一种支持四维航迹的机载ATN/IPS路由器的制作方法

一种支持四维航迹的机载atn/ips路由器
技术领域
1.本发明属于航空通信网络技术领域，具体涉及一种支持四维航迹的机载atn/ips路由器。


背景技术：

2.atn/ips协议栈基于网际协议套件(internet protocol suite，ips)搭建，用于支持空中交通服务(air traffic services，ats)和与安全相关的航空运营控制(aeronautical operational control，aoc)空地数据通信。
3.目前，航空业已达成共识，基于atn/ips协议栈搭建的atn/ips网络将是航空通信网络的最终状态，将逐步完成对基于开放式系统互连参考模型的航空电信网(aeronautical telecommunication network/open system interconnect reference model，atn/osi)网络的替代。现有的基于atn/osi架构的机载数据链通信系统架构如图1所示，atn/osi路由器(或路由功能)对上通过对话服务(dialog service interface,ds)接口与atn b1/b2应用通信，对下使用vdl mode 2链路和l波段卫通链路传输空地数据。l波段卫通有data-2和data-3两种工作模式。与acars路由器(或路由功能)通信时，l波段卫通工作于data-2模式，提供链路层服务；与atn/osi路由器(或路由功能)通信时，l波段卫通工作于data-3模式，提供子网层服务。
4.机载atn网络升级的核心是使用atn/ips路由器(或路由功能)替换atn/osi路由器(或路由功能)。为了最大程度降低路由器(或路由功能)升级对目前已部署了atn/osi路由器(或路由功能)的飞机的影响，机载atn/ips路由器(或路由功能)需具备以下能力：
5.(1)兼容基于atn/osi的四维航迹应用，即atn baseline 1和atn baseline2应用；
6.(2)兼容基于atn/osi的空地传输链路，即vdl mode 2链路和l波段卫通。


