第5章


民航传输网



5.1中国民航快速发展





民用航空企业通过空中交通工具，为乘客和货主提供安全、舒适、快捷的客运、货运和专业运输服务。由于航空飞行的特殊性，因此民航始终都把“保证安全第一，改善服务工作，争取飞行正常”作为其工作总方针，始终把飞行安全放在首位，不断提高服务质量和飞行正常率。
影响飞行安全和飞行正常的因素很多，除了航空器的适航性、飞行员的技术水平以及保安措施外，空中交通秩序、气象和通信导航监视设施、飞行标准等，都是影响飞行安全与正常的重要因素。
改革开放以来，中国民航的飞机数量一直呈快速上升趋势，仅2018年就引进飞机426架，截至2019年2月，中国民航全行业运输飞机在册架数共有4161架，其中中国内地共计3641架，港澳台地区共计520架。除此之外，中国还有3000多架小型飞机，包括各型公务飞机、直升机、通用飞机和热气球等飞行器。全行业在册运输飞机平均日利用率为9.15小时，大中型飞机平均日利用率为9.58小时，小型飞机平均日利用率为4.91小时。

截至2020年年底，我国共有定期航班航线5581条，其中，国内航线4686条（含港澳台航线94条），国际航线895条。按重复距离计算的航线里程为13577200km，按不重复距离计算的航线里程为9426300km。


“十三五”以来，中国民航基本建成了以四大世界级机场群，十大国际航空枢纽，29个区域枢纽和非枢纽机场组成的现代化机场体系。截至2019年，全国千万级旅客吞吐量机场数量从“十二五”末的26个增加到39个，民航完成固定资产投资规模比“十二五”增加约26%，全国机场新增容量达4亿人次，民航服务国家战略和经济社会发展的作用更加凸显。



5.2民航空管系统介绍




5.2.1空管系统的作用

近十几年来，随着我国民航业的快速发展，空中交通管制的作用越来越明显，它的重要性日渐被人们所认识。安全是民航的生命线，对空中交通进行有效管理是保证飞行安全的重要环节。空中交通管理(Air Traffic Management，ATM)的任务是有效地维护和促进空中交通安全，维护空中交通秩序，保障空中交通畅通。它包括空中交通服务、空中交通流量管理和空域管理三大部分。


1. 空中交通服务
空中交通服务(Air Traffic Service，ATS)是指对航空器的空中活动进行管理和控制的业务，是空中交通管制服务、飞行情报服务和告警服务的总称，空中交通管制员向航空器提供空中交通服务，如表51所示。


表51空中交通服务简介



空中交通服务分类主 要 任 务

空中交通管制服务(Air Traffic Control service，ATC)
 防止航空器与航空器相撞，防止航空器与障碍物相撞

 维护和加速空中交通有秩序地流动

 空中交通管制服务是ATS的主要工作、核心内容，按照管制单位来分，包含区域管制进近管制、塔台管制和空中交通报告服务4部分。其中区域管制又包含高空区域管制和中低空区域管制，在有些地区，这两项职能由同一部门承担； 在空中交通流量较小的地区，进近管制和塔台管制是合二为一的，管制方法分为程序管制和雷达管制


飞行情报服务(Flight Information Service，FIS) 向飞行中的航空器提供有助于安全、能有效地实施飞行的建议和情报的服务

 其范围是： 重要气象情报； 使用的导航设备的变化情况； 机场和有关设备的变动情况(包括机场活动区内的雪、冰或者有相当深度积水的情况)、可能影响飞行安全的其他情报。管制员在管制空域内对航空器提供空中交通管制服务的同时穿插提供飞行情报服务，空中交通管制服务和飞行情报服务是紧密联系在一起的

续表



空中交通服务分类主 要 任 务

告警服务(Alarm Service，AS) 向有关机构发出需要搜寻与援救航空器的通知，并根据需要协助该机构或者协调该项工作的进行

 在遇下列情况时，空中交通管制单位应当提供告警服务： 没有得到飞行中的航空器的情报而对其安全产生怀疑； 航空器及所载人员的安全有令人担忧的情况； 航空器及其所载人员的安全受到严重威胁，需要立即援助


2. 空中交通流量管理
为防止和纠正在航路、机场区域内出现航空器过度集中，超过规定容量限额的现象，必须对航空器的运行采取适当控制措施。空中交通流量管理(Air Traffic Flow Management，ATFM)的概念早在20世纪80年代就被提出，分为战术管理和战略管理两种模式。

