AirLink技术白皮书-面向无人化系统的通控可信一体化连接中枢

AirLink 通控可信一体化技术白皮书 

AirLink — Trusted Connectivity, Control & Data Sharing Infrastructure for Unmanned Systems

产品概述

1.1 产品定位

AirLink 是面向无人化系统的通控可信一体化连接中枢，为无人机、无人车、无人船、机器人及其他无人化平台，以及地面控制站和地面指挥中心，提供统一的通信接入、控制适配、可信保护、数据存储和分布式数据共享能力。

随着无人化系统从单平台独立运行向多平台协同、异构系统互联和分布式自主作业发展，传统通信设备、飞控接口、地面控制软件和数据平台之间往往存在接口不统一、协议适配成本高、网络相互割裂、跨节点数据难以共享以及可信管理能力不足等问题。

AirLink 希望通过统一的软件服务架构和可配置的硬件接口，将不同厂商、不同通信链路、不同无人平台和不同地面任务系统连接起来，使无人化系统能够在既有设备和软件基础上逐步实现互联互通。

AirLink 不要求替换原有飞控、载具控制器或地面控制系统，而是通过 SDK 适配、半透明传输、多链路调度和标准化数据服务，为既有系统增加可信连接和分布式协同能力。

AirLink 既可以作为单台设备部署，也可以作为地面侧通信节点，还可以由多个 AirLink 节点组成集群，形成连接地面指挥系统与无人化平台的分布式通信和数据共享网络。

1.2 产品设计理念

AirLink 的设计遵循以下原则。

第一，连接优先。不以替换既有无人平台为前提，通过标准接口和协议适配降低异构系统接入成本。

第二，控制解耦。AirLink 提供控制接口适配、指令校验和转发能力，但不默认替代原有飞控或载具控制器。

第三，可信内生。将身份认证、访问授权、通信加密、数据访问控制和安全审计纳入系统架构，而不是在通信功能完成后再叠加安全组件。

第四，数据共享。不仅解决点对点通信，还支持内网实时数据共享、外网跨网络数据分发以及多节点之间的协同。

第五，软硬件可演进。通过统一的软件服务架构，使不同硬件配置和不同部署形态能够共享核心技术能力，并根据应用场景逐步扩展。

二、AirLink 的总体架构

AirLink 由硬件接口层、通信连接层、控制适配层、可信安全层、数据存储层和数据共享层构成。

2.1 硬件接口层

硬件接口层负责连接无人化平台内部设备、外部通信网关和地面控制系统。

标准接口包括：

• 内部以太网接口：连接飞控、任务计算机、IP 摄像机及其他网络设备。

• 独立上联以太网接口：连接第三方 5G、Mesh、卫星通信网关或其他无线通信设备。

• UART 串口：对接飞控、遥测模块及其他串行设备。

• USB 3.x Host：用于可选的外设扩展、维护、配置、升级和数据导出。

• PPS 时间同步输入：用于接收外部硬件时间同步脉冲，并与相应的时间源配合。

• TF 卡存储：用于日志、运行状态、配置备份和选定数据的本地存储。

• 可选 CAN/CAN FD、GPIO 等接口：根据无人车、工业设备或其他平台需求扩展。

标准版本以以太网接入 IP 摄像机和外部网络设备为主，不将 MIPI 摄像机接口作为必选配置。具体接口数量、带宽、隔离方式和环境适应性需要在硬件型号及项目规格中进一步确定。

2.2 通信连接层

通信连接层通过统一的链路管理服务，对不同通信链路进行接入、监测和策略调度。

支持或规划支持的通信方式包括：

• 5G 蜂窝通信；

• Mesh 自组网；

• 天通卫星通信；

• 后续可扩展的低轨卫星通信；

• 以太网及第三方无线通信网关。

AirLink 不要求所有通信技术集成在同一块主板上。通过独立上联以太网接口，AirLink 可以连接第三方通信网关，降低对特定无线模块、通信运营商和网络制式的绑定。

