиксированных и мобильных пользователей;

реальный успех автоматизации процессов ОВД достигается только в том случае, когда бортовые вычислительные системы обеспечивают межсетевое взаимодействие и обработку данных аналогично наземным ЭВМ, а не используются в качестве бортовых терминалов.

Согласно определению МККТТ, под ЦСИУ (ISDN - Integrated Services Digital Network) подразумевается такая сеть электросвязи, в которой одни и те же приборы цифровой коммутации и цифровые тракты передачи используются для установления соединений более, чем одного вида связи [1, 8]. Базой для ISDN является оцифрованная сеть с ИКМ (PCM - Pulse Code Modulation - импульсно-кодовая модуляция).

Сеть авиационной электросвязи ATN, концепция которой разработана ICAO, является инфраструктурой межсетевого взаимодействия. Она обеспечивает взаимодействие наземных подсетей передачи данных, подсетей передачи данных "Воздух- Земля" (A/G - Air/Ground) и подсети передачи данных бортового оборудования (LAN) (рис. 1.1).

Взаимодействие реализуется благодаря общим режимам и протоколам интерфейса, которые базируются на межуровневой эталонной модели взаимодействия открытых систем (ЭМВОС), рекомендованной документом ISO/IEC 74981.

Взаимодействие характеризует возможность ATN обеспечить сквозную передачу данных между конечными системами, даже если в ATN включены разные подсети.

Конечной системой (ES - End System) является система, которая охватывает семь уровней ЭМВОС и один или несколько прикладных процессов конечного пользователя (рис. 1.2).

Подсетью ATN называют действующее оборудование сети передачи данных, которая использует однородный протокол и план и находится под управлением одного уполномоченного органа. Для сообщений, которые надлежит передавать между наземными подсетями (АНЭС) и подсетями LAN на ВС, в ATN определен переходный элемент. Он называется роутером (или маршрутизатором). Соединения подсетей, самостоятельных физически, логически или административно, выполняются межсетевыми роутерами в местах соединения [2, 4]. Подсети относятся к промежуточным системам (IS - Intermediate System).

Сеть ATN предназначена для предоставления на специальной основе телекоммуникационного обслуживания для передачи данных организациям, которые занимаются ОВД, и агентствам, эксплуатирующим воздушные суда.

Сеть ATN обеспечивает следующие виды электросвязи:

связь с целью обслуживания воздушного движения (ATSC - Air Traffic Services Communication);

авиационный оперативный контроль (АОС - Aeronautical Operation Control);

авиационная административная связь (ААС - Aeronautical Administrative Communication);

авиационная связь для пассажиров (АРС - Aeronautical Passenger Communication).

Сеть ATN [1,4]:

предоставляет пользователям надежную сквозную связь, необходимую для обеспечения безопасного и эффективного ОВД;

обеспечивает передачу данных, удовлетворяющую требованиям пользователей относительно защиты и безопасности связи;

базируется на международных стандартах передачи данных, которые должны способствовать разработке совместимых систем и стимулировать предоставление сетевых видов обслуживания на конкурентной основе;

обеспечивает разные категории (классы) обслуживания для разных видов использования;

определяет архитектуру, позволяющую объединять общественные и частные подсети, что обеспечивает использование действующей и планируемой инфраструктуры, а также сетевых программно технических средств.

Интегрированная АНЭС-ATN включает наземную подсеть ОВД, которая охватывает аэродромные диспетчерские пункты (АДП), базы данных ОВД, базы метеоданных (БМД), пункты управления на маршруте. С помощью роутеров наземных подсетей ОВД пользователи связываются [4]:

с местными наземными подсетями, а через них - с базами данных авиационной оперативной связи (АОС);

с подсистемами АОС и базой метеоданных;

с подвижными подсетями: ВЧ-каналов цифровой связи (HFDL - High Frequency Data Link);

СВЧ-каналов цифровой связи (VDL - Very High Frequency Data Link), авиационной мобильной спутниковой связи (AMSS - Aeronautical Mobile Satellite Service), каналов вторичных обзорных радиолокаторов в режиме S (SSR - Secondary Surveillance Radar Mode S), аэродромного обслуживания (Gate Link) [1,3].

