從８０年代開始，全球的民用航空總流量就以每年５％的平均速度在增長，我國的民用航空事業同樣呈現出蓬勃發展的大好局面。目前，我國民用航空運輸總周轉量已越入世界前列，從主要機場的飛機起降架次看，飛行流量也大幅度增加。飛行流量的增加對各種飛行保障系統提出了越來越高的要求，特別是面對ＩＴ技術及其應用的飛速發展，對航空通信和信息的快速、準確、可靠交換方面，各種飛行、航空信息的自動化處理方面要求越來越高。但是通過對全球范圍現有空中交通管制（ＡＴＣ）信息交換和處理的基礎設施的分析來看，它們不能適應和滿足空中交通預期發展的需求。
�。保梗梗澳暝趪H民航組織第１０次航行大會上，通過了由未來航行系統特別委員會制定的方案。該方案主要是應用衛星技術和其他的新技術來改善和提高現用的航空通信、導航、監視和空中交通管理能力，在全球建立一個新的通信、導航、監視和空中交通管理系統（ＮＥＷ ＣＮＳ／ＡＴＭ）。而作為支持這個系統的基礎設施是，建立一個與國際民航現用的分散、隔離、技術較落后的網絡與應用設施不相同的，將成為全球一體化、地空一體化的新型網絡－航空電信網（ＡＴＮ）。
新的航空電信網改變了過去航空專用、封閉式的網絡結構，在地面和地空的網絡中均采用了開放式系統互連結構，這樣就可以很方便的將空中交通管理、航空公司運營管理、飛機、航空行政管理和其他通信網絡相互連接在一起，建成一個適應民用航空界面向下一個世紀發展需求的一體化解決方案。航空電信網（ＡＴＮ）是基于開放式系統互連數據通信模式的網絡，但是，由于其中的移動網絡相對于相關的固定中介網絡而言，所呈現的終端系統的移動性超出了傳統的網絡實施的范疇。航空電信網與其他數據網的區別主要有以下幾點首先，它是專門為民用航空界提供數據通信服務的電信網；其次，它為相互連接的地面系統與機載系統間，以及相互連接的多個地面系統之間的用戶提供透明的傳輸信道；再次，它提供滿足民用航空界保證飛行安全和系統安全的通信服務；第四，它需要適應民用航空各種應用對于各種服務等級和電報優先級的要求；最后，它使用各種航空、商用、公用數據通訊網并將它們集成為一個全球一體化的航空電信網。
一、航空電信網的構成
從網絡結構來看航空電信網主要由網絡系統（ＮＳ）、中介系統（ＩＳ和ＢＩＳ）和終端系統（ＥＳ）三部分構成。
網絡系統由采用新的傳輸技術的各種子網絡組成，它是航空電信網中各系統間傳輸信息的物理媒體。新的航空電信網中的各子網絡與現行的各種子網絡有明顯的不同，它們分為局域網和廣域網。局域網用于在一個空管中心內部或一架飛機內部與各ＥＳ和ＩＳ的連接；而廣域網則用于航空地面系統之間、地空系統之間（ＩＳ或ＢＩＳ間）的連接。網絡系統中，局域網通常采用以太網、令牌環網、ＦＤＤＩ等方式；廣域網中采用分組交換、幀中繼、異步傳輸模式、ＩＳＤＮ等傳輸方式；地空網絡則采用由ＩＣＡＯ制訂技術標準中的航空衛星數據鏈、ＶＨＦ數據鏈、Ｓ模式二次雷達數據鏈、短波數據鏈等組網。
