刘丽芳
【摘 要】随着数据业务的快速增长，以TDM技术构建新的传输网正在被民航空管系统所采用，如何从传统的ATM数据网传输过渡到TDM承载网传输是摆在民航空管系统的一个迫切的问题。本文论述了ATM数据网和TDM承载网的技术原理及其在实现过程中所需技术方法。
【关键字】ATM数据网；TDM承载网；工作原理；实现方式
中图分类号： TM734 文献标识码： A 文章编号：2095-2457（2018）03-0133-002
TDM bearer network and ATM data transmission network difference
LIU Li-fang
（Civil Aviation Hebei Branch， Shijiazhuang， Hebei 050802， China）
【Abstract】With the rapid growth of data services， the construction of a new transmission network based on TDM technology is being adopted by the air traffic control system. How to transfer from the traditional ATM data network to the TDM bearer network is one of the components of the ATC system Urgent problems. This paper discusses the technical principle of ATM data network and TDM bearer network and the technical methods required in the realization process.
【Key words】ATM data network； TDM bearer network； Working principle； Implementation method
0 引言
随着民航事业的不断进步与发展，航空通信业务也随之不断完善和拓宽，对快捷的通信方式，和多种信息适时处理的要求越来越高，TDM承载网技术便应用而生。目前在全国范围内，数据网ATM传输技术正逐步被承载网TDM传输技术所取代，光纖通信网络已建设成多数地区覆盖的光纤专用网络。在通信系统生产运行过程中，不仅需要光纤通信网络提供非常可靠的支持，同时还需要通信网络具有更高的安全性。在这样的背景下，作为通信系统重要的组成部分，本地传输网光纤通信的可靠性及安全性建设与管理就显得极为重要。目前民航空管核心业务主要包括甚高频话音、监视（雷达和ADS-B）、自动转报、管制移交电话等。TDM承载网主要用于甚高频话音、雷达、自动转报等关键业务的接入，同时支持ADS-B、管制移交电话业务接入满足未来业务拓展的需要。
以前民航空管系统的传输是以ATM数据网为主要传输链路，根据ATM数据网的传输，目前存在的问题是CS域采用ATM数据网进行传输，现有的基于TDM TMSC设备将无法继续使用，并且ATM交换机传输之间，会使网络中的故障信元增加，而ATM交换机的停机时间将降低网络的可靠性，所以TDM承载网传输是必然要取而代之的，虽然TDM承载网将需要占用较多的带宽资源，但是可以重新使用TMSC、STP设备。TDM承载网的网络结构比较清晰，设备维护具有延续性，CS域业务的QoS和安全性能够得到保障。综合比较分析，目前采用ATM数据网不如采用TDM承载网。
1 ATM数据网简介
ATM全称是Asynchronous Transfer Mode即异步传输模式，是一种在宽带电路上可以同时传输数据、语音和视频信号的技术，其硬件和软件平台组成了一个基于交换和信元中继的基本通信架构。ATM是一种基于信元的交换和复用技术，综合了电路交换和分组交换的特点。ATM是面向连接的，即任何一个ATM终端用户在于另一用户通信时都需要建立连接。ATM的特点是对于任何形式的业务都能达到最佳的网络资源利用率。ATM具有多业务适配，适应1Kbps至几百Mbps的各种业务，它采用类似于电路交换的呼叫连接方式，在用户之间建立虚电路，使用STDM（统计时分复用）， 带宽分配灵活。简化了分组交换中的许多通信规程。
ATM工作原理是其交换结构应该能够完成两方面基本功能，一是空间交换，即将信元从一条传输线上交换到另一条上，又叫路由选择；另一功能是时间交换，即将信元从一个时隙转移到另一时隙。