空中交通流量管理的任务是在空中交流量接近或达到饱和能力时，实时地进行调整，保证空中交通量最佳。相应区域尽可提高机场空域可用容量的利用率。
3. 空域管理
空域管理(Air Space Management，ASM)是指为维护国家安全，兼顾民用、军用航空器的需要和公众利益，统一规划，合理、充分、有效地利用空域资源的管理工作。空域管理应当保证飞行安全，保证国家安全，提高经济效益，便于提供空中交通服务，加速飞行活动流量，具备良好的适应性，并与国际通用规范接轨。其任务是依据国家有关政策，逐步改善空域环境，优化空域结构，尽可能满足空域用户使用空域的需求。
5.2.2空中交通服务对设施的需求
1. 航空移动通信设施
航空移动通信设施的具体功能如下所述。
(1) 空中交通务使用的航空移动通信设施，必须是单独的或与数字数据交换技术组合的航空移动通信设施，必须能与在该飞行情报区内飞行，并配备自动记录设备的航空器进行直接、迅速、不间断和无静电干扰的双向通信。
(2) 区域管制室使用的航空移动通信设施，必须能与在该管制区内飞行的并有相应装备的航空器进行直接、迅速、不间断、无静电干扰的双向通信。如由通信员操作时，应当配有适当装备，以便在需要时，管制员与驾驶员能够直接通信。
(3) 进近管制室使用的航空移动通信设施，必须是专用频道，能与在其管制区内飞行并有相应装备的航空器进行直接、迅速、不间断、无静电干扰的双向通信，如进近管制服务的职能由区域管制室或机场管制塔台兼任，也可在兼任的管制室所使用的通信频道上进行双向通信。
(4) 机场管制塔台使用的航空移动通信设施，必须使机场管制塔台能与在本机场半径50km范围内飞行的并有相应装备的航空器进行直接、迅速、不间断、无静电干扰的双向通信。为了管制机场机动区内车辆的运行，防止车辆与航空器相撞，根据需要应当设置单独使用的航空移动通信频道，建立机场管制塔台与车辆之间的双向通信。
2. 航空固定通信设施
航空固定通信设施包括以下设施，具体功能描述如下。
(1) 民航空中交通服务单位： 必须具备航空固定通信设施(直接电话通信和印字通信)来交换和传递飞行计划和飞行动态，移交和协调空中交通服务，飞行情报中心必须具有航空固定通信设施与下列空中交通服务单位进行通信联络。
① 本飞行情报区内的区域管制室、机场管制塔台、进近管制室、机场空中交通服务报告室。
② 中国民航局调度室。
③ 本飞行情报区所在地区的民航地区管理局调度室。
④ 相邻的飞行情报中心和区域管制室。
(2) 区域管制室： 必须具有航空固定通信设施与下列空中交通服务单位进行通信联络。
① 本管制区内的进近管制室、机场管制塔台、机场空中交通服务报告室。
② 相邻的国内和国外的区域管制室、进近管制室。
③ 本管制区所在地区的飞行情报中心、民航地区管理局调度室。
④ 中国民航局调度室。
(3) 进近(终端)管制室： 必须具有航空固定通信设施与下列空中交通服务单位进行通信联络。
① 本管制区内的机场管制塔台、机场空中交通服务报告室。
② 机场管制塔台、机场空中交通服务报告室、进近管制室、区域管制室。
③ 本管制室所在地区的飞行情报中心、区域管制室、民航地区管理局调度室。
④ 中国民航局调度室。
(4) 机场管制塔台： 必须具有航空固定通信设施与下列空中交通服务单位进行通信联络。
① 机场空中交通服务报告室。
② 相邻的空中交通服务报告室、机场管制塔台、进近管制室。
③ 本机场所在地区的飞行情报中心、区域管制室、进近管制室、民航地区管理局调度室。
④ 中国民航局调度室。
(5) 机场空中交通服务报告室： 必须具有航空固定通信设施与下列空中交通服务单位进行通信联络。
① 相邻的机场空中交通服务报告室、机场管制塔台、进近管制室； 
② 机场所在地区的飞行情报中心、区域管制室、民航地区管理局调度室、机场管制塔台。
③ 中国民航局调度室。
(6) 飞行情报中心和区域管制室： 必须具有直接电话通信设施与下列协调和保障单位进行通信联络。
① 有关的空军、海军航空器调度室。
② 有关的航空公司签派室。
③ 有关的海上援救中心。
④ 为本单位提供服务的气象室。
⑤ 为本单位提供服务的航空通信电台。
⑥ 为本单位提供服务的航行通告室。
(7) 进近管制室、机场管制塔台、空中交通服务报告室： 必须具有直接电话通信设施与下列协调和保障单位进行通信联络。
① 有关的空军、海军航空器调度室。
② 有关的航空公司签派室。
③ 机场援救与应急处置部门，包括救护车、消防车。
④ 机场现场指挥中心。
⑤ 停机坪管理服务部门。
⑥ 机场灯光部门。
⑦ 为本单位提供服务的气象室。
⑧ 为本单位提供服务的航空通信电台。
⑨ 为本单位提供服务的航行通告室。
空中交通服务单位的航空固定通信设施应当具有下列功能。
(1) 直接电话通信，应当在15s之内建立，其中用于管制移交(包括雷达管制移交)目的的通信通道必须立即建立。
(2) 根据需要应当配置目视和声频通信设施和空中交通服务计算机系统，自动传输和处理相关信息。
(3) 印字通信报文传输时间不得超过5min。
(4) 根据需要应当建立为召开电话会议使用的直接电话通信设施。
(5) 空中交通服务单位使用的直接电话通信设施，必须具有自动记录功能，自动记录应当保存30天。如自动记录与飞行事故和飞行事故征候有关，则应当保存较长时间，直至明确已不再需要为止。
(6) 直接电话通信，应当制定通信程序，按照通信内容的轻重缓急程度，建立通信秩序,必要时可以中断一些通话，以保证航空器遇到紧急情况时，空中交通服务单位能够立即与有关单位建立联系。
3. 雷达与导航设施
空中交通管制单位应当配备一次和二次雷达设施，以便监视和引导航空器在责任区内正常安全飞行，一次和二次雷达数据应当配备自动记录系统，供飞行事故和飞行事故征候调查、搜寻援救以及空中交通管制服务和雷达运行的评价与训练。一次和二次雷达数据记录应当保存15天。如记录与飞行事故及飞行事故征候有关，应当按照调查单位的要求保存较长时间，直至不需要为止。
机场和航路应当根据空中交通管制和航空器运行的需要，配备目视和非目视导航设施。目视导航设施包括进近路线指示灯、目视进近坡度灯、进近灯、进近灯标、跑道灯、跑道终端灯、跑道距离灯、跑道中线灯、接地地带灯、跑道终端补助灯、安全道灯、滑行道灯、滑行道中线灯、机场灯标、风向灯。
非目视导航设施分为机场和航路非目视导航设施。机场非目视导航设施包括： 
(1) 精密进近仪表着陆系统(LS)。
(2) 非精密进近仪表着陆系统(NDB)指点标。
如因特殊条件不在规定位置安装外指点标时，应安装测距仪(DME)。航路非目视导航设施包括全向信标/测距仪(VOR/DME)和长波导航台(NDB)。机场和航路上的目视和非目视导航设施的运行情况应当及时通知有关的空中交通服务单位，其资料及变化情况应当及时通知有关的空中交通服务单位和航行情报室。
机场和航路上的目视导航设施和雷达设施应当按照空中交通服务单位的通知准时开放，如中断运行必须立即报告空中交通服务单位。
4. 机场设施
(1) 机场活动区应当根据航空器运行和空中交通管制的需要，设置和涂绘目视标志和灯光标志。
(2) 机场活动区内跑道、滑行道、安全道、停机坪、迫降地带及目视标志和灯光标志的可用状态，应当及时通知机场管制塔台和进近管制室。
(3) 机场活动区内的跑道滑行道、安全道、迫降地带及目视标志等情况如有变化，应当立即通知机场管制塔台、机场空中交通服务报告室和机场航行通告室。
(4) 机场活动区内凡有影响航空器安全正常运行的危险情况，如跑道滑行道上及其附近有临时障碍或施工等，应当及时通知机场管制塔台、空中交通服务报告室和机场航行通告室。
(5) 机场净空应当保护，如有变化应当及时通知机场管制塔台和机场航行通告室。
(6) 机场的跑道、滑行道和灯光标志，应当按照机场管制塔台的通知进行准备并按时开放，如中断运行应当立即报告机场管制塔台。
(7) 机场的消防、救护车辆应当按照机场管制塔台和机场空中交通服务报告室的通知按时准备，处于可用状态待命行动。
5. 航空气象
民用航空气象台室应当向空中交通服务单位提供所需的最新的机场和航路天气预报和气实况，以便履行空中交通服务的职能。向空中交通服务单位提供的气象资料格式，应当使空中交通服务人员易于理解，提供的次数应当满足空中交通服务的需要。

