李勇

摘 要：为了适应民航发展，提高民用机场信息化、智慧化建设水平，提高机场应急调度通信的保障能力，文章理论结合实际，广泛研究和分析了机场建设宽带集群通信的各种思路，深入比较论证了各思路的可行性、优缺点，并给出了最优建设思路和建议。

关键词：无线调度;LTE;宽带集群;机场

引言

隨着民用航空业飞速发展，各民用机场规模越来越大，航班量越来越多，业务也越来越复杂多样。调度部门要及时发布航班计划、动态，发布工作任务，接收工单回传;配载中心要向装卸小组发送装机单和舱单;未登机旅客行李数据要及时发送回地服调度中心;地勤人员及车辆的位置需要实时监控及视频回传;此外，大容量的航行资料、气象资料、机载电子设备数据等也需要快速传输到位，这些业务都对无线数输速率提出了更高要求，而传统的窄带集群通信已经无法满足这种需求。

另一方面，LTE技术作为全球4G标准，具有高速率、高频谱效率、低时延等优点，基于LTE的宽带集群技术（B-TrunC）也成为无线专网通信的共同选择。中国通信标准化协会（CCSA）率先开展了B-TrunC系统的标准化工作，于2013年11月将B-TrunC标准推荐给国际电信联盟无线局（ITU-R），成为ITU推荐的公共保护和救灾（PPDR）的标准。B-TrunC系统最高带宽可达下行100M、上行50M，支持多种集群业务，极大提升了无线专网的数据传输能力。为提高和规范各行业无线专网建设使用，我国无委于2015年发布了1.4GHz和1.8GHz专网的频率规划。

一.国内民用机场专网集群通信现状

目前，大部分机场仍在采用的传统无线通信技术，TETRA/WiFi/公网运营商网络多种制式并存，多网并存、带宽有限、无视频监控、WIFI网络无保障、效率低下，各类业务难以协同运作，无法将业务延伸到生产作业流程中的各个步骤和检查点，缺乏全面高效的站坪监控手段，这些都成为了制约机场效率的关键因素。

以成都双流机场为例，机场占地面积14000余亩，现有两条平行跑道，停机位145个，两座航站楼，候机面积达50万平方米，可满足年旅客吞吐量5000万人次。机场还建有三座航空货运站，总面积10.7万平方米，其中建筑面积55000平方米的空港货运站是中国中西部最大、功能较完善的综合货运站。是四川航空公司、中国国际航空西南分公司、中国东方航空四川分公司、成都航空公司和祥鹏航空成都分公司、深圳航空四川分公司的基地机场，是中国中西部地区最大的航空枢纽港，中国第四大航空城。

现双流机场的地勤业务主要依靠于800兆TETRA集群通信系统的语音通信，以及基于公网3G通道的数据传输，主要开展的是GPS信号上传和少量数字工单。受限于现有系统的特性和局限，无法将机场、空管和各航空公司等驻场单位的信息和业务整合起来，成为一个统一的集语音、数据和图像一体的管理调度系统，对机场运行效率的提升非常有限。

针对以上现状，我们仔细了解了国内各民用机场的无线专网通信建设和运行情况，在此，选择了较有代表性的广州白云机场、桂林两江机场和三亚凤凰机场予以详细介绍，以期得到全面了解，探索寻找出一个科学安全的建设思路。

1、广州白云机场的地面无线调度通信系统由空管、机场和南航三方合作成立的专门公司负责运营，现主用无线调度系统为2008年建设投产的800兆TETRA系统，集群终端用户量约3500，有效保障了机场无线调度通信，取得了良好的经济和社会效益。为满足机场对高速率无线数传的需求，白云机场采取了与公共运营商中国移动合作的方式，通过4G公网上的VPN虚拟专用通道实现机场宽带集群业务。

这种方式的优点有：

1）利用公网现有的网络站点，无线宽带集群网络系统的成型速度快，已经实现了一些无线集群新业务功能：工单下发、工作状态上传、机场车辆和飞行器高精度定位、工作场景视频上传等;

2）借助于公网，无线覆盖范围大、效果好，可轻松实现本场区域内、机场与市区、机场与机场之间的通信;

3）系统建设由运营商实施，机场方面只需要配置一台管理服务器，一次性投入成本低，投资风险小;

4）系统设备由运营商管理和维护，机场作为合作方，设备维护成本低，压力小。

但缺点非常明显：

1）系统由运营商所有，在集群通信业务开展使用上没有主导权，容易受制于人;

2）通信质量与系统规模正相关，宽带集群终端数量容易有限，不利于机场远期发展;

3）机场民航单位是一个独立性相对较强的运行单位，基于公网的集群业务在信息安全方面难以保证;

4）最重要的一点是，机场无线集群专网具有公共突发应急处理手段属性，当机场发生突发事件时，公网信道容易堵塞，无法保证机场的应急通信畅通。

2、桂林两江机场，规模相对较小，建设了基于McWiLL技术的MDS多媒体集群调度系统。该系统为开放式IP平台，提供各种中继接口，包括模拟、数字、IP中继，融合了800兆模拟集群，VHF，PSTN电话，WIFI等多种通信系统，将机场现有的业务系统融合到了一个统一的管理调度平台中。

该系统有如下特点：

1）覆盖范围广，只要在机场专网范围内，都可以灵活部署系统，终端不再受电话线路限制，可以在有线或无线网络覆盖范围内任意部署，保证机场无通信盲点;

2）多种接口确保对外通讯的畅通，通过系统提供的模拟、数字中继以及IP中继，将机场所有的信息业务系统融合成一个统一的管理调度平台;

