民航中小机场信息网络基础建设和解决方案研究
Study for InFORMation Network Foundation Construction and Resolve Scheme of Medium and Small Airport of Civil Aviation
(发表在《中国民用航空》2003第5期)
摘要：本文从中小机场信息化的角度对中小机场网络现状和需求进行分析，讨论中小机场信息网络建设定位的方法和原则，阐述了完善的中小机场信息网络应具备功能，并且以合肥骆岗机场信息网络工程为典型案例给出具体的解决方案。
关键词：民航、机场、网络、建设、方案
Keyword : Civil Aviation Airport Network Construct Project
导言
以信息技术为主导的新经济时代已经来临，为在信息化浪潮中取得领先地位，一场信息化的浪潮正在中国民航业掀起，在民航信息化“十五”规划中更是提出了明确的目标：基本实现政府和企业信息化，完善信息网络基础设施，基本实现电子政务。其中信息网络基础建设是整合民航空管系统、旅客订座系统、机场离港系统、办公自动化等各个信息系统、开发各类扩展应用的基础。不少民航管理局、机场、航空公司等在信息网络基础建设方面都有了很大的发展，都已经或准备进行信息网络基础建设。笔者在进行合肥骆岗机场网络建设过程中，考察分析了不少的国内机场信息化现状，发现目前国内机场信息化发展程度很不平衡，其中中小机场的信息化程度与国内大机场相比存在不少差距，由于国内中小型机场的构成和环境的相似性，特撰文讨论中小机场信息网络基础建设思路，并以合肥机场网络工程为典型个案进行分析，希望能对中小机场信息化建设提供借鉴参考。
在民航发展“十五”计划中，信息化建设被列为“十五”期间三大建设重点，机场的网络基础建设是集成整合民航各个信息系统，开发各类应用的平台，是信息化建设的基础工程。网络基础建设的程度与优劣对提高民航信息化整体水平和民航企业核心竞争力将产生重大的影响。国内的大型机场如首都国际机场等经过多年的规划建设一般都已经完成大部分的基础工程，而中小型机场由于认识、资金等方面的原因，在网络基础建设上和各大机场有着明显的差距，所以加强对中小机场信息化现状、需求研究十分必要，下面结合笔者实际的工程建设经验探讨中小机场信息网络基础工程的原则、需求与目标，讨论如何规划和建设一个高可用性、高安全性、较好的成本有效性的网络，并以合肥骆岗机场的信息化解决方案为案例进行具体的分析。
一、中小机场网络现状和需求分析
目前我国已拥有通航的机场143个，在用民航运输机场121个，其中能起降B747等大型飞机的机场19个，目前，全国所有的直辖市、省会、自治区首府以及沿海开放城市和主要旅游城市都拥有较现代化的民用机场，一些边疆地区、少数民族地区、地面交通不便地区也拥有相应规模的民用机场。本文内中小机场是定义为飞行区等级在4D以下，年吞吐量在100万人次以内的民用机场，比较来看中小机场在数量上占了绝大多数，而大部分的中小机场在功能、机构设置及机场总平面布局上有不少相似之处，在信息化的建设和发展水平上虽有参差但总体来看差别不大，这为我们研究中小机场信息化建设规律了提供条件。
1.中小机场网络现状分析：大部分的机场都重点建设和完善了航班信息系统、外场指挥调度系统、离港系统、财务系统以及设备能源管理系统，但是各成系统，没有一个完整的机场局域网络系统对现有的资源进行互联互通，资源共享，造成了资源的极大浪费。机场内的构筑物除了新建和扩建的部分楼宇内有综合布线系统外，绝大部分旧建筑没有进行过弱电建设与规划，也没有综合布线系统，所以中小机场信息化基础建设不但要考虑到铺设机场主干网联结各分散的楼宇，更要在解决方案中考虑到对分散信息系统的集成和利用，提供相应的接口。
