论网络参数对空管业务影响

摘要：伴随着民航业的发展及改革的不断深化，民航空管的各类业务需要在区域管制中心、航管楼及数据中心等多地进行流转及信息共享，如雷达业务、甚高频地空通信、电话业务、转报业务等，以上业务作为基础数据在各自动化系统、内话系统进行融合，业务的准确性、及时性、可用性大大影响了管制用户的使用及空管的运行效率。因此，传输网络的稳定性、可靠性显得尤为重要。但现阶段，传输网络维护部门更关注网络设备端到端的数据是否一致，而对于数据本身的特性及参数了解不够深入，存在网络层与应用层认知的偏差，导致传输设备的网络参数不能准确地匹配业务的特性，存在排故效率不高，协同能力不强的问题较低。笔者将基于工作中遇到的甚高频、内话、雷达案例进行分析，以说明网络参数对于业务的影响。

关键字：网络参数；空管业务；认知偏差；影响

一、网络参数对甚高频地空通信时延的影响

（一）网络结构及硬件

西北地区民航通信网TDM承载网（以下简称TDM承载网）始建于2019年，网络拓扑采用双星型分层设计，由核心层、汇聚层和接入层构成，硬件采用汇聚设备NE20E-S16、接入设备FA16-T-60（AR3260），使用双交流、双主控方式接入。FA16-T设备是在华为路由器基础上，研发的空管专属版本，故暂无通用、成熟、稳定的空管业务使用案例。以下，笔者将简述在TDM承载网运行过程中，维护人员得到网络参数对于甚高频业务时延及网络带宽的影响。

（二）现状

现阶段TDM承载网带宽资源不足的问题，TDM承载网的甚高频占用的理论带宽为250K，实际测试带宽占用210K左右。从传输机制层面分析，TDM承载网采用基于IP的转发技术，在语音包基础上封装MPLS和IP报文，必然比传统的PCM设备占用64K带宽大。但可通过命令tdm-encapsulation-number XX来调节甚高频压缩率，其中XX表示压缩数值，可选参数为8-40区间内8的倍数（8/16/24/32/40）。

对此，我方针对压缩参数对带宽及业务时延的影响进行了采样测试及分析。

• 测试过程及结论

以庆阳甚高频台站为例，网络拓扑如图1。在庆阳端打环，在区管落地端查看压缩率不同情况下带宽及时延的数据，带宽数据从TDM承载网ESIGHT网管上获取，甚高频时延数据由恒光HCT-8810测试仪提供。

图1 庆阳节点至西安区管拓扑图

测试方法如下：

在庆阳节点进行打环，即：将 E&M 端口上的发音频与收音频连接，将 E 线与 M 线连接。

在区管端使用HCT8810测试，步骤为：1、对HCT8810仪器进行驯服，否则测出的时延值不准确。2、点击进入“协议一致性测试”模块—“甚高频测试”模块，测试通道选择“信令/音频”，测试模式选择“环路模式”。3、记录“信令/音频时延”的最大值、最小值、平均值。在环路模式下，由于测试结果为上行链路加下行链路的时延，故时延测试结果需除2，得出音频、信令的实际时延。

图2 HCT-8810甚高频环路测试示意图

测试结果如下：

表1  压缩率对甚高频业务时延的影响情况

表2  压缩率对甚高频业务带宽的影响情况

结论：

通过以上的采样结果可以看出：压缩率越高业务占用带宽越小，但同时会导致更大的打包时延，从而引起甚高频业务时延的增长。

根据TDM承载网项目建设文件，甚高频业务的单向传输时延需≤70ms。本次测试的台站在压缩率取值为最大（40）时，音频及信令时延的单向传输均小于70ms。但每个台站的中继链路时延均不一致，故建议在割接业务前，在不同的节点进行压缩率取值的时延及带宽测试，以保证符合甚高频的时延要求。

二、网络参数对电话业务的影响

（一）西安区管电话类业务的情况及风险

现阶段，西安区管的电话类业务主要由C&C08程控交换机承载，为单设备双中继运行。电信运营商中继异常时，电话业务自动切换至备用联通中继，由于所有号码均为电信号段，故电话呼出正常，外部用户却无法通过原先电信号码呼入。在电信中继异常时，需管制用户使用移动插卡电话进行应急。

由于相邻管制区用户及其他外部用户不熟知此应急方式，大大增加了现场管制员的沟通成本，降低了工作效率，存在一定风险。

• 测试方案

针对以上情况，维护人员使用2套SCHMID ICS 200/60内话系统及路由器MSR-5660搭建测试环境，构成AB内话系统小型语音交换网，实现A内话系统单用户自由呼叫B内话系统多个用户的效果，从而避免C&C08程控交换机单设备保障的风险。