民用航空气象台室应当设置在空中交通服务单位附近，便于气象台室人员和空中交通服务单位人员共同商讨。机场和航路上有危害航空器运行的天气现象时，民航气象台室应当及时提供给空中交通服务单位，并详细注明天气现象的地点范围、移动方向和速度。凡向空中交通服务单位提供的高空和中低空气象资料，是用数字形式提供并供空中交通服务计算机使用时，空中交通服务单位和民航气象单位应当对内容格式和传输方式进行协商，统一安排。
根据飞行情报服务需要，民用航空气象台室应该按照规定或协议将现行气象报告和天气预报等气象资料提供给所在地的航空固定通信电台，发送给有关的空中交通服务单位，同时抄送给所在地的空中交通服务单位。
5.2.3空中交通服务通信
空中交通服务通信是民航事业的重要组成部分，是空中交通部门实施空中交通服务的重要手段。因此，空中交通管制人员应熟悉和掌握空中交通服务通信业务，对各种通信设施的性能和所具有的功能了如指掌，对其使用能达到熟练自如的程度。这对于保证飞行安全，提高工作效率有着十分重要的意义。
航空通信又根据其使用范围、特性分为两大部分： 航空固定通信和航空移动通信(地空通信)。
(1) 航空固定通信： 是在规定的固定点之间进行的单向或双向通信。
(2) 航空移动通信(地空通信)： 是航空器电台与地面电台或地面电台某些点之间的双向通信。
1. 航空固定通信
航空固定通信是民航通信的重要组成部分，是在规定的固定点之间进行的单向或双向通信，主要为空中航行安全、正常、有效和经济地运行提供电信服务。随着中国民用航空事业的发展，民航通信系统经过不间断的基础建设，现已具备了较为完善的规模。
首先，在平面通信方面，中高速自动转报已成为主要的通信方式，全国民航自动转报机分布在全国主要民用和军民合用机场，各用户的电报终端，可实现与网上任一用户单位间的电报数据通信，该网络能够提供航空固定业务通信网(Aeronautical Fixed Telecommunication Network，AFTN)和国际航空电信协会(Society International De Telecommunication Aeronautiques，SITA)两种格式电报的传输业务。它是空管系统及航空公司商务信息传输的主要手段。
其次，中国民航建成了以民航局、各地区管理局为节点的民航分组交换网，该网络50余套分组数据通信设备，分布在全国民航所有省会机场和大型航站，为民航空管、航空公司等部门的各种数据信息的交换提供了传输通路。该网络可以提供各类数据端口，为用户提供多种速率的数据通信服务。
最后，中国民航建成了专用卫星通信网，由电话地球站(Telephony Earth Station，TES)和个人地球站(Personal Earth Station，PES)两部分组成。其中，TES主要用于语音业务，PES主要用于数据业务传输。该网络在全国125个机场建有TES卫星小站，在95个机场建有PES卫星小站，可分别提供数据和语音端口1200多个，数据端口1600多个。目前该网络已覆盖民航系统所有机场，能提供各种专用卫星电话服务及64kb/s的数据通信服务，保证了民航结算、航务管理、航行情报等业务信息的传输。