通信层重点提供链路状态监测、策略选路、QoS、优先级管理、链路切换和故障恢复机制。

需要注意，多链路切换并不自动保证所有上层应用会话无感恢复。对于 TCP、UDP、视频流及应用层会话，需要结合缓存、重连、消息有效期和应用协议设计相应的恢复机制。

2.3 控制适配层

控制适配层通过 SDK、协议适配和半透明传输机制，连接不同厂商的无人化平台。

其核心目标不是为每一种无人平台重新开发完整的控制系统，而是通过抽象化的接口降低接入成本。

主要包括：

• 飞控和载具 SDK 适配；

• 遥测与控制指令传输；

• 半透明协议转发；

• 指令来源与目标节点识别；

• 控制权限校验；

• 指令有效期和异常处理；

• 面向不同平台的接口扩展。

在半透明传输模式下，AirLink 不必完整解析每一家厂商的全部应用协议。对于不需要语义处理的数据，可以按照已明确的帧边界、长度、方向和传输规则进行转发；对于需要执行权限校验、数据过滤或协议转换的业务，则应提供对应的解析和适配模块。

半透明传输不意味着无条件透传。对于控制类数据，仍应根据业务风险确定必要的校验、授权和安全策略。

2.4 可信安全层

可信安全层贯穿通信、控制和数据共享过程。

核心能力包括：

1. 节点身份识别与身份认证；

2. 用户、设备和应用的访问授权；

3. 通信链路加密；

4. 数据访问权限控制；

5. 抗重放与消息时效校验；

6. 安全配置与密钥管理；

7. 升级和配置操作的权限管理；

8. 运行日志与安全审计。

对于需要国密算法、TLCP 或量子密钥能力的项目，可根据具体密码体系、密钥管理设备和安全规范进行集成。

需要区分的是，身份认证、访问控制、通信加密和量子密钥分发解决的问题并不完全相同，必须组合形成完整的可信保护体系。

2.5 数据存储层

数据存储层为 AirLink 提供本地记录、断链缓存和运行追溯能力。

主要包括：

• 系统运行日志；

• 通信链路状态及质量记录；

• 遥测和设备状态数据；

• 选定的视频或任务数据；

• 配置备份和恢复文件；

• 数据共享与转发记录；

• 重要事件及异常告警记录。

TF 卡可作为标准化的本地存储介质，支持按数据类型、优先级和存储容量设置记录策略。

对于视频、点云等大容量数据，需要根据 TF 卡持续写入性能、文件系统、容量、寿命和设备功耗确定实际能力。TF 卡不应被默认视为所有高带宽数据的无限容量存储设备。

2.6 数据共享层

数据共享层是 AirLink 从传统通信网关向分布式连接中枢发展的重要组成部分。

AirLink 支持三类数据共享机制：

• 内部有线网络中的 DDS 实时数据共享；

• 适用二层网络条件下的无中心 DDS 数据共享；

• 适用于跨网段和跨地域场景的 MQTT 数据共享。

通过主题映射、数据过滤、权限控制、消息缓存和链路调度，AirLink 可以让无人平台、地面控制站及地面指挥系统按照各自权限共享数据，而不必将所有节点强制部署在同一网络或采用完全相同的通信方式。

三、AirLink 五大核心能力

AirLink 的产品能力统一归纳为：通、控、可信、存储、数据分享。

3.1 通：多链路通信与异构系统连接

“通”是 AirLink 的基础能力。

AirLink 通过标准化硬件接口和通信服务连接无人化平台、地面控制端和第三方无线通信网关，降低不同通信设备和任务系统之间的耦合。

核心能力包括：

• 多链路接入；

• 多链路状态监测与策略调度；

• 有线内网和无线外网接入；

• 多厂商平台连接；

• 第三方通信网关接入；

• 链路故障检测与恢复；

• 不同网络环境下的数据转发。

AirLink 可以根据网络条件组合使用 5G、Mesh、卫星通信和其他链路。

例如，在具备高带宽无线网络时传输实时遥测、任务数据和选定视频；在链路受限时降低非关键数据的发送频率；在卫星链路下优先保障关键状态、告警和短消息。

对于当前约 2.4 kbps 级别的天通数据链路，应将其定位为低速备份数据通道，而不是连续视频或大容量文件传输链路。实际可用吞吐量还需要扣除协议开销，并根据终端及服务条件进行验证。

