航空信息网络体系结构优化方案

目前航空数据链系统是面向专门业务设计的封闭式通信系统，其发展方式是针对特定通信业务需求，提出新的通信手段及协议进行保障；此外，异构数据链系统之间交互性差，容易导致航空平台间通信设备众多、体系庞大、信息内容冗余的问题。因此，各航空平台的高效组网是未来航空通信技术发展的重要方向。利用光通信技术构建航空高速传输链路，结合现有的航空射频数据链构建航空信息网络，可实现全域范围内的态势信息的感知和获取。同时通过空-空，空-地、空-星链路，航空平台可连接空-天、空-地网络实现体系组网，航空信息网络也将在未来空间信息网络中发挥重要作用。

航空信息网络是以航空平台为主要的信息发送、接收或转发节点，利用光通信技术和机间射频数据链共同实现平台间信息传输的混合、动态、分层的自组织网络。航空信息网络进一步可通过星间、星-空、空-空、空-地及地面有线链路连通天基、空基、地基平台，形成网络覆盖范围包括卫星、航空、地面的空、天、地一体化网络体系。航空信息网络具有自由机动性、广阔覆盖范围及动态自组织能力等特点，是保证航空平台间的高效互联互通，为航空用户提供网络服务，连接卫星网络和地面网络的空中通信枢纽，在目标跟踪监控、通信中继、协同传输等方面应用广泛。

考虑航空信息网络的空间结构模型，需要将其置于空间信息网络的背景中进行分析，如图5.1所示。空间信息网络由卫星网络、航空网络、地面网络3部分组成。其中空间信息网络内部为平面网络结构，网络内部结构简单，通信协议实现、网络配置相对容易；3层网络之间为分层网络机构，其中具有长时滞空能力的稳定航空节点作为主要组成部分和卫星网络一同支撑骨干网，空基及地基节点按需接入骨干网络。其中，卫星网络由各类天基传感器构成（包括侦察卫星、遥感遥测卫星、数据中继卫星等）。主要为航空信息网络和地面网络提供数据中继服务，提高网络覆盖通信范围，实现网络一体化融合传输。

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图5.1　航空信息网络空间结构

航空信息网络包括航空骨干网和航空移动子网。航空骨干网由飞行特性相对稳定、动态轨迹可预测的大型航空平台组成（包括指挥控制平台、ISR平台、保障平台和大型作战平台），平台间可通过激光链路构建骨干链路。作为航空信息网络中的骨干枢纽，航空骨干网可为航空移动节点提供数据中继服务，同时可作为数据接收终端接收并传输来自航空或地面子节点的数据信息。航空骨干网对下接入航空移动子网节点、地面固定或移动节点，提升移动子节点通信半径，实现网络信息共享，同时提高地面网络通信覆盖范围；对上接入卫星节点，进一步拓展网络中继能力，提高网络的鲁棒性和灵活性。移动子网由飞行速度快、机动性强、平台载荷受限的各类小型空中平台组成，（包括各类有人／无人机），可通过短波、超短波、无线光通信等无线通信链路实现多种状态数据的收集和传输。移动子网具有拓扑灵活、建网快速、所需资源少等优点，能够迅速实现通信业务，满足业务需求。

地面网络包括地面固定及移动节点。地面固定节点由地面站、数据中心等组成，主要承载全网信息的收集、中继和处理；地面移动节点包括移动信息终端、移动战术节点等。

航空信息网络中存在多类业务信息，其中指挥控制、态势感知等信息具有优先级高、实时性强的特征，而遥感遥测、视频传输等大容量数据业务需要通过高速率、大带宽的传输链路传输给卫星或地面数据中心，因此在航空信息网络中可采用不同的通信技术（包括短波、超短波、无线激光、地面光纤通信链路等）实现多类别数据信息的收集、传输和下发。