1) 民航固定通信网络
航空固定通信业务是通过平面电报、数据通信、卫星通信、有线通信来进行的，因此这几种通信方式也就构成了民航的通信网络，如表52所示。通服务单位必须具有航空固定通信设施(直接电话通信和印字通信，下同)，交换和传递飞行计划和飞行动态，移交和协调空中交通服务。


表52民航固定通信网络



通 信 网 络主 要 业 务

国际通信网络国际通信网络包含两种电路。

(1) AFTN电路： 是国际民航组织航空固定业务通信网路，是为各民航局之间传递航空业务电报和飞行勤务电报服务的，此网络传递的电报格式为AFTN格式

(2) SITA电路： 是为传递各航空公司之间运输业务的电报的，此网络传递的电报格式为SITA格式

国内通信网络全国民航以中国民航局为中心，通信业务遍及全国各个管理局、空管局、航空公司和航站民航业务通信，通常以有线电话和无线电报方式进行，有线电话是一种重要的通信方式

2) 卫星通信网
鉴于我国将建更多的机场，现有的卫星通信网必须相应扩容，并再建一套民航Ku频段卫星通信专用网。完成军民航卫星的联网和雷达联网任务，为安全飞行、正常运营和民航管理提供有效的通信保障。
3) 终端区通信系统
在机场平面通信方面，为保证飞行安全和正常运营所需的机场内各种移动人员，车辆的调度通信联络，提高机场平面移动通信的能力，有效改善机场平面通信的质量，已在各机场陆续建设民航集群通信系统，并对各机场的中继线进行更新改造和(或)扩容，对无中继线的双回路机场进行中继线双回路建设。
同时，为实现各民航机场总机的程控化，提高通信质量并实现全国联网，各机场总机已进行更新和(或)扩容，以达到各自相应的规模。为了准确、有效地记录各类空管信息，在原有的基础上，更新和新建多声道记录设施，使得我国航空固定通信设施无论从其设施的配置、配套，还是其可靠性、传输速率等方面都能满足目前民航的发展需要。
4) 民用航空飞行动态固定格式电报
民航电报工作分工如下。
(1) 民航总局空管局： 负责全国电报工作的业务管理。
(2) 民航地区空管局： 负责本地区电报工作的业务管理。
电报采用统一的飞行动态固定电报格式，各空中交通管制单位是电报的使用单位，包括民航总局空管局运行管理中心、各地区空管局运行管理中心、区域管制单位、进近(终端)管制单位、机场塔台管制单位、空中交通服务报告室等。其他单位引接电报信息应当经过民航总局空管局和所在地区空管局同意，签订使用协议并明确提供信息的种类和使用范围，涉及保密限制的应当符合有关规定。
管制单位电报工作的主要任务包括： 
(1) 负责接收，审核航空器营运人及其代理人提交的飞行计划。
(2) 按照规定拍发电报。
(3) 接收并准确处理电报。
5) 空中交通服务电报
随着中国民航与国际民航的进一步接轨、国际航班和地区航班的不断增加，标准的空中交通服务电报的使用越来越多，为了规范民用航空飞行动态固定格式电报的使用，保证飞行动态信息及时、准确传递，保障空中交通安全、有序和高效，中国民航总局颁布了《民用航空飞行动态固定格式电报管理规定》，规范了飞行计划的提交和审查，统一了空中交通服务电报的收发传递的格式和方法。
2. 航空移动通信
航空移动通信即地空通信，是航空器电台与地面电台或地面电台某些点之间的双向通信，经过多年的建设，中国民航地空通信的保障能力得到了较大的改善，甚高频(Very High Frequency，VHF)技术发展迅速，VHF地空通信取代20世纪90年代初期的HF技术成为主要通信手段。中国民航甚高频地空通信网络是目前国内覆盖范围最大的网络之一，当前已经覆盖全国所有航线。目前在机场终端管制范围内，VHF通信可提供塔台、进近管制室、航站自动情报等通信服务。在航路对空通信方面，随着在全国中大型机场及主要航路(航线)上的VHF共用系统和航路VHF遥控台的不断建设，国内航路3000m以上高空管制区已基本实现VHF通信覆盖。这些建设有效地促进了民用航空交通管理和运营管理，向空管部门、航空公司、民航行政管理部门提供航空动态信息，改善和提高了地面、空中通信保障能力。
从1998年开始，地空数据通信在民航空管和航空公司飞行管理中得到了应用，民航建成了以北京为主中心、各管理局为分中心，覆盖全国大部分航路的VHF地空数据通信网。该网是由中国民航自主管理、自成体系并与国际联网的地空数据通信系统，可以为航空公司和空管部门提供有关飞机飞行过程中的实时动态及有关信息，并将地面有关部门的相关信息及时传递给飞行中的飞机。民航通信系统已基本步入现代化、系统化、网络化的建设轨道，为飞行安全提供了良好的通信保障。