中介系統由航空電信網中域內路由器和域間路由器組成，它們負責將各種不同的子網絡連接在一起，同時按照業務級別，可利用的網絡結構來確定通過這些子網絡的數據包傳抵目的地系統的路由。作為中介系統的路由器軟件，包括ＯＳＩ參考模型的低三層以及適用于不同形式系統的路由規程，路由器要考慮網絡的互連性、服務的質量和安全以及應用業務的影響來進行發送數據。ＡＴＮ中各路由器還負責與相臨的路由器交換有關可利用的路由，它們的特性，傳至終端系統的可靠性等信息。ＡＴＮ的路由器根據其支持的規程情況又分為靜態或動態域內路由器ＩＳ和域間路由器ＢＩＳ，域內路由器在本域內使用，域間路由器則在與相臨域通信時具有應用路由政策的能力。ＡＴＮ的ＢＩＳ與ＯＳＩ標準路由器的主要區別是，它有一套支持地空通信的特別的路由政策，它支持飛機進入和離開相關地面路由域時路由起始／終止程序的動態處理，以及當使用帶寬有限的地空鏈路時地空路由器采用壓縮技術來提高效率等功能。
終端系統是航空電信網中負責各種應用業務的計算機系統。由于ＡＴＮ各終端系統需要與其他ＡＴＮ的終端系統進行端對端通信，因此，ＡＴＮ終端系統中必須包括ＯＳＩ全部七層規程堆棧來處理用于支持一種或ＡＴＮ多種應用的適當的通信，ＡＴＮ終端系統還必須具有與空管自動化系統、飛機自動化系統及與管制員、飛行員人機界面的接口。
特別需要指出的是，信息技術和通信技術的進步，已經引起了全球化的進步和發展。民用航空領域和空中交通管理領域也被深深地卷入其中。 ＡＴＮ采用在開放式系統互連結構（ＯＳＩ）的基礎上提供一個使航空通信和數據交換現代化的解決方案，解決和促進了全球民用航空不同系統之間的交互作用和集成，并可在不同的航空信息網絡之間實現完全的兼容。這個開放式系統結構對ＡＴＮ來講，是采用ＩＣＡＯ ９７０５號文件規定的、國際電聯電報電話咨詢委員會及國際標準化組織和國際電子技術委員會制定的使用Ｘ．４００來進行通信和數據交換的標準。
二、ＡＴＮ的實施與過渡
ＡＴＮ的目標是建設一個全球一體化的新型航空通信網絡，但是，涉及到在現有網絡基礎上如何過渡的問題，ＡＴＮ的實施是一項復雜的系統工程，涉及到開發、研制、實驗、生產、安裝、改裝、應用等一系列問題，而且各個國家的情況又很不相同，因此ＡＴＮ的實施是分階段、分步驟逐步實施的。
從目前來看，ＡＴＮ的實施總體上分為兩大部分。一部分是地面網絡從現用的航空固定業務電報網（ＡＦＴＮ）向ＡＴＮ地網絡過渡，主要是改進和提高現有的網絡系統，將現用的低速民航專用電報網，改建為符合ＩＳＯ標準的分組交換網，并使用國際通用標準的各種協議，同時為實現各個不同地面網絡間的互連建設，ＡＴＮ路由器，ＡＦＴＮ／ＡＴＮ網關，以及開發網絡的應用。另一部分是空地網絡部分，即從現用以模擬話音通信為主的空地通信網向全數字化的空地數據、話音通信網絡過渡，并完成ＡＴＮ整體網絡的互連。其中，空地之間的數據鏈路將根據情況采用航空移動衛星數據鏈，各種甚高頻數據鏈ＶＤＬ ＭＯＤＥ １－４ Ｓ模式二次雷達數據鏈 高頻數據鏈。為此，各種機載計算機、數據通信電臺、地面通信電臺、計算機等符合國際民航組織技術標準的設備都在研制、試驗及組織生產之中。民用航空數字化數據通信，尤其是航空衛星通信在一些國家空管部門已經開始使用。
地面部分的網關系統是基于ＩＳＯ規定的面向電文的交換標準（ＭＯＴＩＳ），并與ＴＣＰ／ＩＰ中的簡單的郵件交換規程（ＳＭＴＰ）相類似。實際上ＭＯＴＩＳ是一個完整的電文交換（郵件交換）系統，而不是一個單獨的規程，它是一個電文處理系統（ＭＨＳ）。這個標準，由于它的安全性和通過一個電報交換代理（ＭＴＡ）指示電報經過網絡各個不同的路由器傳送路由的可連接性，現已經被航空界采用。使用這個系統不僅可以與本地ＡＦＴＮ／ＡＴＮ／ＡＭＨＳ或地區網絡相連接，而且可以使用互連網服務器與全球連接。郵件服務器包括一個電報存儲設備，它由一個微軟交換服務器管理，使其象郵局那樣運行，執行各個郵箱、用戶的管理和系統各數據庫之間電報的分發與存儲。