2.拓扑结构对比选择：目前网络拓扑结构主要有：星型结构、总线型结构、树型结构、网状型结构、蜂窝状结构等，其中应用最多的是星型网拓扑结构。星型拓扑结构相对于其它网络拓扑结构具有很多优点：1、结构简单，便于管理2、控制简单，建网容易，富于扩展性3、网络自延迟时间较小，传输误差较低。星型拓扑结构也将是中小机场网络最佳的网络拓扑结构。
3.机场网络具有以下几条特点：根据民航这个特殊行业的具体需求，最显著的特点如下：1、中小型网络规模、节点不多但物理位置相对分散2.网络带宽要求适中，且覆盖范围较大、3.应用面多且相对复杂4.有远程连接需求，并可提供内部Internet服务。
4.综合布线需求分析：在机场的网络建设中，系统的良好运行须以布线为基础，布线可以比喻为一个系统的神经网络，因此建立一个开发灵活、系统的、全面的、并能满足不断发展变化的综合布线系统，为保障基础网络系统良好运行起到巨大的作用。由于历史的原因旧建筑基本上没有综合布线，建筑物内各弱电系统，如数据、语音、图像、安全保卫，消防报警、楼宇自控、公共广播，闭路电视等，各自独立布线，传输介质和输出端口各不相同，设计安装标准不统一，传统布线存在许多缺点。在信息化过程中必须进行建筑的弱电改造。推荐中小机场综合布线系统采用结构化布线系统，按工作区、水平、垂直和管理设备间、总设备间、建筑群间的布线方式，根据各个系统的布线要求，统一选择线缆型号规格及统一安排线缆的敷设管道和出入点，以便尽量避免各系统间的相互干扰和重复投资造成的浪费。
5.结论：由中小机场总平面特征、构筑物的功能结构及应用特点,中小机场网络应该属于中小型网络。在高速网络的选择中，快速以太网及千兆以太网是性能价格比最好的，中小机场网络的中小型网络特征决定了它适合采用星型拓扑结构的快速以太网或千兆以太网来进行组网。由于中小机场构筑物的分散布置，从网络中心机房联结分散的楼宇距离较远，超过了铜缆的敷设距离，必须采用光缆布线结构。随着今后电脑系统升级加快、运行速度的不断提高，有条件的机场优先考虑采用单模光缆可以实现千兆主干网，这样随时可以平滑的过渡到万兆网络。在楼宇的综合布线方面以可靠性和安全性作为布线系统设计的重要原则，采用结构化布线方式建立一套投资合理、高效、先进的开放型布线系统。
二、中小机场信息网络建设原则
从功能上分析，中小机场信息网络具备中小网络的基本特点，可被划分到中小网络类型，根据中小机场资金状况确定投资规模，其建设必须符合高带宽及高性能、面向应用(QoS)、可用性与可靠性、兼容性、开放性和可扩充性、可管理性与可维护性、安全性等原则，在此基础上进行细致的需求分析和统一规划设计，在建设了机场主干网络后按需建设各个机场二级机构的局域网，局域网的建设时间和规模是由各不同部门的发展状况与用户需求情况决定的。采取适度控制投入规模规避风险，保持投入与产出的平衡。按照超前规划、分步实施的策略在进行网络规划时充分考虑到网络的扩展性，并分阶段对网络进行实施与构建。总之，通过“统一规划、分步实施、按需建设、以建促用、逐步完善” 的策略，以强调实效性和满足实际需求为主，来确定了网络方案的原则：
1，实用性和可扩充性
网络建设主要以注重实用和可扩充为原则，采用技术成熟、产品实用的网络设备，使整个网络高速、可靠，并能提供不同类型的网络接口和互联手段，建成具有广泛连接能力的网络平台，能够在现在和将来适应技术的发展，并且实现数据通信、语音通信、图像传输。整个系统是可扩充的，以便将来发展时，很容易将设备扩充进去。
2，稳定性和安全性