未来接入低轨卫星通信时，可沿用 AirLink 的通信抽象层，新增对应的链路适配和调度策略。

3.2 控：控制适配与半透明传输

“控”是 AirLink 面向无人化平台的重要能力。

不同无人机、无人车、无人船和机器人可能采用不同的飞控、载具控制器、遥测协议和地面控制软件。如果针对每一种平台都开发完整的专用通信与控制系统，将显著增加研发、验证和维护成本。

AirLink 通过统一的控制适配层，将平台差异限制在必要的接口和协议适配范围内。

其主要能力包括：

• 通过 SDK 接入现有控制系统；

• 支持遥测和控制数据转发；

• 采用半透明传输减少对非必要协议细节的依赖；

• 根据业务需求执行身份、权限和消息有效期校验；

• 将控制指令转发到指定的平台或节点；

• 为多平台控制和集群任务协同提供接口基础。

AirLink 不要求所有平台采用同一种控制协议，也不要求替换现有 GCS 软件。

在地面侧，AirLink 可以连接第三方地面控制软件或指挥系统，接收经过授权的控制指令，并将其传递给对应的无人平台。

在平台侧，AirLink 根据具体接口对接飞控或载具控制器。控制指令的执行仍由相应的飞控、载具控制器或任务执行系统负责。

3.3 可信：身份认证、授权与通信保护

“可信”是 AirLink 的关键技术能力之一。

在多平台、多链路和多节点协同场景中，仅仅实现网络连通是不够的。系统还必须明确哪些设备可信、哪些用户有权访问、哪些节点能够发布或订阅特定数据，以及哪些控制指令允许被执行。

AirLink 将可信能力贯穿节点接入、数据传输、控制指令和集群协同全过程。

主要包括：

• 设备与节点身份认证；

• 用户和应用身份认证；

• 基于角色和策略的访问授权；

• 通信链路加密；

• 数据主题访问控制；

• 控制指令授权与时效校验；

• 安全日志和审计；

• 安全升级与配置管理。

对于 DDS 和 MQTT 数据共享，可分别结合所选实现提供的安全机制配置身份凭证、访问控制和加密能力。

对于地面端 AirLink 集群，节点之间不能因为处于同一网络或属于同一集群，就默认获得相同权限。不同节点应依据角色、任务归属和授权策略访问相应数据。

可信体系的目标是实现可识别、可认证、可授权、可保护、可追溯的无人系统连接网络。

3.4 存储：本地记录、缓存与数据追溯

“存储”是 AirLink 的独立能力，而不是简单增加一个 TF 卡插槽。

在无人化系统运行过程中，通信中断、任务异常、网络切换和设备故障都可能造成数据缺失。通过本地存储和缓存机制，可以保留关键运行信息，并在网络条件恢复后按照策略进行补传。

AirLink 的存储能力包括：

• 本地日志和运行状态记录；

• 通信质量及链路切换记录；

• 遥测与任务事件记录；

• 选定的视频及其他业务数据存储；

• 断链期间的消息缓存；

• 配置备份与恢复；

• 重要事件追溯。

存储策略应按数据优先级区分。例如，安全告警和关键状态可以采用较高的保存优先级；大容量视频则根据存储容量、链路条件和业务需求选择性记录。

数据补传时需要识别消息的有效期。对于已经过期的控制指令，不应在链路恢复后无条件重新执行。

3.5 数据分享：从点对点通信走向分布式协同

“数据分享”是 AirLink 区别于传统点对点通信设备的重要能力。

传统通信设备通常关注一条链路是否可用、数据能否到达目标设备。AirLink 在此基础上，进一步关注数据由谁产生、哪些节点需要使用、通过什么网络分发，以及如何控制数据的访问范围。