�。粒疲裕危粒裕尉W關的作用是，在現用的航空電報存儲轉發業務的ＡＦＴＮ和將來通過ＡＴＮ互連網進行的電報存儲來轉發業務，還為稱為空中交通服務（ＡＴＳ）電報業務的航空電報處理系統（ＡＭＨＳ）之間提供互操作性。由于ＡＦＴＮ使用面向字符的異步傳輸技術，而ＡＭＨＳ使用ＩＳＯ的標準和規定在ＩＳＯ／ＩＥＣ１００２１和ＣＣＩＴＴ／ＩＴＵ－Ｔ Ｘ．４００的標準，原則上兩套文件不相符合。
隨著ＡＴＮ的開發和實施，ＡＴＮ提供了更快、更可靠的通信，ＡＭＨＳ將逐步取代ＡＦＴＮ。但目前，兩個系統將會在一個相當長的時期內共存。為了在不需要辨別是哪一種用戶的前提下，實現航空電報業務適當的端對端操作，避免在ＡＭＨＳ建設初期ＡＭＨＳ用戶數量有限尚不足以證明向ＡＭＨＳ過渡的緊迫性的情況下，網關作為提供兩個系統基本的相互工作能力開始設施。只有在一個ＡＴＳ當局負責的區域中不再有ＡＦＴＮ的終端臺和ＡＦＴＮ中心，并且不再與相鄰的航空當局使用ＡＦＴＮ互連以及在全球范圍所有ＡＦＴＮ退出運行后，網關才不再需要。
ＡＴＮ通過業務網關提供點對點和一點對多點的能力，它本身并不具備電報交換的功能，因此需要與ＡＦＴＮ的電報交換能力相配合來使用，而不是由ＡＴＮ簡單的代替ＡＦＴＮ。ＡＴＮ的主要任務是傳輸，目的是在有大量的數據時，有效地利用ＡＴＮ互連網這一高速傳輸的優勢這一基礎設施。同時，可作為向ＡＴＳＭＨＳ國際標準過渡的臨時解決方法。ＡＦＴＮ／ＡＴＮ網關的第二個任務是，給那些目前僅僅采用ＡＦＴＮ的當局與相鄰的已經開始實施ＡＴＮ的中心一個互通的機會。這樣ＡＦＴＮ的用戶可以開始以一種有限的方式學習ＡＴＮ終端系統、ＡＴＮ各路由器的實施和運作。在這種情況下，ＡＴＮ的實施可以在兩個ＡＴＳ當局的邊界處進行，即用網關將ＡＦＴＮ島和ＡＴＮ島連接起來。
每種ＡＦＴＮ／ＡＴＮ網關都作為ＡＦＴＮ的構成部分處理ＡＦＴＮ電報。作為ＡＴＮ的構成部分，根據網關的類型將ＡＴＳ電報規程堆棧并入網關；另外，一個電報傳輸和控制單元執行一套ＡＦＴＮ單元和ＡＴＮ單元間互通的通用和映射程序。
ＡＦＴＮ／ＡＴＮ網關可以使用各種硬件平臺，可以從最小配置到最復雜的配置。
１．個人計算機型平臺�；趩为毜奈⑻幚砥骱瓦\行一個多任務／多線程操作系統（如，ＵＮＩＸ），雖然這樣的平臺對于系統的冗余和故障的反應能力是有限的，但它有可能引入一些有限的冗余，特別是在數據的存儲，采用鏡向磁盤技術可以對數據的不遺失提供保證。運用在一個局域網上。同一個地點設置冗余的相同系統加上相關的交換設備，可以建成雙機熱備用方式。
２．工作站或者服務器�；诙辔⑻幚砥骰颍遥桑樱锰幚砥�，運行ＵＮＩＸ操作系統，都可以用不同的硬件生產廠家做這類硬件平臺。這類系統可以引入各種不同等級的冗余來保證系統的可靠性，如，多處理器、雙鏡向磁盤等。
�。常蒎e計算機系統。運行ＵＮＩＸ操作系統或者其他專用的操作系統，這類系統具有固有的抗御硬件故障的能力，而不影響系統各種應用功能。例如，用來支持ＡＦＴＮ中心運行的設備就屬于這類硬件平臺。它的存儲能力可以根據網關所承擔的業務量或根據所期望達到的運行水平來確定。
