Bài thuyết trình Môn Hệ thống thông tin hàng không Đề tài Mạng viễn thông hàng không ATN Bài thuyết trình Môn Hệ thống thông tin hàng không Đề tài Mạng viễn thông hàng không ATN 1 Aeronautical Telec[.]
Trang 1Bài thuyết trình
Môn
Hệ thống thông tin hàng không.
Đề tài Mạng viễn thông hàng không ATN
Trang 2 Aeronautical Telecommunication Network (ATN): is a global inter-network that
provides digital communications necessary to the systems: air traffic service
communication (ATSC), aeronautical operational control (AOC), aeronautical administrative communication (AAC) and aeronautical passenger communication
(APC).
1 Tổng quan về ATN
Trang 3 Các ứng dụng của ATN:
- Các ứng dụng air-ground (A/G) :
+ CM (Context management).
+ CPDLC (Controller Pilot Data Link Communication).
+ ADS (Automatic Dependent Surveillance).
+ FIS (Flight Information Service).
- Các ứng dụng giữa ground-ground (G/G) :
+ Hệ thống AMHS (ATS Message Handling System).
+ AIDS (ATS Interfacility Data Communication): Trao đổi dữ liệu chuyển giao
ATS
1.1 Các ứng dụng và dịch vụ của ATN
Trang 4• Ứng dụng CPDLC (Controller Pilot Data Link Communication):
- Là ứng dụng cho phép kiểm soát viên không lưu và phi công trao đổi các thông tin hoạt động bay bằng điện văn thông qua đường truyền dữ liệu (dùng tin nhắn thay cho đàm thoại )
a Ứng dụng Air-Ground (A/G)
Trang 5• Ứng dụng ADS (Automatic Dependent Surveillance):
- Máy bay báo cáo tự động thông tin về vị trí máy bay đến người sử dụng.
- Các thông tin này được cung cấp từ hệ thống dẫn đường và hệ thống thu GPS trên máy bay
- Máy bay cung cấp thông tin cho người sử dụng trong 4 trường hợp: Hợp đồng theo yêu cầu, Hợp đồng theo định kì, Hợp đồng theo sự kiện, Hợp đồng khẩn nguy
• Ứng dụng FIS (Flight Information Service):
- Máy bay phát bản tin yêu cầu dịch vụ FIS tới hệ thống FIS ở mặt đất
- Sau khi yêu cầu, phi công nhận thông tin ATIS (Automatic Terminal Information
Service) từ các hệ thống FIS ở mặt đất qua đường truyền dữ liệu
Có 2 loại hợp đồng:
+ FIS Demand Contract (FIS cung cấp thông tin khi có yêu cầu).
a Ứng dụng Air-Ground (A/G)
Trang 6• Ứng dụng AMHS (ATS Message Handling System):
- Cho phép các điện văn ATS được trao đổi giữa những người sử dụng dịch vụ này
- Điện văn ATS bao gồm nhiều loại điện văn phục vụ công tác ATS như dịch vụ
kiểm soát không lưu (ATC); Dịch vụ thông tin bay (FIS); Dịch vụ cảnh báo.
b Ứng dụng Ground-Ground (G/G).
Trang 7• Ứng dụng AIDC (ATS Interfacility Data Communication):
- Cho phép trao đổi thông tin giữa các trung tâm ATS nhằm hỗ trợ cho các chức năng kiểm soát không lưu (ATC) như thông báo các máy bay tiếp cận vùng thông báo bay FIR (Flight Information Region), chuyển giao quyền kiểm soát và liên lạc với chuyến bay
b Ứng dụng Ground-Ground (G/G).
Trang 8• Yêu cầu: Dịch vụ truyền tin Internet của ATN phải phù hợp với các chức năng của
ES, IS để cung cấp cho người dùng nó (những lớp trên) thông qua giao tiếp với lớp Transport
+ ES của ATN phải có khả năng hỗ trợ Internet ATN bao gồm: lớp Transport, lớp Network
+ IS của ATN phải hỗ trợ các yêu cầu lớp network một cách thích hợp theo sự phân chia lớp
• Mục đích:
+ Cung cấp dịch vụ dùng chung cho tất cả các ứng dụng truyền tin
+ Có thể kết hợp, sử dụng cơ sở hạ tầng, mạng liên lạc ở những nơi có thể
+ Cung cấp dịch vụ truyền tin bảo mật, an toàn cho các ứng dụng ATSC, INSC và sự phân phối dữ liệu người dùng kịp thời, chắc chắn
+ Cung cấp nhiều lớp dịch vụ khác nhau theo yêu cầu của các dịch vụ ATSC, AINSC và chính sách về việc liên kết mạng và tìm đường đi
c Dịch vụ truyền tin Internet (ATN Internet
communication service).
