Канал передачи данных УКВ

Канал передачи данных УКВ или цифровой канал УКВ ( VDL ) — это средство передачи информации между воздушным судном и наземными станциями (а в случае режима VDL 4 — другими воздушными судами). Авиационные линии передачи данных ОВЧ используют полосу 117,975–137 МГц, выделенную Международным союзом электросвязи для авиационной подвижной (R) службы . Существуют стандарты ARINC для ACARS на ОВЧ и других каналах передачи данных, установленные примерно на 14 000 самолетов, а также ряд стандартов ИКАО , определенных Группой экспертов по авиационной мобильной связи (AMCP) в 1990-х годах. Режим 2 - единственный режим VDL, реализуемый в рабочем режиме для поддержки связи по каналу передачи данных контроллера-пилота (CPDLC).

ИКАО VDL, режим 1

ICAO AMCP определила этот режим для целей проверки. Он был таким же, как VDL Mode 2, за исключением того, что в нем использовалась та же линия VHF, что и VHF ACARS, поэтому его можно было реализовать с использованием аналоговых радиостанций до того, как внедрение цифровой радиосвязи VHF было завершено. AMCP ИКАО завершила валидацию режимов 1 и 2 VDL в 1994 году, после чего режим 1 больше не требовался и был исключен из стандартов ИКАО.

ИКАО VDL, режим 2

ICAO VDL Mode 2 является основной версией VDL. Он был реализован в программе Eurocontrol Link 2000+ и указан в качестве основного звена в правиле единого европейского неба ЕС , принятом в январе 2009 года, требующем, чтобы все новые самолеты, летающие в Европе после 1 января 2014 года, были оснащены CPDLC . ^{[ 1 ]}

До внедрения CPDLC режим 2 VDL уже был реализован примерно на 2000 воздушных судах для передачи сообщений ACARS, что упрощает добавление CPDLC. Сети наземных станций, предоставляющих услуги VDL Mode 2, были развернуты ARINC и SITA с различными уровнями покрытия.

Стандарт ИКАО для режима VDL Mode 2 определяет три уровня: подсеть , канал и физический уровень . Уровень подсети соответствует требованиям (ATN) ИКАО стандарта сети авиационной электросвязи , который определяет протокол сквозной передачи данных, который будет использоваться в нескольких подсетях "воздух-земля" и наземных сетях, включая VDL.

Канальный уровень режима 2 VDL состоит из двух подуровней: службы канала передачи данных и подуровня управления доступом к среде передачи (MAC). Протокол Data Link основан на стандартах ISO, используемых для коммутируемого доступа HDLC к X.25 сетям . Он обеспечивает воздушному судну установление положительной связи с наземной станцией и определяет схему адресации для наземных станций. Протокол MAC является версией множественного доступа с контролем несущей (CSMA).

Физический уровень режима 2 VDL определяет использование в канале ОВЧ шириной 25 кГц схемы модуляции, называемой дифференциальной 8 -фазовой манипуляцией, со скоростью передачи символов 10 500 символов в секунду. Таким образом, необработанная (некодированная) скорость передачи данных физического уровня составляет 31,5 килобит/секунду. ^{[ 2 ]} Это потребовало внедрения цифровых радиостанций УКВ.

ИКАО VDL, режим 3

Стандарт ИКАО для VDL Mode 3 определяет протокол, обеспечивающий воздушное судно как данными, так и цифровой голосовой связью, который был определен ФАУ США при поддержке Mitre. Поддержка цифровой речи сделала протокол режима 3 намного более сложным, чем режим 2 VDL. Пакеты данных и оцифрованной речи поступают в слоты множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), назначенные наземными станциями. ФАУ внедрило прототип системы примерно в 2003 году, но не смогло убедить авиакомпании установить авионику VDL Mode 3 и в 2004 году отказалось от ее внедрения.

ИКАО VDL, режим 4

Стандарт ИКАО для режима 4 VDL определяет протокол, позволяющий воздушному судну обмениваться данными с наземными станциями и другими воздушными судами.

В режиме VDL Mode 4 используется протокол (самоорганизующийся множественный доступ с временным разделением каналов, STDMA , изобретенный шведом Хоканом Лансом в 1988 году), который позволяет ему быть самоорганизующимся, что означает, что главная наземная станция не требуется. Это значительно упростило реализацию, чем VDL Mode 3.