ＡＦＴＮ／ＡＴＮ網關軟件包括提供網關特性規定功能的通信應用軟件和操作系統軟件，還需要集成一個ＭＴＡ包或者ＭＴＣＵ（電報移交和控制單元），它的軟件是專門由實施者自行開發的。另外的軟件部分，如電報排隊的尺寸、與相鄰ＡＦＴＮ中心的鏈路的報告，鏈路、子網絡的使用、地址轉換表等也要由實施者自行開發。
網關作為一個獨立的服務器運行，負責與其他各種通信系統的連接與電報交換。這些通信系統包括有線、無線、Ｘ．２５和多接口電路板，網關的多方面適用性使其可以連接至ＬＡＮ／ＷＡＮ、以太網。并使用窗口電文應用程序接口（ＭＡＰＩ）在不同的接口之間對話。
網關與ＡＦＴＮ中心連接采用下列方法：（１）一條異步的、使用ＩＴＡ－２碼的、符合ＩＣＡＯ 附件１０程序的電路。在此情況下網關需要承擔ＩＴＡ－２和ＩＡ－５代碼的轉化；（２）一條異步的、使用ＩＡ－５碼的、符合ＩＣＡＯ 附件１０程序的電路；（３）一條符合ＩＣＡＯ附件１０程序的、編碼和比特獨立的電路或網絡；（４）如果ＡＦＴＮ／ＡＴＮ網關與ＡＦＴＮ中心同址建設，則可以使用任何物理的或邏輯的接口相連接。
與 ＡＴＮ連接可以通過與ＡＴＮ子網絡的各種接口實現。如對長途的交換可以通過Ｘ．２５、幀中繼或使用ＩＳＯ／ＩＥＣ ８８０２－２連接本地網。為了適應ＡＦＴＮ向ＡＴＮ的過渡，需要應用新型的ＡＦＴＮ終端。這種終端的軟件通過Ｅ－ｍａｉｌ來管理、處理、存儲、傳送和接收電文。它能夠在網絡上運行支持新的航空電報處理系統（ＡＭＨＳ），并且支持空中交通管制（ＡＴＣ）的地面通信，以準備將來過渡成為新ＡＴＮ和ＡＴＳ業務的一個組成部分。
地空部分則主要是采用衛星通信技術和新的甚高頻通信技術，在非雷達覆蓋區內提供以ＧＰＳ位置和計算機測算生成的仿真雷達位置、速度、高度、時間的４維顯示，為地面管制中心提供監視能力和實施飛行員與管制員之間的直接數據通信。
三、中國民航的過渡計劃
改革開放二十多年以來中國民航通信網絡的建設得到了快速的發展為了保證飛行安全和航空運輸生產的順利進行中國民航建成了專用的地面幀中繼、分組交換網，專用ＶＳＡＴ衛星通信網，民航電報自動轉報網，地空ＡＣＡＲＳ數據通信網。為各種航空數據交換提供了較好的傳輸平臺。
在世紀之交，我們面臨著信息化的挑戰，面臨向新通信、導航、監視和自動化空中交通管理系統過渡，中國民航已經決定進一步加強我國民用航空通信系統的建設，將要進一步加大地面數據網的建設。在已有的幀中繼、分組交換網的基礎上擴大網絡的規模建成包括一個主網控中心、八個主節點、三十個二級節點、一百個遠程集中器在內的覆蓋國內各機場、主干線速率達２Ｍｂｉｔ／ｓ、其他干線速率為６４Ｋｂｉｔ／ｓ——３５６Ｋｂｉｔ／ｓ的民航地面數據通訊網，為民用航空各計算機連網提供可靠、快速的傳輸保證。在下一個世紀的前５年，還將建成以局域網和計算機為基礎的、相互連網的、具有國際現代化水平的北京、上海、廣州三大區域管制中心。同時開發、研制ＡＦＴＮ／ＡＴＮ網關，通過實驗與國際ＡＭＨＳ系統或ＡＴＮ網關連網，為向ＡＴＮ系統過渡進行技術準備。在地空通信方面，除開放已經成功的進行ＡＤＳ航路和ＣＰＤＬＣ通信飛行實驗的我國西部航路外，繼續采用新技術，開放其他ＡＤＳ／ＣＰＤＬＣ航路。