Trang 9 Dịch vụ truyền tin của các lớp trên sẽ bao gồm:
+ Lớp session (lớp 5).
+ Lớp Presentation (lớp 6).
+ Cấu trúc thực thể ứng dụng (Application entity-AE).
+ Thành phần dịch vụ điều khiển kết hợp (Association Control Service Element-ACSE).
+ Thành phần dịch vụ ứng dụng (Application Service ASE) và Đối tượng dịch vụ ứng dụng (Application Service Object- ASO).
Element-+ Chức năng điều khiển (Control Function-CF).
d Dịch vụ truyền tin của các lớp trên(Upper
Layer Communications Service).
Trang 10→Các thành phần chủ yếu của mạng ATN gồm: ATN Routers, End systems, Subnetworks.
1.2 Các thành phần cơ bản của mạng ATN.
Trang 11 ATN routers là các hệ thống trung gian (IS) Về mặt cấu trúc ATN router được phân thành 3 lớp tương ứng với 3 tầng thấp nhất trong mô hình tham chiếu OSI thực hiện chức năng truyền dữ liệu, định tuyến và liên kết các phân mạng khác nhau.
a ATN Router.
Trang 12 Phân loại:
- Phân loại theo giao thức được hỗ trợ:
+ Router nội miền:chỉ sử dụng trong 1 miền định tuyến ATN (nội bộ).
+ Router liên miền: là các router BIS (Boundary Intermediate System) mà nó hỗ trợ IDRP (Inter-Domain Routing Protocol) và định tuyến các PDU đến nhiều hơn 1 miền định tuyến.
- Phân loại theo chức năng liên kết:
+ Backborne BIS (BBIS): là router chủ yếu định tuyến các PDU giữa các miền định tuyến và không hỗ trợ các End System.
+ End BIS: định tuyến các gói PDU giữa các routing domain và kết nối với các End System.
- Phân loại theo lớp chức năng sử dụng liên miền:
+ Ground-Ground Router: liên kết các subnetwork cố định trên mặt đất.
+ Air-Ground Router: liên kết subnetworks mặt đất và subnetworks trên không.
+ Airborne Router: là router trên máy bay.
a ATN Router.
Trang 13● Cấu trúc ATN Router (theo OSI): gồm 3 lớp thấp nhất của OSI: Physical, Data
link và Network
a ATN Router.
Trang 14● Các giao thức cho từng tầng:
+ Network: IDRP, CLNP, SNDCF, X25, PLP
+ Data Link: LAPB
+ Physical: giao tiếp trựctiếp với mạng chuyển mạchgói
IDRP: là giao thức trao đổi thông tin định tuyến giữa các routers khác miền.
IS-IS: là giao thức trao đổi thông tin định tuyến giữa các routers trong 1 miền.
ES-IS: là giao thức trao đổi thông tin định tuyến giữa router và End System.
a ATN Router.
Trang 15Chức năng:
● Routing Information Exchange (IDRP, IS-IS, ES-ES): có thể trao đổi thông tin định tuyến với hệ thống liền kề
● Data Relay (CLNP): chuyển tiếp dữ liệu theo đúng thông tin
● Subnetwork control (X.25, LAN):
+ X.25:
- Điều khiển các cuộc gọi đến và đi, nhận và gửi các gói, thu thập và tháo rời các gói
- Sử dụng kênh ảo (Virtual Circuit) cho kênh logic trong X.25
- Sử dụng V.11/X.21 hoặc V.24/V.28 cho giao diện vật lý
+ Lan:
+ Dùng phương pháp truy cập CSMA/CD và LLC loại 1 cho liên kết logic
a ATN Router.
Trang 16a ATN Router.
Trang 17a ATN Router.
Trang 18♦ Là một ATN System hỗ trợ một hoặc nhiều
ứng dụng và nó là nguồn hoặc đích đến cho
các gói PDU
♦ Hệ thống cuối ATN trao đổi dữ liệu với các
hệ thống cuối ATN khác trong mạng nhằm
cung cấp các dịch vụ thông tin liên lạc giữa
2 đầu cuối (end to end) cho các ứng dụng
của ATN End System có cấu trúc hoàn toàn
tuân thủ theo mô hình OSI
b End Systems.