5.2.4机场塔台管制
民航空中交通管制工作分别由不同的空中交通管制单位实施。这些单位包括空中交通服务报告室、机场塔台管制单位、终端管制(进近管制)单位、区域管制单位、民航地区空管局运行管理单位等。其中机场塔台管制主要负责机场场面管制，航空器放行、起飞、着陆、滑行等管制工作。
1. 地面管制
地面管制是机场管制的一个组成部分。机场管制塔台内是否需要单独成立地面管制单位，主要取决于该机场的繁忙程度。地面管制主要负责对航空器在地面的运行进行管制，同时负责对在机场机动区内部分区域(一般是除使用跑道及其周围以外的区域，具体由机场管制塔台内的塔台管制单位与地面管制单位商定)运行的人员与车辆进行管制。
2. 起飞管制
机场管制塔台的地面管制员将拟离场航空器在地面移交给塔台管制员后，由塔台管制员负责该航空器的管制工作，直到该航空器起飞以后，将其移交给进近管制室管制为止，塔台管制室对离场航空器在这一运行阶段的管制为起飞管制。
3. 着陆管制
负责进近管制的单位将进近着陆的航空器在航空器进近着陆的某一点移交给机场管制塔台后，由机场管制塔台管制员负责该航空器以后的管制工作，直到该航空器着陆脱离跑道后，将其移交给地面管制单位为止，或该航空器复飞后，将其移交给进近管制室为止。塔台管制室对进近着陆的航空器在这一运行阶段的管制为着陆管制。
4. 机场起落航线飞行的管制
机场起落航线是航空器在机场附近运行时规定的飞行路线。这种规定的飞行路线实际上是当机场附近处于目视气象条件时，为在机场附近进行目视飞行的航空器规定的飞行路线，其目的是保证机场附近目视飞行的秩序和安全。航空器沿机场起落航线可进行起飞后的爬升、飞离机场、加入机场起落航线或由航线加入机场起落航线进行目视进近和着陆以及在机场上空训练、试飞等。
5.2.5程序管制
1. 进近管制
进近管制又叫终端管制，进近管制室(终端区)的管制范围是塔台管制与区域管制之回的空域，我国一般规定为机场管制地带到走廊口或进出位置点之间的空域，主要负责一个或数个机场中低空范围内航空器管制，主要是进、离场管制工作，具体范围以各机场使用细则中的规定为准，例如，成都终端区覆盖范围包括半径近百千米范围内的绵阳、宜宾、阿坝及广汉民航飞行学院等机场航空器的管制，以及区域内军民航的协同。进近管制室的具体职责如下。
(1) 负责按仪表飞行规则飞行的航空器与航空器、航空器与障碍物之间的间隔距离，避免航空器之间、航空器与障碍物相撞。
(2) 及时、准确地向仪表或目视飞行的航空器提供飞行情报、气象情报、交通情报及其他有关飞行安全的情报。
(3) 按照进离场程序管制航空器，控制飞行间隔，为塔台管制安排落地间隔和次序，为区域管制安排放行间隔和进入区域的航空器之间的间隔。
(4) 控制交通流量，尽可能加速空中交通流量，保证空中交通流畅。
(5) 了解、检查、监视航空器位置，防止航空器偏离定航线，误入禁区，及时纠正航空器的放行错误。
(6) 熟知并正确使用应急工作检查单，迅速通报、处理，积极协助空勤组处理不正常情况和紧急情况。
(7) 按照管制协调、移交的规定，正确实施与区域管制、塔台管制及有关部门的协调。
(8) 正确实施与有关业务协作单位的通报、协调，对违反飞行规则的空勤组，要及时上报，组织讲评。
(9) 正确执行交接班检查单制度。
2. 区域管制
区域管制室的管制范围是除塔台管制与进近管制之外的管制空域。区域管制室的职责如下。
(1) 监督航路上航空器的飞行活动，及时向航空器发布空中飞行情报。
(2) 充分利用通信导航、雷达设备，准确、连续不断地掌握飞行动态，随时掌握空中航空器的位置、航迹、高度，及时通报可能形成相互接近的飞行情报，使航空器保持规定的航路和高度飞行。
(3) 掌握天气变化情况，及时向航空器通报有关天气情报。及时向航空器通报天气实况和危险天气的发展趋势，当遇到天气突变或航空器报告有危险天气时，按照规定引导航空器绕越。
(4) 准确计算航行诸元，及时给予驾驶员管制指令。根据航空器报告和实际飞行情况，管制员应掌握其航行诸元和续航时间，尤其是当航线上有大的逆风或者是在绕飞危险天气时，应计算和考虑航空器的续航能力，及时建议驾驶员继续飞行、返航或改航至就近机场着陆等。
(5) 妥善安排航路上航空器之间的间隔，调配飞行冲突。随时掌握并推算空中交通状况，相对、追赶、交叉飞行的航空器之间将要发生冲突时，必须主动、及时地予以调整。
(6) 协助驾驶员处置特殊情况。特殊情况的处置主要依靠空勤组根据实际情况采取相应措施，管制员提出必要的建议和提示具有非常重要的作用。