网络要求具有较高的容错性能，作为承载众多业务信息流交互的网络系统，既要求所采用的网络设备必须具有极高的可靠性，同时也要求网络拓扑不允许出现单点故障，以提高整个系统的可用性。具体措施包括热备份、负载均衡、冗余设备/ 链路等，以保证整个网络平台的平稳运行。安全解决方案应能同时防范外部攻击和内部攻击。同时，作为信息基础设施的一部分，必须注意保证整个系统的可管理性和整个系统的安全性、可靠性。网络在加载安全策略后，不应给网络性能带来瓶颈。
3，经济性和灵活性
网络平台应具备对多协议的支持能力，同时具有良好的扩展性和灵活性。考虑对现有的各个系统的兼容性，并在网络规模扩大以及对网络性能的要求更高时，可以非常容易的以现有平台为基础对网络规模进行扩充，避免对原有网络投资的浪费。，尽可能降低造价，有效地控制系统集成地成本，在合理地范围内控制系统成本，即追求最高地性能价格比。能够满足灵活应用的要求，即任一信息点能够连接不同类型的设备，如计算机、打印机、终端或电话、传真机等。
4，可维护性与易管理性
网络是本系统得以正常运行的基础，必须要有切实可行的管理措施，来保证网络系统高效、可靠、安全地运行。网络的维护和管理性对网络的正常运行非常重要，需要网络系统具有良好的可管理性，网管系统具有监测、故障诊断、故障隔离、过滤设置、灵活实现用户级别的设置等功能，同时应尽可能选择集成度高、模块化结构的产品,以便于系统的管理和维护。采用多种技术手段保证整个网络平台的易维护性，实现在不影响网络整体运行的情况下实现对设备进行维护等。
5，高性能和高效率性：
系统性能是系统集成中最重要地因素，是系统现代化程度地标志。系统性能应包括以下几个方面：系统地实时响应和控制能力;网络服务器在线事务处理的能力;网络的吞吐能力;通信的传输速率和带宽。宽带网络系统将承载大量的信息交互，对网络设备的性能要求极高，由于网络系统存在大量的子网，所以核心交换机必须在满负荷情况下在第二层、第三层甚至第四层达到线速度。要求网络必须对不同的应用提供不同的服务优先级。
三、中小机场网络要完成的基本功能：
1.采用快速以太网技术，满足办公自动化软件运行的需要，提供网络运行平台。
2.提供内部电子邮件服务。
3.网内WEB信息发布和浏览。
4.对上级部门提供网络系统接口，对下级部门提供电话拨号的远程接入功能。
5.为内部用户提供安全的INTERNET接入服务。
6.提供空管信息系统、离港系统、财务管理系统和人事管理系统的接口，以便整合整个机场的信息资源，避免造成信息孤岛。
四、合肥骆岗机场网络系统解决方案分析
合肥骆岗机场位于安徽省会合肥郊区，飞行区等级4D，跑道长3000米，全宽60米，可供波音767同类及其以下飞机起降。停机坪面积为65000平方米，可同时停放8架大中型飞机，候机楼面积12000平方米，可供高峰小时750人使用，年设计旅客吞吐量150万人次，候机楼停车场面积15000平方米，是典型的中型机场。合肥骆岗机场在2002年根据华东管理局的要求和自身发展的需要，规划并建设了局域网工程，通过抓好工程项目的规划、组织与管理，构筑了具有高可用性、高安全性、较好的成本有效性的局域网络，使得合肥机场的信息化解决方案具有高性能、全线速交换、千兆主干，高扩展能力，灵活、高效、可靠的广域网连接以及网络管理方便等特点，圆满的完成整个系统的建设。通过对这个典型解决方案的分析，对准备网络基础建设的机场具有参考的价值。
合肥机场办公楼为5层两侧办公楼，网络中心设在合肥机场办公楼，中心机房设在4楼中心位置。在网络拓扑结构上，以合肥机场办公楼为网络主节点，以机场内各独立楼宇为二级节点，构成网络的主干，构成百兆以太网作为网络主干，10/100Mbps到桌面的星型网络拓扑结构。整个网络由网络中心以及各个子网组成。其中网络中心是整个网络的主干系统，是网络的总节点，各子网是功能子网，在其上建立相应的网络环境，实现具体的应用。考虑到光缆使用的长期性和快速的技术发展，光缆全部采用单模光纤，光纤两端以光纤收发器进行连接。机场内建筑物之间的物理连接上选用光缆布设方式时，考虑到采用架空方式布设是所有安装方法中成本最低的，而且机场有现成的电线杆和现成的电缆布设路径，确定采用架空布线法，个别不能架空的线路采用地埋光缆。各楼采用4芯或6芯单模光纤连接到网络中心，实现千兆主干。各个二级机构办公楼均预留信息接入点和一台边缘交换机设备，以备少量计算机接入。现阶段光纤两端以100M光纤收发器进行连接，并不对二级机构楼宇进行综合布线，今后可以随时进行升级。