Trang 19c Subnetworks
Trang 20● Môi trường truyền dữ liệu của ngành hàng không như hình trên được xem là 1 kiến trúc liên mạng.
● Kiến trúc liên mạng cung cấp tính linh hoạt cao nhất trong thiết kế, quản lý và điều khiển từng subnetwork độc lập đồng thời cho phép mỗi subnetwork được sử dụng tối ưu trong môi trường riêng của nó Khi đó, một mạng toàn cầu thống nhất phục
vụ tất cả các quá trình trên máy bay và dưới mặt đất mà không bắt buộc một mức chuẩn hóa cao và quản lý nghiêm ngặt
● Dữ liệu qua mạng ATN được hỗ trợ bằng 3 dạng phân mạng thông tin:
+ Ground-Ground Subnetworks
+ Air-Ground Subnetworks
+ Avionics Subnetworks
c Subnetworks
Trang 21■ Ground-Ground Subnetworks (phân mạng mặt đất): thông thường là các mạng
- LANs thường dùng để liên kết ESs và ESs
- WAN thường dùng cho liên kết giữa ISs và ISs
→ Mục đích: để kết nối các quá trình ứng dụng ở mặt đất với các quá trình ứng dụng khác nhau trên mặt đất, cũng như cho phép kết nối các quá trình ứng dụng ở mặt đất với các quá trình truyền dữ liệu tại mặt đất nhằm để truy cập các quá trình ứng dụng thường trú trên máy bay
■ Air-Ground Subnetworks (phân mạng không địa): có nhiệm vụ đảm bảo việc kết
nối giữa các người sử dụng phân mạng mặt đất với người sử dụng phân mạng trên không
■ Avionics Subnetworks (phân mạng trên không): Các mạng LAN sẵn có trên máy
bay là các phân mạng trên không
c Subnetworks
Trang 22Yêu cầu định tuyến:
Duy trì tính sẵn sàng của đường truyền thông tin ngay cả khi có sự cố trên mạng
Báo cáo tất cả các lộ trình sẵn có tới mỗi đầu cuối
Báo cáo khi mất hay thay đổi lộ trình
Cung cấp thông tin cần thiết trên mỗi lộ trình cho việc lựa chọn các lộ trình theo yêu cầu ứng dụng, yêu cầu tổ chức
Cơ sở miền định tuyến (Routing Domain):
Mạng ATN gồm một tập các End-Systems (ESs) và một tập các Intermediate Systems (ISs)
End-Systems đươc xem là nguồn và đích của tất cả dữ liệu và cũng là nơi các ứng dụng hoạt động
ISs được biết là các Routers và chuyển tiếp các gói PDU từ 1 hệ thống tới hệ thống khác
1.3 Định tuyến và quản lý địa chỉ trong mạng
ATN.
Trang 23♦ Định tuyến nội bộ miền (Intra-Domain Routing): là cách định tuyến các gói PDU đi
từ nguồn đến đích mà cả nguồn và đích cùng nằm trong một miền Định tuyến nội
bộ miền bao hàm một hay nhiều ISs có khả năng định tuyến các PDU qua miền
♦ Định tuyến liên miền (Inter-Domain Routing): liên quan đến định tuyến liên miền với nhau Sau khi nhận thông tin định tuyến, các router phải xây dựng bảng định tuyến
Mọi hệ thống với địa chỉ NSAP (Network Service Access Point) được định nghĩa với tiền tố địa chỉ như nhau thì được xếp chung miền định tuyến
Cơ bản có 2 loại miền định tuyến:
+ End Routing Domain (miền định tuyến cuối): định tuyến các PDU tới và ra khỏi các End-System trong miền định tuyến của nó
+ Transit Routing Domain (miền định tuyến chuyển tiếp): sẽ định tuyến giữa
1.3 Định tuyến và quản lý địa chỉ trong mạng
ATN.
Trang 241.3 Định tuyến và quản lý địa chỉ trong mạng
ATN.
Trang 251.3 Định tuyến và quản lý địa chỉ trong mạng
ATN.
