新航行系统通信子系统.ppt

1) 机密机制——用于保证机密性。一般采用基于公钥的对称加密或非对称加密算法； 2) 数字签名——用于身份认证、数据完整性和不可抵赖性，一般采用基于私钥的非对称加密算法和哈希函数； 3) 密钥协商——用于建立密钥，一般采用基于私钥的非对称加密算法； 4) 信息认证码——用于身份认证和数据完整性，一般采用带密钥的哈希函数。 ATN系统及其功能 下面以CPDLC应用为例介绍加密服务的流程。 ? 飞机发送一个CM登陆信息时， 使用数字签名机制； ? 地面CM系统取得飞机和地 面CPDLC应用的公钥认证， 以验证使用数字签名机制的 CM登陆信息是否有效； ATN系统及其功能 ? 地面内容管理 地面CPDLC ? ATN公钥基础设施 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 地面的CM系统通过密钥协商机制获得一个CM会话密钥； ? 在地面CM加标签的响应报文中，使用信息认证码机制，发送自己的公钥证书和地面CPDLC应用的公钥； ?飞机利用密钥协商机制获得一个CM会话密钥； ? 飞机利用信息认证码机制检查CM响应报文中的标签； 这些操作提供了CM地面系统身份确认，登陆响应信息的 ATN系统及其功能 来源和完整性，飞机传来的CPDLC密钥。 ? 当地面CPDLC向CM要求一个特点飞机的ATN网络地址的时候，同时获得飞机的公钥； ? 地面CPDLC使用密钥协商机制获得一个CPDLC会话密钥； ? 飞机使用密钥协商机制获得一个CPDLC会话密钥； ? 使用信息认证码机制进行安全的CPDLC通信。 ATN系统及其功能 这样飞机和CPDLC地面系统就可以确认另一端的身份，并且可以保证数据的来源和每一条信息的完整性。 我国ATN的发展——因为国内不同地区通信系统的不平衡性，影响ATN实施的因素也不同，所以我国民航ATN的发展和建设正在分阶段进行。 第一阶段，建立国内ATN基础框架； 第二阶段，在第一阶段基础上，重点研究并实施ATN的空地通信部分。 ATN系统及其功能 充分发挥ATN网络支持空地通信的特性，并完成国内ATN网络与全球ATN网络的互连在国内部署VDL模式2地面站，实施其他ATN应用，如ADS、CPDLC等。这一阶段计划从2006年开始，到2015年底完成。届时，中国民航将建成国内比较完善的空地一体化ATN网络。 ATN系统及其功能 CPDLC的应用 在CPDLC应用中，机载CPDLC系统简称为ATCComm，是飞机上用于和地面系统的对等CPDLC实体之间进行通信所需的，包括软件系统在内的所有组件和单元。 与ATCComm相对应，CNS/ATM工作站系统就是CPDLC的地面对待对等体。 ATCComm与CNS/ATM工作站等CPDLC应用实体具有通过ATN实现建立、管理和终止的能力。 ATN系统及其功能 连接建立之后，飞行员可以通过ATCComm与地面的管制员互相交换报文。当接收到报文后， CPDLC应用实体将其中的数据单元解码，并判断该报文的性质，根据报文的性质做出各种反应。 CPDLC为飞机与地面ATC服务提供了数据通信能力。基本的服务包括与与空中交通管制过程相对应的一系列放行、信息、请求报文元素。这些报文元素包括高度分配、穿越限制、侧向偏移、航路变更和放行、速度 ATN系统及其功能 分配、无线频率分配以及各种信息的请求。 飞行员可以通过报文做出响应、申请放行、报告信息、宣布或放弃紧急状态；管制员可以通过报文来实现放行、请求报告、分配频率等几乎所有的管制操作。另外CPDLC还为管制员和飞行员提供了自由格式报文的功能。 CPDLC的连接是指CPDLC应用之间的端到端通信。在AFN/CM的连接建立成功之后， CPDLC的连接就可以。 ATN系统及其功能 通过CM过程飞机和地面之间的有效地址交换，相应的CNS/ATM工作站系统会与ATCComm建立一个连接。工作站系统向飞机发送CPDLC连接请求，如果一切正常， ATCComm会接受连接请求，这样连接就成功建立起来了。 通过这个连接，管制员和飞行员之间可以可以进行正常的报文通信。 ATN系统及其功能 CPDLC与ADS不同，考虑到空中交通管制的安全性需要，一个飞机只能和一个管制单位之间进行CPDLC通信，也就是说在任意时刻只有一个CNS/ATM工作站能够与飞机进行正常的CPDLC通信，对飞机进行管制。称这个管制单位为当前管制单位（CDA），飞机将要进入的下一个管制区的管制单位被称为下一管制单位（NDA）。 ATN系统及其功能 移动终端：INMARSAT通信有几种不同的移动通信系统通过一系列终端向用户提供不同的服务。 INMARSAT系统开始时所用的终端主要是水上移动通信终端，也称为船站(SES)。船站具有海上遇险报警功能，这是海上航行船舶必需具备的功能。安装在船上的船站经过所选择的卫星和