AirLink 支持内部有线网络和外部无线网络之间的受控数据共享，并支持多个 AirLink 节点之间的数据交换。

主要能力包括：

• DDS 实时数据发布与订阅；

• MQTT 跨网段数据分发；

• DDS 与 MQTT 之间的策略化桥接；

• 主题和数据类型映射；

• 数据筛选和访问权限控制；

• 数据优先级和 QoS 管理；

• 断链缓存与恢复后补传；

• 多节点之间的状态与任务数据共享。

通过这些能力，AirLink 可以逐步从单一通信节点扩展为多无人平台、多地面控制站和多任务系统之间的数据共享基础设施。

四、三种部署形态

AirLink 采用统一的软件能力底座，根据设备所在位置、硬件资源和任务职责形成三种部署形态。

4.1 AirLink-Platform：无人化平台侧

AirLink-Platform 部署在无人机、无人车、无人船、机器人及其他无人化设备上，作为平台侧通信、控制适配和数据节点。

其核心职责包括：

1. 连接平台内部的飞控、载具控制器和其他设备；

2. 接入外部无线通信链路；

3. 提供 SDK 适配与半透明传输；

4. 实施设备身份认证、访问授权和通信保护；

5. 记录关键运行数据和通信日志；

6. 采集、发布和订阅平台状态及任务数据；

7. 将平台数据按照策略共享给地面端或其他节点。

平台侧的五大核心能力都可以体现，但“控”的深度取决于具体无人平台及其开放接口。

例如，无人机平台可能重点关注飞控遥测和控制指令传输；无人车平台可能更关注载具控制接口、设备状态和任务数据；其他平台则可以通过相应的适配模块扩展。

AirLink-Platform 不默认替代原有飞控或载具控制器，而是为其增加统一的可信连接和数据共享能力。

4.2 AirLink-Ground：地面侧

AirLink-Ground 部署于地面控制站、便携式地面终端、车载指挥节点或地面任务系统接入点。

它连接第三方 GCS 软件、地面指挥中心和任务应用，使既有地面控制系统能够通过统一的通信与数据服务连接不同无人平台。

地面侧的核心能力是：

通、可信、数据分享。

具体包括：

• 接入地面有线内网；

• 接入外部无线通信网关；

• 连接第三方 GCS 和地面指挥系统；

• 实现 DDS 和 MQTT 数据发布订阅；

• 实现内外网之间的受控数据桥接；

• 对地面节点和应用进行身份认证及访问授权；

• 提供日志记录、缓存和必要的数据存储；

• 将经过授权的控制指令传递至目标无人平台。

与平台侧相比，地面侧不要求具备完整的飞控适配、机载传感器接入或底层设备控制能力。

控制功能可以按项目需求启用，但不应成为所有地面端设备的必选功能。

AirLink-Ground 的目标不是替换既有 GCS，而是为其提供可信的通信接入和分布式数据共享能力。

因此，即使地面指挥中心采用已有的第三方控制软件，也可以通过 AirLink-Ground 实现与多个无人平台的连接。

4.3 AirLink-Cluster：多节点集群

AirLink-Cluster 是多个 AirLink 节点组成的分布式通信与数据协同体系。

它可以由多个地面端节点组成，也可以由地面端和平台端节点混合组成。

集群的核心价值不是简单地把多个设备接入同一个局域网，而是让不同节点按照任务、角色、权限和网络条件进行协同。

集群能力主要包括：

节点管理。支持节点注册或发现、身份识别、在线状态和健康状态管理。

数据共享。根据节点角色和权限，选择需要共享的数据主题、数据类型及数据方向。

网络协同。结合底层网络拓扑，管理节点之间的数据传输、路由和转发策略。

可信管理。对节点身份、数据访问权限和控制权限进行统一或协同管理。

故障处理。根据冗余拓扑、链路状态、缓存策略和应用协议，实现相应的故障恢复。

异构扩展。允许不同 AirLink 节点采用不同硬件配置、无线链路和功能组合。

AirLink-Cluster 是系统级部署形态，不一定对应独立的硬件型号。初期可以通过软件服务和配置策略实现，不必单独开发一款集群专用设备。

需要强调的是，集群不等于所有节点之间必须全连接，也不意味着所有数据自动向所有节点广播。数据流应依据任务需求、网络条件和访问权限进行组织。

五、端地协同与集群应用架构

5.1 基本端地连接

典型的 AirLink 连接关系如下：

地面指挥中心或第三方 GCS
↕
AirLink-Ground
↕
5G / Mesh / 卫星通信等外部网络
↕
AirLink-Platform
↕
无人化平台及其内部设备

在该架构中，AirLink-Ground 负责地面侧通信接入、可信保护和数据共享；AirLink-Platform 负责平台侧通信接入、控制适配、可信保护和数据采集。