5.3空管国干传输网




从前面的介绍可以看出，民航，特别是空管对业务数据的传输可靠性要求很高，且空管系统覆盖全国范围，传输距离很长，因此空管系统专门建设了传输网。空管系统的传输网分为国干传输网和本地传输网。
(1) 国干传输网是北京网控中心连接到全国七大地区空管局的网络(华北空管局、东北空管局、华东空管局、中南空管局、西南空管局、西北空管局、新疆空管局)，采用光纤进行互联，长途光缆租用运营商的通道，如图51所示。


图51民航空管国干传输网


(2) 本地传输网主要负责某一区域范围内的业务传递。
空管国干传输网作为整个民航通信网的基础通信平台，需要同时承载业务承载层中的IP承载网和TDM承载网。因此，传输层需要提供多业务接入功能，同时满足IP业务和TDM业务的接入需求，并且能够提供电信级可靠性保证民航系统的通信，以及高效的网络管理和维护功能。
① 民航通信网传输平面采用MSTP+DWDM技术架构，提供综合业务传输汇聚能力。
② 通过分组交换传输IP业务，具有灵活的网络容量调整能力，可以大大提高带宽的利用率。
③ 通过时隙交换传输TDM业务，具备低时延的特点，满足航空安全保障业务对时延的要求。
④ 整网采用层次化结构设计，实现全国民航系统的覆盖。传输网络的分层建设，使得整网结构清晰，运维简便，易于未来的网络改造和扩容。
参照业界常用的各类网络结构，综合考虑民航业务运行模式、传输要求、业务量需求、运行维护成本等因素，结合民航行政管理模式和各业务单位地域分布格局，同时借鉴现有民航数据通信网的运维经验，民航通信网在业务逻辑结构上采用双星状树形结构组网。采用双星状树形结构，可使得网络层次清晰，便于集中控制易于维护，最大限度地兼顾了运行成本和路由冗余等安全性要求。
民航系统内的通信业务是典型的集中汇聚型业务类型，即业务流的走向是从下级到上级，同级之间基本上没有调度关系，业务流量较少。因此，节点信息流基本是复用整合后向中心点集中的过程。从有利于业务流的调度与疏导、网络易于运行维护和管理的角度出发，民航通信网在结构上采用层次化的网络结构，所有节点划分为一、二、三、四级节点，如图52所示。各级节点具体规划如下。


图52民航通信网业务逻辑层次拓扑


(1) 一级节点2个： 北京、上海网控中心。
(2) 二级节点17个： 民航局、民航空管局、北京十里河空管局、7个地区空管局、7个空管区域管制中心。
(3) 三级节点37个： 37个空管分局/站。
(4) 四级节点270个： 2个终端管制中心、5个航管楼、7个地区管理局、41个安监局、9个民用枢纽机场、4个大航空公司、36个民用干线机场、166个民用支线机场。
核心层包括2个一级节点，汇聚层包括17个二级节点，接入层包括37个三级节点和270个四级节点。
(1) 一级节点是全网的重要通信枢纽节点，作为全网业务核心完成全国民航系统各业务汇聚，主要负责网控节点至一级节点之间的资源调度，并实现网络核心的异地冗余保障。
(2) 二级节点主要承担本区域民航各系统单位的业务汇聚及接入，完成本区域内数据流的分层收敛，实现三级节点到一级节点数据流的转发。
(3) 接入层三、四级节点，主要承担节点所在城市民航单位及其省内民航单位的业务接入，完成各业务的复用、汇聚和转发。
空管国干传输网采用双星状树形+多环形式，如图53所示。其结构纵向是以北京网控和上海网控为核心，以7个地区空管局和7个地区区域管制中心为区域核心，以37个空管分局/站、浦东机场航管楼为区域汇聚的分层双星状树形结构，同时鉴于各空域相邻的区管中心交互业务量较多，为减少路由环节，降低网络负荷，将有业务交叉的相邻地区区域管制中心串联成一个横向子环，如西南、中南、西北、新疆子环，华北、华东、中南子环，华北、华东、西北子环，以减少北京、上海的核心传输业务压力。

北京网控中心和上海网控中心之间通过租用两条622Mb/s的SDH专线互通，链路的1+1备份，保证业务的高安全和高可靠。北京网控中心和7个地区空管局之间租用622Mb/s的SDH专线，上海网控中心和7个民航区域管制中心(ACC)节点之间租用622Mb/s的SDH专线，使用STM4光接口互通。本地地区空管局节点和民航区域管制中心节点之间具备裸光纤资源可以使用STM64光接口互联； 相邻区域的民航区域管制中心节点之间租用运营商的155Mb/s的SDH专线，使用STM1光接口互联，形成环网结构，提供相邻区域的直连通道，分担两个网控节点的流量。
(1) 37个空管分局(站)三级节点的网元通过租用两条不同运营商的155Mb/s SDH专线分别上联至所属区域的地区空管局和民航区域管制中心节点。
(2) 9大机场和4大航空公司四级节点租用两条155Mb/s专线连接到地区空管局或者所属空管分局三级节点。


