Trang 26■ Yếu cầu địa chỉ mạng:
- Mỗi end-system được chỉ danh bằng một địa chỉ mạng có giá trị trên toàn mạng ATN Địa chỉ mạng ATN có cú pháp, ngữ nghĩa tuân theo nguyên tắc đặt địa chỉ ISO/IEC 8348
- Phương pháp định địa chỉ NSAP được phát triển trong mạng ATN để cung cấp địa chỉ mạng ATN cho các End-System và các Intermediate-System được đặt ở ranh giới các subnetwork
■ Các tính chất của địa chỉ mạng ATN:
● Về kỹ thuật:
- Chỉ định rõ ràng cả nguồn và đích đến của điện văn
- Được dùng cho cả điện văn thiết lập và điện văn hủy bỏ liên kết
- Sử dụng cho cả môi trường truyền tin cố đinh và di động
- Thuận lợi cho tách, mã hóa/nén thông tin địa chỉ và phù hợp với từng subnetwork
1.4 Phương pháp đánh địa chỉ mạng và quản
lý địa chỉ ATN.
Trang 27- Không lệ thuộc vào địa chỉ nguồn.
- Không phải chỉ định hay loại trừ bất kỳ lộ trình riêng nào giữa nguồn và đích
- Độc lập với sự thay đổi của cấu hình mạng
● Về quản lý:
- Thỏa mãn các yêu cầu của nhà cung cấp ATS và AOC
- Thỏa mãn yêu cầu phân đường theo quốc gia, tổ chức
- Giao quyền điều khiển cấp địa chỉ mạng, định nghĩa khuôn dạng, định nghĩa mã sử dụng cho nhà quản lý phân mạng
- Phù hớp với các tiêu chuẩn truyền thông trong mô hình OSI của ISO
- Tương thích với các địa chỉ hàng không đang tồn tại (ICAO, SITA,…) nếu được
1.4 Phương pháp đánh địa chỉ mạng và quản
lý địa chỉ ATN.
Trang 28■ Cú pháp địa chỉ ATN NSAP: gồm 3 trường như sau:
Area Address: tiền tố của địa chỉ NSAP
System Identifier: là phần nhận dạng hệ thống ES hay IS
Selector (SEL): nhận dạng người sử dụng dịch vụ mạng hay thực thể hệ thống
■ Khuôn dạng địa chỉ mạng NSAP:
1.5 Biểu diễn địa chỉ ATN NSAP.
Trang 29▪ Initial Domain Part (IDP): phần đầu tiên của địa chỉ miền, do ISO và ITU qui định
để phân biệt các phân mạng khác nhau
1.5 Biểu diễn địa chỉ ATN NSAP.
Trang 30■ Các trường địa chỉ mạng NSAP:
1.5 Biểu diễn địa chỉ ATN NSAP.
Trang 31 AFI (Authority Format Identifier): cho biết loại NSAP được sử dụng Giá trị thập
phân của nó được ấn đinh AFI=47
IDI (Initial Domain Identifier): chỉ định cơ quan chủ quản là ICAO Giá trị của nó
ấn định IDI=0027
VER (Version): dùng để phân miền địa chỉ mạng ATN thành các miền con.
1.5 Biểu diễn địa chỉ ATN NSAP.
Trang 32 ADM (Administration): dùng để phân chia chi tiết hơn miền địa chỉ mạng do VER
chỉ định (một quốc gia hay một tổ chức của ICAO) ADM dài 3 byte, biểu diến tùy theo giá trị của VER
RDF (Routing Domain Format): là trường có khi xây dựng NSAP và hiện không
sử dụng Do đó, RDF được ấn định là [0000 0000]
ARS (Administrative Regional Selector): chỉ dành cho các miền định tuyến nằm
bên trong quốc gia hay tổ chức được chỉ định bởi ADM
1.5 Biểu diễn địa chỉ ATN NSAP.
Trang 331.5 Biểu diễn địa chỉ ATN NSAP.
LOC (Location): trường này được dùng để:
+ Phân biệt khu vực vùng định tuyến bên trong miền định tuyến cố định
+ Phân biệt khu vực định tuyến và miền định tuyến bên trong máy bay được nhân diện bởi trường ARS
Subdomain Group (1 byte): để chia một miền thành nhiều nhóm.
Trang 34 SYS (System Indentifier): sử dụng để nhận diện duy nhất một ES hoặc IS.
SEL (NSAP Selector): sử dụng để nhận diện thực thể mạng ES hay IS hoặc quá
trình người dùng dịch vụ mạng chịu trách nhiệm hình thành hoặc nhận các đơn vị
dữ liệu dịch vụ mạng
1.5 Biểu diễn địa chỉ ATN NSAP.