地面指挥中心仍然可以使用原有任务规划、态势显示和控制软件。AirLink 提供的是连接和数据服务层，而不是强制替换上层任务应用。

5.2 多地面节点协同

当多个地面控制站或地面指挥单元需要共享态势、任务状态和设备信息时，可以通过多个 AirLink-Ground 节点构建地面端集群。

例如：

• 地面指挥中心连接一个主地面节点；

• 前方控制站部署另一个 AirLink 节点；

• 不同控制站通过可用网络共享经过授权的数据；

• 各节点按照权限访问对应的无人平台和任务数据。

这样可以避免所有地面终端都必须直接连接每一台无人设备，并为不同任务单元之间的数据共享提供统一接口。

5.3 多平台集群协同

当多个无人平台分别部署 AirLink-Platform 时，可以通过地面端和集群数据服务，实现多个平台的状态、遥测、任务事件及选定感知结果共享。

平台之间是否直接交换数据，取决于底层网络是否支持相应的通信方式，以及部署的 DDS、MQTT 或其他数据服务策略。

AirLink 的目标是提供可配置的数据共享机制，而不是要求所有平台始终保持全连接。

5.4 集群中的控制边界

数据共享和控制授权必须明确区分。

一个节点可以有权订阅某个平台的遥测数据，但不一定有权向该平台发送控制指令。

因此，集群应当分别管理：

• 数据发布权限；

• 数据订阅权限；

• 控制指令发送权限；

• 目标平台控制权限；

• 节点管理权限；

• 配置与运维权限。

即使多个节点属于同一个集群，也应遵循最小权限原则。控制指令必须经过身份认证、授权校验和必要的消息有效性检查。

六、内外网融合的数据共享架构

6.1 设计目标

AirLink 的数据共享架构需要区分无人平台内部有线网络与外部无线网络。

内部网络主要连接飞控、任务计算机、IP 相机及其他设备，强调低时延和实时数据交换。

外部网络主要连接地面控制站、其他无人平台、地面指挥中心及第三方任务系统，需要适应不同网络拓扑、通信带宽和安全边界。

因此，AirLink 采用内外网分域、数据服务抽象和策略化桥接的方式，支持不同数据共享模式的组合。

6.2 内网 DDS 数据共享

内部有线网络可以采用 DDS/RTPS 实现实时发布订阅。

DDS 适用于状态、遥测、任务信息、感知结果和设备健康数据等需要实时交换的业务。

在内网中，AirLink 可以根据系统设计提供 DDS 数据服务、主题管理、QoS 配置和必要的数据转发能力。

具体部署时，应根据所选 DDS 实现评估发现机制、实时性、资源占用和安全配置。

6.3 外网二层无中心 DDS

在同一二层网络，或已经构建可控二层覆盖网络的节点群中，可以采用无中心 DDS 数据共享模式。

这种模式通过 DDS/RTPS 发布订阅机制实现节点之间的数据共享，不依赖单一中心 MQTT Broker。

它适合具备相应网络条件、希望进行直接节点间数据交换的应用。

但需要明确：

• 普通三层路由网络不会天然转发所有二层发现流量；

• DDS 发现可能涉及组播、单播或特定的发现服务机制；

• Mesh 网络是否适合承载 DDS，取决于其组播支持、带宽、丢包率和拓扑变化；

• 跨三层网络时，可能需要静态发现、Discovery Server、DDS Router、网关或受控隧道。

因此，“无中心 DDS”描述的是数据共享架构的特征，并不意味着任意网络环境都可以零配置直接互通。

6.4 外网三层 MQTT 数据共享