在综合布线方面，对合肥机场办公楼进行了改造，建立网络中心机房。综合布线采用集中结构，整个办公区的所有双绞线共160条都拉到机房中，双绞线直接端接在机柜内的模块化配线架上。布线标准选用超5类产品，实现10/100Mbps到桌面，每个工作位是一个双孔插座：一个电脑插座，一个电话插座(个别工作站设双语音插口)。机柜端采用48口模块式配线架，电话与电脑可任意互换。
交换机采用CISCO公司产品、服务器采用COMPAQ公司产品、路由器采用采用上海博达公司产品、防火墙采用北京天融信公司产品。
本网络系统采取分布式二层结构：核心层、接入层(见“民航安徽省管理局计算机局域网拓扑图”)
1，核心层交换机
网络核心层位于合肥机场办公楼4层，由一台高性能交换机和路由器及专业级防火墙构成。其主要任务是为整个网络提供交换、路由骨干，完成网络数据流的中央汇聚及分流。同时，网络核心还负担与外部网络的交换。在网络中心还为各种企业数据库服务器及VOD服务器、Email服务器、Web服务器等提供高速连接。
2，接入层交换机
网络接入层是位于合肥机场办公楼和机场内各二级机构办公楼，通过光纤及收发器连接到合肥机场办公楼中心交换机,其中到候机楼的光纤采用6芯的单模光缆，其余均采用4芯单模光缆。
3，服务器
服务器是网络的核心，必须选用数据吞吐量大、运算速度高且稳定性强的专业级服务器。根据合肥机场的具体情况，选择了一台企业级服务器和二台部门级服务器作为企业数据库服务器、Email服务器、Web服务器 。所有的服务器均有外接的热插拔硬盘位，便于扩充硬盘。
4，软件分析
软件的应用是局域网的灵魂。为了将各种PC机、工作站、终端设备和局域网连接起来，并与有关广域网相连，形成结构合理、内外沟通的计算机网络系统，最终选用的系统软件主要为Microsoft 公司、Lotus公司及瑞星公司产品。服务器操作系统采用了Windows2000 高级服务器版，工作站主要使用Win98和Win2000以及winxp。应用软件拟采用民航综合信息管理系统。
5，网络运行现状和展望 目前本套系统已实施完成，处于安全的运行状态，提供了简单、有效、便捷的办公环境，一方面缩短了民航与外界的距离，利用电子邮件和internet等服务，扩大了机场服务的范围，提升了机场服务的层次;另一方面，构建了管理信息系统的网络基础，为合肥机场今后的民航综合信息管理系统的运行准备了条件。通过硬件环境的建设以及软件环境的安装，使合肥骆岗机场真正体会到网络建设对信息化发展的巨大推动作用。
结语：网络技术的飞速发展为提高民航企业的效率和核心竞争力提供了强有力的推动作用。民航信息化的发展必然要依靠高性能、高速度的设备来支撑，同时还必须利用这些设备实现更加高效的网络服务。从合肥骆岗机场网络解决方案可以看出，合肥机场网络铺设了万兆网络基础，让合肥骆岗机场占领万兆网络的制高点。信息网络基础工程的建设成功使合肥骆岗机场踏上了坚实的信息化跑道，进入一个全新的发展时期。号召加强对中小机场信息化建设的研究，广泛收集中小机场的信息化基础建设解决方案，分析中小机场信息化建设共性和对已经建设的成功解决方案进行介绍推广十分必要，其重要意义将在今后相当长的一段时间内得到显现。
（本文仅代表作者观点，中国民用航空网保持中立。）