3）采用分布式组网方式，高层级调度台能够掌握和调整低层级调度成员通信状态，有利于协同应急，提高指挥调度中心对现场的监控能力，并充分发挥相互合作的力量。

该系统始建于2011年，曾获13年民航科技进步奖，系统已正式运营3年，暴露出了以下问题：

1）整合系统间的互联互通不够有效，VHF、PSTN、800兆模拟集群与MDS终端之间的延迟明显、通话质量较低;

2）系统带宽有限，数据业务开通不理想，对机场运行效率的提升有限;

3）McWiLL技术标准使用大范围较小，设备售后服务保障难以保证，且已基本被技术更先进、性能更优异的4G TD-LTE宽带集群取代。

3、三亚凤凰机场采用了鼎桥Witen （Wideband Trunking Evolution Network solution）宽带集群系統。此系统基于目前已成熟商用的4G TD-LTE技术，以专用频率、专用网络、专用终端将高速数据业务和优质的数字集群语音业务集于一身。系统已完成了包括航站楼、候机楼、停机坪、行李中心、跑道在内的全面覆盖，引导、车辆、行李、安检、航食、航油、清洁、驻场航空公司等众多岗位已陆续使用该专网进行工作。机场的运行指挥人员只需通过一部智能终端就能够完成集群语音、任务调度、人员及车辆定位、应急指挥、移动视频监控等多媒体调度业务。

三亚凤凰机场4G TD-LTE宽带集群系统主要有以下特点：

1）覆盖范围大，无线信号覆盖好，采用1.8GHz专用频段组网，单基站可覆盖2-3Km，可以保障整个机场作业区域的无线信号覆盖良好;

2）支持全业务，一张网络同时支持数据作业、集群调度、视频调度、车辆定位数据传送、无线视频监控业务，网络规划简单，维护方便;

3） 数据带宽大，TD-LTE标准支持单小区最大峰值速率可达上行50Mbps，下行100Mbps，可以保障大量的语音集群用户、定位监视和无线视频监控用户同时使用;

4） 集群性能优越，群组建立时延小于300ms;话权申请/话权抢占小于150ms，通话清晰度高;

5） 集群容量大，单小区最大支持160个组呼并发，用户群组接入无拥塞;

6）语音集群与视频调度的融合创新，现场作业人员在进行语音集群通话的同时，可进行高清、标清、D1等可选格式的一键式视频上传，让行业传统的听得见的调度革命为可看得见的调度，提高了调度效率，保障了安全生产;

7）可靠性高，终端防护等级可达IP67，满足恶劣工作环境的可靠性使用;

4G TD-LTE宽带集群系统缺点主要有：

1）系统实际应用时间较短，设备价格较高，安装、调测、维护技术经验积累不够;

2）标准虽然已经统一，但各设备生产厂商未将自己的设备接口开放，系统设备与终端之间兼容水平不够高;

3）系统与其他如TETRA通信的互联互通层级较低，且互联通话时延明显、质量较低。

以上三个机场代表了三种思路，桂林机场的McWiLL系统因其技术各方面性能都不如4G LTE，可不予考虑。白云机场的基于公网实现机场无线宽带集群业务的方式，在机场日常运行状态下，能满足驻场单位基本的无线传输需求，但未经特殊状态下的实践检验，目前还看不出优劣。而三亚凤凰机场的4G宽带集群系统已正式投入使用，实现了多部门的精细化沟通、资源调度、准确及时的信息发布和反馈，有效增强了机场的应急事件处置能力，提高了机场的运行效率。因此，从长远发展来看，机场应该建设自己的宽带集群通信专网。

二.思考与建议

目前，TD-LTE技术已成为全球宽带集群通信主流，已经快速的应用于各行各业，在国内民航已经有了不少应用实例。在包括西安咸阳机场、郑州新郑机场、重庆江北机场、南宁新吴圩机场、海南三亚机场等在内的多个机场得到成功运用，与此同时，上海、新疆、沈阳等机场也已经开始或正计划建设4G宽带集群系统。

基于4G LTE宽带集群专网系统尚处于推广初期，且投资较为巨大，综合考虑国内机场的现状，提出以下先测试后建设的循序渐进的宽带集群通信建设思路：

1、引进4G LTE宽带集群厂商，合作建设宽带集群测试系统，开展LTE语音集群、数据集群、图像视频集群等业务测试，并邀请各航空公司用户加入，实地体验宽带集群通信的优势，为设备厂商拓展产品应用渠道。

2、宽带集群通信频率有限，国家无委分配给交通运输行业一共只有20兆，为保证有限频率的使用效率和机场安全，在机场区域的频率分配应该是唯一性，为保持主动，以测试系统为依托，积极开展1.8G频率申请工作。

3、基于4G LTE宽带集群测试系统，引入机坪管理系统一起进行测试，通过其高精定位能力和宽带集群传输通道，可以实现作业车辆亚米级的定位，极大地提高机坪安全管理和作业车辆、人员的调度能力，积极培育市场需求，缩短后期业务推广周期。

4、针对各民航驻场单位的业务特点，加强软件开发，开发或引进满足民航单位的应用软件系统，提高民航单位的运营效率，开发和培育市场潜力。

5、在将宽带集群通信的各种业务进行充分测试后，根据测试经验，再有针对地进行系统部署建设，可减少投资风险和对现有通信手段的影响，保证建设投资的有效性和提高机场运行效率。

三.结论

现有的窄带集群地面调度通信系统已经不能满足机场快速发展的需求，建设一个集语音、数据、视频图像于一体的4G LTE高宽带集群专网，是建立功能完善、安全高效的机场运行保障体系的必然选择，也是机场信息化、智慧化发展的必然之路。

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