图53空管国干传输网络拓扑图





(3) 2个空管终端管制中心和7个地区管理局三级节点分别通过本地自愈环网的2条155Mb/s通道上联至地区空管局或者或所属空管分局三级节点。
(4) 41个监管局租用2条155Mb/s专线上联至地区空管局或者或所属空管分局三级节点。
依据业务流的传输特点，民航通信网将要承载视频、数据、语音等多种业务，实现在一个基础承载网上承载综合业务传输的目标。根据民航通信网中承载的业务保障要求及接入承载方式不同，各业务具体区分如图54所示。


图54空管业务承载模型


空管网络承载的业务主要包含如下4类。
(1) 航空安全保障业务： 包括雷达、甚高频等涉及飞行安全的相关业务，必须保证数据传输的实时性、可靠性和不间断性，网络需提供通道化的电路保证，此类业务目前以TDM方式传输为主。采用TDM与IP网络互为备份的方案，既继承了传统的TDM业务，又可满足未来分组技术的发展要求。
(2) 保障业务： 包括气象、航行情报、语音等涉及飞行安全的相关业务，对实时性要求较高，随机性强，传输可靠性要求较高，此类业务以分组方式传输为主。
(3) 视频业务： 视频等多媒体业务对延迟要求高、随机性强、稳定性高，且要保证带宽，但不要求具有语音业务同级的低抖动特点，此类业务以分组方式传输为主。
(4) 一般性数据业务： 各种办公业务，相对而言实时性要求不高，随机性强，突发性强，传输可靠性要求一般； 此类业务以分组方式传输为主。
DWDM波分网为地区业务系统以及MSTP传输网提供高带宽的传输通道，各地区根据实际光纤资源情况，通过租用或利用本场裸光纤，分别组建本地区DWDM光传输网。
(1) 北京网控、民航空管局、北京十里河空管局、民航局组成自愈网，配置一级设备。
(2) 上海区域管制中心、上海终端管制中心、虹桥机场航管楼和浦东机场航管楼组成自愈环网，配置一级设备。
(3) 广州区域管制中心、广州终端管制中心、白云机场航管楼组成自愈环网，配置一级设备。
(4) 首都机场航管楼、北京区域管制中心组成点对点波分网络，配置二级设备。
(5) 成都机场航管楼、成都区域管制中心组成点对点波分网络，配置二级设备。
(6) 西安咸阳机场航管楼、西安区域管制中心组成点对点波分网络，配置二级设备。
(7) 新疆地窝堡机场航管楼、乌鲁木齐区域管制中心组成点对点波分网络，配置二级设备。


5.4民航本地传输网




民航本地传输网主要用于各空管局所在地区域管制室、枢纽机场、进近管制室之间的业务互联，通常采用OTN技术来实现。
(1) OTN具备40波/80波能力，单波可实现10~800Gb/s带宽，满足未来5~10年带宽需求，节省光纤资源。
(2) 网络扁平化，光纤一跳直达； 端到端时延可视、可管、可保障。
(3) OTN具备灵活多业务特性，支持2Mb/s~100Gb/s任意业务接入。
(4) 支持PDH和SDH接口，平滑兼容现有网络，保护客户投资； 支持以太网、高清视频等接口，保证网络平滑演进。
(5) OTN安全可靠，能够提供光纤、波长和ODUk多级物理硬管道隔离； L1层加密，保证业务安全传输。
本地DWDM波分网络为地区大颗粒业务提供大通道带宽传输，同时为各区域地MSTP光环网提供10Gb/s通道。
(1) 北京网控、民航空管局、北京十里河空管局、民航局依托本地DWDM网络提供的波道组成MSTP 10Gb/s光环网。
(2) 上海区域管制中心、上海终端管制中心、虹桥机场航管楼和浦东机场航管楼依托本地DWDM网络提供的波道组成MSTP 10Gb/s光环网。
(3) 广州区域管制中心、广州终端管制中心、白云机场航管楼依托本地DWDM网络提供的波道组成MSTP 10Gb/s光环网。
(4) 首都机场航管楼、北京区域管制中心依托本地DWDM网波道互联。
(5) 成都机场航管楼、成都区域管制中心依托本地DWDM网波道互联。
(6) 西安咸阳机场航管楼、西安区域管制中心依托本地DWDM网波道互联。
(7) 新疆地窝堡机场航管楼、乌鲁木齐区域管制中心依托本地DWDM网波道互联。
除了空管的网络，在主要机场还会设置机场本地光传输网。机场本地光传输网通常采用MSTP作为园区内基础性的骨干传输网络，它将园区内各空管用户单位互联起来组建本地传输网络，负责各用户单位之间信息互传，包括技保、网络、气象、飞服、塔台等核心节点。
(1) 本地传输网的容量一般设计为10Gb/s； 另外，在机场技保和气象机房建设核心节点通常也会组建新机场本地传输网，将园区内空管台站信号引接回核心节点。
(2) IP路由器组建的网络通过传输网进行承载，台站路由器设备汇聚至机场核心机房，TDM接入设备与核心机房组建点对点网络。
(3) IP路由器和TDM设备接入台站的空管核心业务(VHF、雷达、导航、气象、场面监视)，由台站MSTP设备(本场附近台站使用自建MSTP光传输设备，远端台站则租用运营商E1链路)提供传输链路至机场核心机房，落地后供管制部门使用。
某地区本地OTN传输网拓扑结构如图55所示，在OTN网规划中，每个节点的OTN设备彼此之间相互独立运行。