ATM数据通信网网络架构分为物理层、ATM层、AAL层及高层。
物理层是传输信息流的载体，物理层有传输会聚（TC）和物理媒体（PMD）连接两个子层。ATM层利用物理层提供的信元传送功能，向外部提供传送ATM业务数据单元的功能。AAL层的主要作用是将高层的用户信息分段装配成信元，吸收信元延时抖动和信元丢失，并进行流量控制和差错控制。
ATM民航数据网支持的业务类型及实现方式有：ATM业务，帧中继业务，IP业务，VOLP业务（语音IP业务），X.25/异步业务，电路仿真业务及帧透传业务。
2 TDM承载网简介
在民航空管系统中， 虽然ATM数据网现在还处于主要的传输链路。但是ATM传输的IP定时性不好，无法实现透传，带来维护的难度高和设备备件价格昂贵，设备一次性投入成本高，传输协议的复杂性开销等缺点，所以ATM数据网传输将逐步被TDM承载网传输所取代。
TDM是时分复用的一种技术，时分复用是指一种通过不同信道或时隙中的交叉位脉冲，同时在同一个通信媒体上传输多个数字化数据、语音和视频信号等的技术。对于时分复用系统来说，全网的时间同步是很重要的，否则不能精准地传递信息。目前存在两种同步时分复用系统：准同步数字系列PDH和同步数字系列SDH。准同步数字系列的通信网中，每个节点的高精度时钟还是有微小差别的，严格来说并不是真正的同步，因此通常都用在点对点通信中。在目前复杂的通信网络中，SDH应用更多，SDH的帧结构中有丰富的开销比例，可以大大增加网络维护管理功能，便于网络集中统一管理。
随着光纤通信技术的发展，TDM承载网被更加广泛地应用，例如光时分复用OTDM技术。OTDM技术是在一根光纤上只传输一个波长的光信号，它首先要求光脉冲必须是RZ 码，各路光信号通过占用不同时隙复用成一路，即在一路光脉冲之间插入几路相对于第一路具有不同时延的光脉冲，以提高单根光纤的传输速率。OTDM技术将传统的电信号传输载体换成了光信号，这也是未来光纤通信的一个发展趋势。
TDM技术主要用于将多个低速率数据流结合为单个高速率数据流来进行传输，并且来自多个不同源的数据被分解为各个部分（位或位组），这些部分以规定的次序进行传输。这样就使每个输入数据流即成为输出数据流中的一个"时间片段"。必须维持好传输顺序，从而输入数据流才可以在目的端进行重组。特别值得注意的一点是相同设备通过相同 TDM 技术原理却可以执行相反过程，就是将高速率数据流分解为多个低速率数据流，该过程称为解除复用技术。因此，在同一个箱子中同时存在时分复用器和解复用器（Demultiplexer）是非常常见的。
民航空管系统的TDM承载网设备分为：高级汇聚交换设备、汇聚交换设备、台站接入设备、综合接入设备、TDM业务落地设备。如图1。
随着TDM承载网的建设，目前民航河北空管分局内部开始使用SDH环网进行传输。它是一个综合传输环网，用于传输雷达、甚高频、气象、导航、视频、环境监控、OA等业务。
根据民航河北空管分局的现状，将在石家庄机场内建设一个传输速率为622M的SDH光环网。民航河北空管分局本地骨干环网节点包括：新建航管楼、现有航管楼、现有二次雷达站、本场VOR/DME 台、新建气象雷达站以及新建二次雷达站六个站点。
新建光纤环网以SDH设备组网，全网均采用智能光网络系列产品。本次在新建航管楼采用大容量的高端SDH设备；在现有航管楼、现有二次雷达站、本场VOR/DME 台、新建气象雷达站以及新建二次雷达站采用网络容量小，配备低端的SDH 设备。在新航管楼配置一套网管系统，对6 个站点光传输设备进行统管理和维护，并且SDH设备仍保留升级至2.5G环的能力。
【参考文献】
[1]张明华，吴芳，蒋泽明，黄肇明.2×1.244Gb/s光时分复用系统的研究[J].上海交通大学学报，1997（05）.
[2]樊斌.硬实时综合业务以太网的研究与实现[D].电子科技大学，2005.
[3]齐江，乔耀军，陳树强，管克俭.ATM无源光网络中直流耦合突发模式光接收机分析[J].光子技术，2001（01）.
[4]王艳丽，庞伟正，李岳霖.基于时分复用的无线传感器网络MAC协议研究[J].传感器与微系统，2006（12）.
[5]刘小英，陈晓明，朱勇.“通信原理”课程建设探讨[J].安徽电子信息职业技术学院学报，2010（02）.
[6]克莱尔·怀特克罗斯.ATM的战略威力[J].世界电信，1996（02）.
[7]何花.用于TDMoIP实现的E_1功能卡单片机控制研究[D].电子科技大学，2004.
[8]李欣，杨传厚.多媒体通信时分多路复用器的设计[J].四川通信技术，1998（03）.