对于跨网段、跨地域或需要连接地面云平台的场景，可以采用 MQTT 数据共享机制。

MQTT 通过 Broker 提供主题化发布订阅服务，适合跨网络数据分发、事件通知、状态汇聚和云边协同。

典型数据包括：

• 无人平台状态和任务摘要；

• 告警和异常事件；

• 跨域态势信息；

• 低频任务指令；

• 运行统计与健康信息。

对于低带宽链路，可以结合 MQTT 的消息服务机制，进一步配置消息优先级、QoS、有效期、离线缓存和队列上限。

MQTT Broker 可以根据部署需求放置在地面指挥中心、任务云或具备条件的边缘节点。关键实时控制功能不应无条件依赖单个 Broker。

6.5 DDS 与 MQTT 的组合

AirLink 可以根据网络条件选择 DDS 或 MQTT，也可以通过数据桥接实现两者之间的受控互通。

典型数据路径为：

内网 DDS 数据
→ 数据筛选与权限校验
→ 外网 DDS 或 MQTT
→ 其他 AirLink 节点
→ 对应的地面系统或无人平台应用。

反向数据流同样需要经过身份认证、权限检查和数据策略处理。

默认不应将内网二层网络无条件延伸至外网，也不应将所有 DDS 主题自动转换成 MQTT 主题。

跨协议桥接应明确数据类型映射、数据方向、目标节点、权限、优先级和消息有效期。

6.6 内外网隔离与数据策略

AirLink 应将内部设备网络与外部上联网络进行逻辑隔离，并根据硬件和软件设计采用独立网口、VLAN、ACL、防火墙或其他适用机制。

数据共享应遵循以下原则：

• 默认不开放所有数据主题；

• 默认不允许未经授权的任意二层桥接；

• 对出网和入网数据分别制定规则；

• 控制数据与一般遥测数据采用不同的权限策略；

• 对低带宽链路设置优先级、限速和缓存；

• 对断链恢复后的数据补传执行有效期检查；

• 记录关键数据转发和权限决策日志。

通过以上机制，AirLink 可以实现不同网络之间的受控互通，而不是简单地把多个网络拼接成一个大网络。

七、多链路调度与低带宽通信

7.1 多链路统一管理

AirLink 的 Link Manager 负责监测和管理可用通信链路。

链路管理信息可以包括：

• 链路是否可用；

• 当前可用带宽；

• 时延和丢包情况；

• 信号与连接状态；

• 当前承载的数据类型；

• 切换和恢复状态。

系统根据业务优先级和网络条件选择合适的链路。

例如，实时控制和关键状态优先使用满足相应时延与可靠性要求的链路；大容量视频和日志传输则需要结合带宽、成本和存储策略进行调度。

7.2 天通卫星通信

当前约 2.4 kbps 级别的天通链路，建议定位为备份数据通道。

主要承载：

• 关键状态信息；

• 重要告警；

• 短文本消息；

• 低频任务摘要；

• 必要的低速控制与应急信息。

不建议默认通过该链路传输连续视频、原始点云、大型日志或 OTA 升级文件。

为提高低速链路利用率，应采用数据白名单、消息优先级、限速、消息有效期和缓存策略。

7.3 后续低轨卫星接入

未来接入低轨卫星通信时，AirLink 可以沿用现有通信抽象层和链路管理机制。

实际应用时，应根据卫星终端能力、可用带宽、时延、服务覆盖、终端功耗和通信成本，确定是否开放视频、文件传输或其他高带宽业务。

不应仅因为接入低轨卫星，就默认所有链路切换和上层应用都能够无感运行。

八、TF 卡存储与断链数据管理

8.1 本地存储能力

AirLink 通过 TF 卡为平台端或地面端提供可配置的本地存储能力。