Системные требования

По рекомендациям ICAO требования системного уровня представляют собой технические требования высокого уровня, которые базируются на эксплуатационных требованиях и ограничениях технического, административного и организационного характера. Требования системного уровня являются основой для функциональных требований и требований более низкого уровня.

В соответствии с рекомендациями ICAO, сеть ATN должна обеспечить [1,2,4]:

упрощенный переход к будущим вариантам служб авиационной электросвязи;

интеграцию имеющихся пользователей и систем AFTN, CIDIN, VCS (Voice Communication System - система речевой связи), ACARS (Aircraft Communications Addressing & Reporting System - система связи ВС для адресации и передачи сообщений) и другие в архитектуру

ATN;

передачу инструкций по УВД на борт ВС по линиям передачи данных только управляющим органом ОВД в зонах воздушного пространства, которые ему подчинены;

маршрутизацию в соответствии с установленной стратегией маршрутизации;

однозначную адресацию всех конечных, предконечных и промежуточных систем своего состава;

определение вида обмена данными только по разрешенным линиям передачи в соответствии с типами и категориями сообщений, определенных пользователем;

обмен прикладной информацией, когда имеется одна или несколько санкционированных линий передачи;

возможность, получая сообщение, определить инициатора обмена;

целесообразное и эффективное использование подсетей с линиями передачи, имеющими ограниченную ширину полосы частот;

соединение бортовой и наземной промежуточных систем альтернативными подвижными подсетями;

соединение бортовой промежуточной системы с несколькими наземными промежуточными системами;

возможность государствам и организациям назначать адреса и названия в пределах их административных областей;

возможность установления, поддержки, высвобождения и прерывания равноправных прикладных ассоциаций для разных видов использования;

предоставление связи ОВД (ATSC - Air Traffic Services Communication) в соответствии с классом ATSC (см. табл. 1.1.), который определяется максимальной задержкой АТтах сквозного прохождения сообщения через ATN в одном направлении (вероятность прохождения 0,95).

Таблица 1.1. Задержки прохождения сообщения через ATM

Класс ATSC A B C D E F G H
Максимальная задержка АТ C

L-11 max 5^

4,5 4,5 7,2 13,5 18,0 27,0 50,0 100,0

Сеть ATN учитывает приоритеты передачи сообщений, перечисленные в табл.

1.2. При этом к связи по безопасности и регулярности полетов относятся приоритеты, расположенные выше пятого сетевого уровня ATN.

Таблица 1.2. Приоритеты передачи сообщений

Категория сообщений

Приоритет соответствующего уровня

Управление сетью / системой 0 14 14
Чрезвычайные (о бедствиях) 1 13 14
Срочные 2 12 14

По безопасности Обычного приоритета полетов Высшего приоритета

3 11 11
4 10 11
Метеорологические 5 9 8
По регулярности полетов 6 8 7
Службы авиационной информации 7 7 6
Сетевые / системные 8 6 5
Авиационные, административные 9 5 5
(не предоставлено) 10 4
Административные срочные и связанные со статусом ООН 11 3 3
Административные высшего приоритета и государственные/правительственные 12 2 2
Административные обычного приоритета 13 1 1
Административные низшего приоритета 14 0 0

В подсети SSB Mode S приоритеты с 14 по 10 являются высокими, а с 9 по 6- низкими. Среди других категорий сообщений ATN (то есть, от 0 до 5), в подсети режима S допускается прохождение только тех, которые имеют отношение к регулярности и безопасности полетов. Что касается подсети VDL 1 и 2, то в них отсутствуют определенные механизмы обеспечения приоритетов [1,2].

Структура протоколов ATN, соответствующая EMBBC ISO, показана на рис.

1.3.

Сетевой уровень здесь представлен тремя подуровнями со своими протоколами:

межсетевой протокол IP (Internet Protocol), в частности, протокол сетевого уровня без установления соединения CLNP (Connectionless Network Protocol);

протокол обмена маршрутной информацией RP (Routing Protocol);

протокол зависимой от подсети функции конвергенции SNDCF (Sub network Dependent Convergence Function);

протокол доступа к подсети SNAcP (Subnetwork Access Protocol);

протокол межобластного обмена маршрутной информацией IDRP (Inter Domain Routing Information Exchange Protocol).