图55本地OTN传输网拓扑图


(1) 第二机场网络机房、终端区设备大厅、区管设备大厅、第一机场航管楼4个节点、1套OTN设备通过自建的光缆组建环形网络。
(2) 第二机场技保机房、终端区设备大厅、区管设备大厅、第一机场航管小区4个节点、1套OTN设备通过租用运营商光缆组建环形网。
这两个OTN环网均开通40×10Gb/s OTN网络，形成完全意义上的设备分离与光纤路径分离，实现高可靠互备。

在枢纽机场内部，通常也会部署空管核心业务网，它主要包括两个业务承载平面。
(1) 为机场、终端区、区管中心之间提供信息交互网络。
(2) 提供机场所需导航、雷达、VHF、气象台站业务接入的综合业务接入网络。
建设时也会考虑将终端区业务需求纳入网络整体范畴，以满足机场和终端区互为异地灾备的保障需求，实现核心业务层两地互联互通，接入业务层两地互为冗余备份。另外，大型枢纽机场飞行区通常也会按照“一条跑道一张子网”的组网原则，在每一条跑道的相应台站组建一张MSTP 622Mb/s子网，挂接在技保和气象机房核心节点下，每张子网连接雷达站、气象观测、起飞、降落的引导设施。
部分终端区也会建设本地光传输网。作为一个基础性的骨干传输网络，它主要负责将终端区需要的信号从各空管台站引接至终端区核心机房。场内雷达站、机场航管小区VHF台、区域雷达站、地震应急指挥中心和终端区园区内VHF收/发信台采用MSTP 622Mb/s组建光环网。
出于可靠性考虑，基本上所有的本地传输网都会采用A/B双网的模式，即在同一站点的设备机房内同时放置两台传输网节点设备，每个台站组建两张独立的OTN或MSTP传输网(即A/B两套)，光纤光缆也严格分离，实现业务的双路传输。
某大型机场本地MSTP光传输网拓扑图如图56

所示。该方案将机场内各空管用户单位互联组建本地传输网络，负责各用户单位之间信息互传； 核心节点包括技保机房、网络机房、气象机房、飞服机房、1#塔台和2#塔台。每个核心机房新建两套核心MSTP设备，通过自建光纤分别组建两张本地传输网； 每张环网的容量设计为10Gb/s。同时，在新机场技保和气象机房建设核心节点组建新机场本地传输网，将园区内空管台站信号引接回核心节点。


图56机场空管MSTP传输网(空管核心机房)拓扑图


基于机场建筑规模及业务流向等因素综合考虑，机场光传输网在技保和气象机房各新建两套核心MSTP设备，组建核心环网； 同时，在所有台站各新建两套MSTP接入层设备。按照“一条跑道一张子网”的组网原则，每一条跑道相应台站的一套MSTP设备组建成一张子网，挂接在技保和气象机房核心节点下，台站另一套MSTP设备也按照上述原则组建另一张子网挂接在技保和气象机房的另两套核心节点下。组建的光纤环网共计6张，每张子网带宽容量为622Mb/s。东跑道子网包括通导和气象共计7个台站； 西跑道子网包括通导和气象共计7个台站； 北跑道包括通导和气象共计4个台站，如图57所示。

部分区域终端区也会建设本地光传输网，主要负责将终端区需要的信号从各空管台站引接至终端区核心机房，台站包括机场场内雷达站、航管小区VHF台、雷达站、地震应急指挥中心和终端区园区内VHF收/发信台等，一般采用MSTP来建设。
除了空管网络之外，当前一些大型机场也在建设自己的云平台及骨干网络，如图58

所示。机场云数据中心是数据信息计算、交换和存储的中心，是数据交换最集中的地方。数据中心的设计必须满足当前业务的各项需求，又需要满足面向未来快速增长的发展需求。面向未来数字化转型带宽剧增，在大型机场内部一般也会建设面向云网融合的骨干传输网，实现“云调网”“网调云”，其灵活连接能力打破了信息孤岛，实现了网络互通、数据共享和应用协同。

民航空管网络是一张全国性的网络，按照规模和区域的部署要求分为国干传输网和本地传输网。当前国干传输网采用了MSTP组网，本地传输网采用OTN+MSTP的模式，骨干节点使用OTN，末端接入节点采用MSTP。综上所述，空管网络业务比较单一，对可靠性要求极高，因此OTN及MSTP的硬切片完全能够满足要求。
当前大型机场也逐渐开始建设自己的骨干传输网，用于智慧机场的应用和数据承载，这些业务带宽量高，未来扩展空间大，因此OTN的大带宽会在民航网络中发挥更大的作用。





图57机场空管MSTP传输网(台站)拓扑图












图58某大型机场网络示意图