此方案优点如下：

• 内话系统为管制用户常用工具，用户熟练度较高，且无需拨号操作，降低了应急情况下人为误操作的风险；
• 均使用内话及网络现有系统及中继资源，仅需新增业务板卡，成本较低。

测试环境搭建如下：内话侧，使用两套SCHMID ICS 200/60内话系统的有线板卡配置CB电话；网络侧，利用2台路由器MSR-5660采用FXO板卡－FXS板卡配置VOIP通道，拓扑图如图3。由于笔者为网络设备维护人员，在本文仅对网络相关参数配置进行阐述。

图3 内话系统一对多结构示意图

在测试过程中，遇到两项问题：

• 摘机后，并非立即接通，等待时间为1-3S才出现拨号音；2、用户侧时常存在占线情况，而实际上用户并未使用该端口，不应出现占线音。

针对以上问题，维护人员进行了配合调测，最终找到了根因。

 处理过程如下：

• 维护人员发现在语音端口下的 time dial-interval 参数会影响拨号时长，time dial-interval可选范围为1-15，该参数与拨号时长成正比，参数越大用户拨号的等待时间越长。最终设置time dial-interval为1，解决拨号时长过大的问题。
• 针对测试过程中时常出现占线音的情况，维护人员在路由器FXS端口（图中B点）重新打线后即可恢复，但持续一段时间后依旧出现占线故障。
• 更换FXS端口进行测试，依旧出现占线故障。在频繁测试过程中，发现占线的规律：每拨打3次，有2次通话正常，1次出现占线音。维护人员怀疑为路由器业务配置原因。
• 查看业务配置，均正确，但路由器B中存在两个模糊匹配的VOIP通道。怀疑故障原因为：电话业务通过VOIP模板进行寻址，由于路由器中存在两个模糊匹配的模板，路由器B在拨号寻址时，随机选择路径，寻址至内话系统A的用户，则通话正常；寻址至其他路由器时，电话出现占线音。
• 删除一个模糊匹配的VOIP通道后，用户使用正常，不再出现占线的情况。
• 结论

本次测试验证了可以通过MSR5660路由器与SCHMID内话系统进行一对多的电话业务传输。在网络参数的选择上，建议拨号参数time dial-interval选择1，且在路由器上仅配置一组模糊匹配的VOIP模板。

• 网络参数对雷达业务的影响
• 故障现象及业务传输路径

西安区管自动化反馈华北区域的蛮汉山雷达偶发性目标分裂，持续时间较长。蛮汉山雷达传输路径如下：蛮汉山雷达有C1、C2及冷备路保障，C1路由西安区管维护的核心网北京节点送至西安区管，C2路由核心网兰州节点送至西安区管，冷备路为华北空管局维护的vangaurd网络传输。网络拓扑详见图4。

图4 蛮汉山雷达业务拓扑图

• 排故过程

由于不定期出现目标分裂会严重影响到自动化系统运行，给管制员指挥带来很大的误导性，为飞行安全带来重大隐患，故一旦出现目标分裂，自动化就会屏蔽该路雷达，维护人员不能掌握业务的实时状态。由于故障出现的随机性高、监控实时性差、故障无法复现等问题，为排故增加了一定的难度。

故障处理过程如下：

• 在网管上，西安区管节点与北京区管节点进行对PING，时延最大值在15ms-17ms，网络时延正常。
• 维护人员联系用户确认业务使用情况，华北区管反馈华北自动化均正常，而西安区管及兰州自动化均反馈该路雷达出现偶发的目标分裂。
• 在A、B、C点使用HCT-8810查看实时结果、报文分析、流量统计，发现A点及C点的流量统计模块的速率统计均为4K，而B点为19.2K。与华北空管核实，蛮汉山雷达更改为S模式，业务带宽有所增加。
• 修改核心网蛮汉山雷达业务速率为4K后，用户反馈故障消失。
• 原因分析

常规情况下，目标分裂往往原因为雷达业务时延较大，而从网络层面来说，运营商中继链路质量不佳、中继频繁瞬断、业务通道带宽不足、MTU缓冲区过大3类原因均可能产生雷达业务时延较大。同时，雷达原始数据的最大帧长过长，也可导致雷达业务时延较大。

• 结论及建议

面对用户对数据质量要求的不断提高，身为一线技术人员，需加强对各类业务特性更深层次的认知，主动测试不同网络参数对业务的影响，需不断探索和总结网络拥塞、丢包等异常情况对于应用层业务的影响，这样才能保证在故障发生时能够快速诊断分析及定位。同时，在空管系统发展过程中，伴随着雷达、甚高频台站的持续增加，更加深了组网的复杂度及网络震荡概率，维护人员需对复杂网络的鲁棒性、自愈性给予持续的关注及研究。