При этом порт 1 определяет точки доступа к транспортным услугам, порт 2 - порт пользователя, порт 3 - порт провайдера сети, порт 4 - порт присоединения подсетей.

Одним из основных видов использования ATN в связи "Земля-Земля" (G/G) является обмен данными между органами ОВД (AIDC - Air traffic service Inter facility Data Communication). Сеть ATN обеспечивает следующие функции AIDC: сообщения о полетах, координация полетов, передача управления, передача связи, передача данных, наблюдения, передача данных общего характера.

С целью эффективного и качественного выполнения возложенных на ATN задач интеграция действующих систем АНЭС должна учитывать положительные черты и использовать современные телекоммуникационные технологии. Основными из них являются технологии, которые базируются на стандартах ISDN, Frame Relay (FR), ATM (Asynchronous Transfer Mode), TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol).

Рассмотрим назначения и особенности этих технологий с точки зрения использования в ATN.

Общая характеристика современных телекоммуникационных технологий в ATN

Современный период научно-технического прогресса характеризуется стремительным развитием телекоммуникационных систем и сетей. Характерной чертой этого развития является внедрение прогрессивных телекоммуникационных технологий, которые базируются на цифровых методах передачи, принятия и обработки сообщений. Эволюционное развитие телекоммуникационных технологий хорошо отражает так называемая "волновая теория" развития [8, 9]. Ее суть в том, что любая новая технология постепенно появляется на рынке, достигает, в зависимости от спроса, максимального распространения, после чего постепенно исчезает с рынка. Схематически ход такой эволюции показан на рис. 1.4.

Развитие отдельных цифровых телекоммуникационных технологий

Рис. 1.4. Развитие отдельных цифровых телекоммуникационных технологий

ISDN и Frame Relay. Объемы Q использования выделенных цифровых линий передачи постепенно снижаются. Спрос на асинхронную технологию ATM постепенно повышается. Для каждой страны или отдельного региона ход кривых на рис. 1.4 может отличаться по срокам наступления пиков и их амплитудам, однако общий характер семейства таких кривых, как правило, сохраняется.

Причиной смены технологий обычно является большая экономическая конкурентоспособность новых технологических решений по сравнению с действующими технологиями. При этом не исключается возможность сосуществования разных технологий (например, ISDN и FR). Первым этапом перехода от аналоговой к цифровой первичной сети был этап создания интегрированных цифровых сетей IDN (Integrated Digital Networks) в отрасли цифровой телефонии. В сетях передачи данных в этот период на участках "узел-узел" начинается использование выделенных цифровых каналов сети PDN (плезиохронная цифровая иерархия). Это существенно повысило качество передачи и стимулировало развитие пакетной коммутации (например, протокол Х.25).

Последующее развитие телекоммуникационных технологий требовало роста пропускной способности сетей и объединения телефонии и передачи данных на единственной цифровой основе. Это дало толчок к переходу от IDN к ISDN. Технология ISDN обеспечила транспортную среду для передачи цифрового потока от пользователя к пользователю. Качество цифровых каналов оказалась настолько высоким, что протокол Х.25 стал убыточным и из него стало возможным выделить алгоритмы возобновления и квитирования данных. В результате появился протокол Frame Relay (FR). Структура протокола FR имеет много общего со структурой протоколов ISDN, потому что основные технологии базируются на протоколе ITU-T G921/G931.

Третьим этапом усовершенствования современных телекоммуникационных технологий является ввод широкополосных услуг, интеграция их с ISDN и переход к B-ISDN (Broadband ISDN - широкополосная ISDN) с ростом объемов использования технологии ATM. Технология ATM в настоящее время позволяет интегрировать в единственный трафик различные по характеру потоки разных пользователей и потому является более сложной, чем предыдущие технологии.[2, 3]

Назначение и принципы построения современных авиационных телекоммуникационных систем | Защита информации в телекоммуникационных системах | Особенности ведомственной магистральной цифровой сети га


Защита информации в телекоммуникационных системах



Новости за месяц

  • Сентябрь
    2019
  • Пн
  • Вт
  • Ср
  • Чт
  • Пт
  • Сб
  • Вс