技术实现要素：

7.为了实现机载atn网络升级，本发明提供了一种支持四维航迹的机载atn/ips路由器。本发明在不改变现有的机载数据链网络架构的情况下，即每一增加网络设备，实现机载atn/ips路由功能对atn/osi路由功能的替换。
8.本发明通过下述技术方案实现：
9.一种支持四维航迹的机载atn/ips路由器，所述机载atn/ips路由器提供ips ds接口，所述ips ds接口为向应用呈现出与ds一致的接口。
10.本发明通过设置与ds一致的接口，实现对atn/osi应用的兼容，从而在不改变现有的机载数据链网络架构的情况下，实现机载atn网络升级。
11.优选的，本发明的机载atn/ips路由器将atn/osi的ds原语中无法映射到atn/ips网络的传输协议或ip协议首部字段的参数映射为atnpkt，然后封装为udp数据包进行传输。本发明为了解决协议模型的差异，通过将atn/osi的ds原语中的一些无法映射到atn/ips网络的传输协议或ip协议首部字段的参数映射为atn数据包之后，再封装为udp数据包进行传
输。
12.优选的，本发明的atn/ips路由器支持atn/ips原生应用直接使用atn/ips路由器提供的传输层服务，即udp和/或tcp，进行数据传输。
13.优选的，本发明的atn/ips路由器具有arinc 631定义的sn-sme、vme/lme和avlc(aviation vhf link control)功能，以支持vdl mode2链路传输空地数据。本发明的atn/ips路由器通过实现arinc 631定义的sn-sme(subnetwork-system management entity)、vme/lme(vhf and link management entities)和avlc(aviation vhf link control)功能，实现了对vdl mode2链路的兼容。
14.优选的，本发明的atn/ips路由器采用vdl mode2链路传输空地数据时，ipv6数据包将被封装为avlc层的ui帧进行发送。
15.优选的，本发明的atn/ips路由器与vdl mode2电台之间的通信接口遵循arinc 750协议。
16.优选的，本发明的atn/ips路由器支持l波段卫通传输空地数据，且l波段卫通工作于data-2模式，仅提供链路层服务；
17.所述atn/ips路由器与l波段卫通电台之间的通信接口遵循arinc 741协议。
18.优选的，本发明的atn/ips路由器支持通过atn/ips协议栈原生电台传输空地数据。
19.优选的，本发明的atn/ips路由器通过空地链路管理/选择模块监控各个空地链路的工作状态，并根据数据流的所需qos选择不同的空地链路进行数据传输。
20.优选的，本发明的atn/ips路由器通过空地链路管理/选择模块对vdl mode2链路进行启动/关闭操作。
21.本发明具有如下的优点和有益效果：
22.本发明提出的atn/ips路由器能够实现机载atn/ips系统接入地面atn/ips网络，且支持通过多条链路传输四维航迹空地通信数据，包括vdl mode2、l波段卫通、aeromacs、ldacs链路。
23.本发明提出的atn/ips路由器能够在不对机载应用和记载电台进行改动的情况下，即无需对记载应用软件功能和通信接口进行升级，也无需对机载vdl mode2电台和l波段卫星电台的功能和通信接口进行升级，实现机载atn/ips路由功能对atn/osi路由功能的替换。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
25.图1为现有的基于atn/osi架构的机载数据链通信系统架构。
26.图2为本发明实施例的基于atn/ips架构的机载数据链通信系统架构。
具体实施方式
27.在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”或“可包括”指示所发明的功能、操作或元件的存在，并且不限制一个或更多个功能、操作或元件的增加。此外，如在
本发明的各种实施例中所使用，术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
28.在本发明的各种实施例中，表述“或”或“a或/和b中的至少一个”包括同时列出的文字的任何组合或所有组合。例如，表述“a或b”或“a或/和b中的至少一个”可包括a、可包括b或可包括a和b二者。
29.在本发明的各种实施例中使用的表述(诸如“第一”、“第二”等)可修饰在各种实施例中的各种组成元件，不过可不限制相应组成元件。例如，以上表述并不限制所述元件的顺序和/或重要性。以上表述仅用于将一个元件与其它元件区别开的目的。例如，第一用户装置和第二用户装置指示不同用户装置，尽管二者都是用户装置。例如，在不脱离本发明的各种实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，同样地，第二元件也可被称为第一元件。
30.应注意到：如果描述将一个组成元件“连接”到另一组成元件，则可将第一组成元件直接连接到第二组成元件，并且可在第一组成元件和第二组成元件之间“连接”第三组成元件。相反地，当将一个组成元件“直接连接”到另一组成元件时，可理解为在第一组成元件和第二组成元件之间不存在第三组成元件。
31.在本发明的各种实施例中使用的术语仅用于描述特定实施例的目的并且并非意在限制本发明的各种实施例。如在此所使用，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
33.实施例
34.为了实现机载atn网络升级，同时为了最大程度降低路由器升级对目前已部署了atn/osi路由器的飞机的影响，本实施例提供了一种支持四维航迹的机载atn/ips路由器，具体如图2所示，本实施例的机载atn/ips路由器具有ips ds接口，该ips ds接口为面向应用呈现出与ds一致的接口，以实现对atn/osi应用的兼容。
35.由于协议模型的差异，atn/osi的ds原语中的一些参数无法映射到atn/ips网络的传输协议或ip协议首部字段，因此为了解决该问题，本实施例的atn/ips路由器将atn/osi的ds原语中的无法映射到atn/ips网络的传输协议或ip协议首部字段的参数映射为atn数据包(atn packet，atnpkt)之后，封装为udp数据包进行传输。
36.本实施例的atn/ips路由器支持atn/ips原生应用直接使用atn/ips路由器提供的传输层服务，即采用udp和/或tcp，进行数据传输。
37.为了实现对vdl mode2链路的兼容，本实施例的atn/ips路由器实现了arinc 631
定义的sn-sme(subnetwork-system management entity)、vme/lme(vhf and link management entities)和avlc(aviation vhf link control)功能。且本实施例的atn/ips路由器使用vdl mode2链路传输空地数据时，ipv6数据包将被封装为avlc层的ui(unnumbered information)帧进行发送。
38.本实施例的atn/ips路由器与vdl mode 2电台之间的通信接口遵循arinc 750协议。
39.本实施例的atn/ips路由器支持l波段卫通收发空地数据，且采用l波段卫通的data-2模式收发空地数据，仅提供链路层服务，而不是atn/osi路由器使用的data-3模式。atn/ips路由器与l波段卫通电台之间的通信接口遵循arinc 741协议。
40.本实施例的atn/ips路由器还支持通过atn/ips协议栈原生电台，如aeromacs(aeronautical mobile airport communication system)和(或)ldacs(l-band digital aeronautical communication syatem)收发空地数据，以使四维航迹应用数据的空地传输链路有了更多的选择。
41.本实施例的atn/ips路由器还包括空地链路管理/选择模块，其一方面用于监控各个空地链路的工作状态，另一方面根据数据流的所需qos选择不同的空地链路进行数据传输。此外，由于atn/ips路由器实现了vdl mode2链路层的功能，所以空地链路管理/选择模块还需负责对vdl mode2链路进行启动、关闭操作。
42.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。