典型存储对象包括：

• 系统日志；

• 链路质量与切换记录；

• 设备状态和遥测数据；

• 选定的视频及任务数据；

• 配置文件和备份；

• 关键告警与运行事件。

具体数据类型由部署形态和业务需求决定。

8.2 Store-and-Forward 机制

在网络中断或目标节点暂时不可达时，AirLink 可以按照配置缓存需要补传的数据。

网络恢复后，系统根据数据优先级、目标节点状态和消息有效期决定补传顺序。

补传机制应区分实时性要求不同的数据：

• 仍然有效的状态和事件数据，可以按策略补传；

• 已过期的普通数据，可以丢弃或仅保留本地记录；

• 已过期的控制指令，不应被无条件重新发送或执行；

• 大容量文件需要根据链路预算进行分块、校验和断点续传设计。

TF 卡提供的是本地存储基础，不等同于自动具备完整的数据同步、备份或分布式存储系统能力。后者需要由软件服务和应用策略实现。

九、集群软件架构建议

为支持 AirLink-Cluster，建议在统一软件底座上逐步构建以下模块。

9.1 Node Identity & Role

负责节点身份、部署角色、任务归属和授权范围。

节点角色可以包括平台侧节点、地面侧节点、数据转发节点或承担特定服务的节点。

9.2 Cluster Membership

负责节点注册或发现、在线状态、心跳和异常节点清理。

具体采用集中式注册、分布式发现或两者结合的方式，应根据任务网络拓扑和部署环境确定。

9.3 Link Manager

负责链路质量监测、多链路调度、策略选路、故障切换和低带宽模式管理。

9.4 DDS Service

负责 DDS 域、主题、发现策略、QoS 和相应的数据发布订阅服务。

9.5 MQTT Service

负责 MQTT Broker 接入、主题管理、消息质量策略和跨网段数据共享。

9.6 Data Bridge / Mapper

负责 DDS 与 MQTT 之间的显式桥接，以及主题映射、数据过滤、数据类型转换和方向控制。

9.7 Policy & Trust

负责身份认证、访问授权、数据主题权限、控制权限、证书或密钥管理以及安全审计。

9.8 Store-and-Forward

负责消息缓存、有效期管理、队列限制、断链恢复和补传策略。

9.9 Health & Operations

负责节点健康状态、链路质量、数据流量、转发异常、配置管理和运维信息。

十、三种部署形态的能力对比

三种形态共享统一的软件能力基础，但不要求硬件和功能完全相同。

平台侧优先满足无人设备接入与控制适配需求；地面侧优先满足通信接入、可信和数据分享需求；集群级则重点解决节点之间的数据协同和系统管理问题。

十一、产品化实施建议

11.1 第一阶段：单节点连接

优先完成 AirLink 的基础通信和可信能力。

重点包括：

• 内部 LAN 与独立外部上联接口；

• 多链路接入和状态监测；

• 串口及必要设备接口；

• PPS 时间同步输入；

• TF 卡存储；

• 身份认证和访问控制基础；

• 控制 SDK 适配及半透明传输；

• 基本运行日志与运维能力。

该阶段的目标是形成可以接入既有无人平台或地面系统的可靠连接节点。

11.2 第二阶段：内外网数据共享

重点实现：

• 内网 DDS 发布订阅；

• 外网二层 DDS 的适用性验证；

• 外网三层 MQTT 数据共享；

• DDS 与 MQTT 的策略化桥接；