В ноябре 2001 года этот протокол был принят ИКАО в качестве глобального стандарта. Его основная функция заключалась в обеспечении физического уровня частот ОВЧ для передач ADS-B . Однако в качестве канала для ADS-B его заменил радиолокационный канал режима S, работающий в диапазоне 1090 МГц, который был выбран в качестве основного канала Аэронавигационной конференцией ИКАО в 2003 году.

Среду VDL Mode 4 можно также использовать для обмена сообщениями "воздух-земля". Его лучше всего использовать для передачи коротких сообщений между большим количеством пользователей, например, для обеспечения ситуационной осведомленности, управления цифровой аэронавигационной информацией ( D-AIM ) и т. д.

В ходе испытаний по модернизации системы управления воздушным движением в Европе были реализованы ADS-B и обмен данными "воздух-земля" с использованием систем VDL Mode 4. Однако на транспортных самолетах эксплуатационная реализация ADS-B будет использовать канал режима S , а CPDLC — режим 2 VDL. ^{[ 3 ]}

Использование частоты

Европейское руководство по управлению частотами Международной организации гражданской авиации , ИКАО, содержит, среди прочего, следующие правила использования частотных каналов для линии передачи данных ОВЧ: ^{[ 4 ]}

Режим 1 VDL: Каналы 131,525, 131,725 и 131,825 МГц могут использоваться для режима 1 VDL (ACARS).
Режим VDL 2: 12 каналов доступны в полосе частот 136,700–136,975 МГц с разносом 25 кГц, зарезервированы для режима 2 VDL. Канал 136,975 служит в качестве общего канала сигнализации (CSC).
Режим 4 VDL: канал 136.925 в некоторых штатах может альтернативно использоваться для режима 4. (Однако это случается очень редко.)

Таблица каналов для режима 2
Канал	Примечание
136.700	ВОЗДУХ
136.725	ВОЗДУХ
136.750	ВОЗДУХ
136.775	ВОЗДУХ
136.800	ВОЗДУХ
136.825	Земля
136.850	ВОЗДУХ
136.875	Земля
136.900	ВОЗДУХ
136.925	Земля
136.950	ВОЗДУХ
136.925	CSC, ВОЗДУХ И ЗЕМЛЯ

Дополнительные замечания:

Для наземных станций VDL режима 2 различают станции, обслуживающие только аэропорты (т. е. воздушные суда находятся на земле, обозначаются как «GND»), и станции, которые обслуживают воздушное пространство (т. е. воздушные суда находятся в воздухе, обозначаются как «AIR»).
Общий канал сигнализации (CSC) используется для AIR и GND.
Наземные станции VDL режима 2, которые используют соседние каналы, должны находиться на расстоянии не менее 3 морских миль (NM), чтобы избежать помех. Это означает, что можно избежать каналов защитной полосы (неиспользуемых каналов между каналами, используемыми для VDL), которые использовались до 2022 года.

Ссылки

^ «Правило реализации служб передачи данных» . 21 февраля 2011. Архивировано из оригинала 28 октября 2011 года . Проверено 24 января 2012 г.
^ «Цифровая линия связи воздух-земля ОВЧ (VDL), режим 2; Технические характеристики и методы измерения для наземного оборудования; Часть 1: Физический уровень и подуровень MAC» (PDF) . ЕТСИ . Проверено 29 июня 2014 г.
^ «Авиакомпании предлагают места внедрения ADS-B» (PDF) . 21 февраля 2008 года . Проверено 10 сентября 2009 г.
^ «Европейское руководство ИКАО по управлению использованием частот» (PDF) . Международная организация гражданской авиации . 31 декабря 2023 г. . Проверено 18 июля 2024 г. {{cite web}}: CS1 maint: статус URL ( ссылка )

Внешние ссылки

Режим 2:

Режим 4:

[1] «Правило реализации служб передачи данных» . 21 февраля 2011. Архивировано из оригинала 28 октября 2011 года . Проверено 24 января 2012 г.

[2] «Цифровая линия связи воздух-земля ОВЧ (VDL), режим 2; Технические характеристики и методы измерения для наземного оборудования; Часть 1: Физический уровень и подуровень MAC» (PDF) . ЕТСИ . Проверено 29 июня 2014 г.

[3] «Авиакомпании предлагают места внедрения ADS-B» (PDF) . 21 февраля 2008 года . Проверено 10 сентября 2009 г.

[4] «Европейское руководство ИКАО по управлению использованием частот» (PDF) . Международная организация гражданской авиации . 31 декабря 2023 г. . Проверено 18 июля 2024 г. {{cite web}}: CS1 maint: статус URL ( ссылка )

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]