• 数据主题映射和访问控制；

• 内外网分域；

• 低带宽链路的数据优先级；

• TF 卡缓存与必要的数据补传。

该阶段的目标是从点对点通信转向可配置的数据共享。

11.3 第三阶段：多 AirLink 集群

重点实现：

• 节点注册与发现；

• 节点身份和角色管理；

• 跨节点数据共享；

• 多地面端互联；

• 多平台状态汇聚；

• 集群策略和权限管理；

• 节点健康监测；

• 按部署拓扑实现故障恢复。

该阶段的目标是使 AirLink 从单节点设备发展为分布式通信和数据协同体系。

11.4 第四阶段：增强型跨域协同

在前三个阶段完成验证后，可以根据项目需求扩展：

• 更复杂的异构协议适配；

• 跨域数据治理；

• 多任务系统接入；

• 更完善的集中或分布式管理；

• 更高带宽的卫星通信适配；

• 增强的安全审计和可信运维；

• 面向不同任务的集群策略模板。

具体实施应根据客户需求、产品成熟度和项目预算确定，不需要在初期将所有功能同时开发完成。

十二、产品差异化与价值

AirLink 的差异化不应仅体现在通信接口数量或无线模块组合上，而应体现在通信、控制、可信和数据共享能力的统一。

12.1 从通信设备到连接中枢

传统通信设备主要解决链路建立和数据转发问题。AirLink 在通信基础上进一步提供控制适配、可信管理、数据存储和跨节点数据分享。

12.2 从单一平台接入到异构系统互联

AirLink 通过 SDK 和半透明传输减少对特定无人平台协议的深度依赖，帮助不同厂商的平台在统一连接框架下实现接入。

12.3 从单点连接到多节点协同

AirLink 支持平台端、地面端和集群三种部署形态，使通信节点能够根据角色进行组合，而不是把所有功能集中在一台设备上。

12.4 从网络互通到可信互联

AirLink 将节点身份、访问授权、控制权限和数据共享策略纳入架构，使网络连通与业务权限分离，降低异构系统互联带来的安全管理难度。

12.5 从固定硬件功能到可演进的软件平台

通过统一的软件服务架构，不同硬件版本可以共享通信、数据和可信能力，并根据行业场景逐步扩展功能。

十三、总结

AirLink 的目标是为无人化系统构建一套可扩展、可组合、可配置的通控可信基础设施。

它通过五大核心能力——通、控、可信、存储、数据分享，连接无人化平台、地面控制系统和不同通信网络，并支持从单节点部署到多节点集群的演进。

在产品形态上，AirLink 包括：

• AirLink-Platform：面向无人化平台，重点提供通信接入、控制适配、可信保护、数据记录和平台数据共享。

• AirLink-Ground：面向地面控制站和指挥中心，重点提供通信接入、可信互联和数据分享，并按需支持控制指令接入与转发。

• AirLink-Cluster：由多个 AirLink 节点组成，提供节点管理、分布式数据共享、策略化转发和集群协同能力。

在数据共享层面，AirLink 通过内网 DDS、外网二层无中心 DDS 和三层 MQTT 等机制，适应不同网络拓扑和业务需求。

在可信层面，AirLink 通过身份认证、访问授权、通信保护和安全审计，建立跨平台、跨网络和跨节点的安全边界。

AirLink 不只是连接无人化平台的通信盒子，而是连接地面指挥系统与无人化平台、支撑异构系统互联和分布式数据协同的通控可信中枢。

随着单节点能力、多节点数据共享和集群管理能力逐步成熟，AirLink 可以从独立设备扩展为面向无人系统生态的连接与数据基础设施。