Канал передачи данных УКВ

Канал передачи данных VHF или цифровой канал VHF ( VDL ) — это средство передачи информации между воздушным судном и наземными станциями (а в случае режима VDL 4 — другими воздушными судами). Авиационные каналы передачи данных VHF используют диапазон 117,975–137 МГц, выделенный Международным союзом электросвязи для авиационной подвижной (R) службы . Существуют стандарты ARINC для ACARS на VHF и других каналах передачи данных, установленных примерно на 14 000 воздушных судов, а также ряд стандартов ICAO, определенных Группой по авиационной подвижной связи (AMCP) в 1990-х годах. Режим 2 — единственный режим VDL, реализуемый в оперативном порядке для поддержки связи диспетчера и пилота по каналу передачи данных (CPDLC).

Режим 1 VDL ИКАО

ICAO AMCP определил этот режим для целей валидации. Он был таким же, как VDL Mode 2, за исключением того, что он использовал ту же линию связи VHF, что и VHF ACARS, поэтому его можно было реализовать с использованием аналоговых радиостанций до завершения внедрения VHF Digital Radio. ICAO AMCP завершил валидацию VDL Modes 1&2 в 1994 году, после чего Mode 1 больше не был нужен и был удален из стандартов ICAO.

Режим 2 VDL ИКАО

ICAO VDL Mode 2 является основной версией VDL. Она была реализована в программе Eurocontrol Link 2000+ и указана как основная связь 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 оборудованы CPDLC . [1]

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

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

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

Физический уровень VDL Mode 2 определяет использование в канале VHF шириной 25 кГц схемы модуляции, называемой Differential 8- Phase-shift keying, с символьной скоростью 10 500 символов в секунду. Таким образом, сырая (некодированная) скорость передачи данных физического уровня составляет 31,5 килобит/секунду. [2] Это потребовало внедрения цифровых радиостанций VHF.

Режим 3 VDL ИКАО

Стандарт ИКАО для VDL Mode 3 определяет протокол, предоставляющий воздушным судам как данные, так и оцифрованную голосовую связь, который был определен FAA США при поддержке Mitre. Поддержка оцифрованного голоса сделала протокол Mode 3 намного сложнее, чем VDL Mode 2. Пакеты данных и оцифрованного голоса идут в слоты Time Division Multiple Access (TDMA), назначаемые наземными станциями. FAA внедрило прототип системы около 2003 года, но не смогло убедить авиакомпании установить авионику VDL Mode 3 и в 2004 году отказалось от ее внедрения.

Режим 4 VDL ИКАО

Стандарт ИКАО для VDL Mode 4 определяет протокол, позволяющий воздушным судам обмениваться данными с наземными станциями и другими воздушными судами.

VDL Mode 4 использует протокол (Self-organized Time Division Multiple Access, STDMA , изобретенный шведом Хоканом Лансом в 1988 году), который позволяет ему быть самоорганизующимся, то есть не требуется никакой главной наземной станции. Это значительно упростило его реализацию по сравнению с VDL Mode 3.

В ноябре 2001 года этот протокол был принят ИКАО в качестве глобального стандарта. Его основной функцией было обеспечение физического уровня частоты VHF для передач ADS-B . Однако в качестве канала связи для ADS-B его заменил канал связи Mode S, работающий в диапазоне 1090 МГц, который был выбран в качестве основного канала Аэронавигационной конференцией ИКАО в 2003 году.

Среда VDL Mode 4 также может использоваться для обмена данными по линии «воздух-земля». Лучше всего ее использовать для передачи коротких сообщений между большим количеством пользователей, например, для обеспечения ситуационной осведомленности, управления цифровой аэронавигационной информацией (D-AIM) и т. д.

Испытания по модернизации Европейского управления воздушным движением реализовали ADS-B и обмен данными «воздух-земля» с использованием систем VDL Mode 4. Однако на воздушных транспортных самолетах эксплуатационные реализации ADS-B будут использовать канал Mode S , а CPDLC — VDL Mode 2. [3]

Использование частоты

Европейское руководство по управлению частотами Международной организации гражданской авиации (ИКАО) содержит, среди прочего, следующие правила использования частотных каналов для передачи данных на УКВ-диапазоне: [4]

  • ACARS: Каналы 131,525, 131,725 ​​и 131,825 МГц
  • Режим VDL 2: 12 каналов доступны в диапазоне 136,700–136,975 МГц с интервалом 25 кГц и зарезервированы для режима VDL 2. Канал 136,975 служит общим сигнальным каналом (CSC).
  • VDL Mode 4: Канал 136.925 может в некоторых штатах использоваться в качестве альтернативы для Mode-4. (Однако это случается очень редко.)
Таблица каналов для режима 2
КаналЗамечание
136.700ВОЗДУХ
136.725ВОЗДУХ
136.750ВОЗДУХ
136.775ВОЗДУХ
136.800ВОЗДУХ
136.825Земля
136.850ВОЗДУХ
136.875Земля
136.900ВОЗДУХ
136.925Земля
136.950ВОЗДУХ
136.975CSC, ВОЗДУХ И ЗАЗЕМЛЕНИЕ

Дополнительные замечания:

  • Для наземных станций VDL Mode 2 проводится различие между станциями, обслуживающими только аэропорты (т. е. воздушные суда находятся на земле, обозначаются как «GND»), и станциями, обслуживающими воздушное пространство (т. е. воздушные суда находятся в воздухе, обозначаются как «AIR»).
  • Общий сигнальный канал (CSC) используется для AIR и GND.
  • Наземные станции VDL Mode 2, которые используют соседние каналы, должны быть разнесены по крайней мере на 3 морские мили (NM) для того, чтобы избежать помех. Таким образом, можно будет избежать каналов защитной полосы (неиспользуемые каналы между каналами, используемыми для VDL), которые использовались до 2022 года.

Ссылки

  1. ^ "Data Link Services Implementing Rule". 21 февраля 2011 г. Архивировано из оригинала 28 октября 2011 г. Получено 24 января 2012 г.
  2. ^ "VHF air-ground Digital Link (VDL) Mode 2; Технические характеристики и методы измерения для наземного оборудования; Часть 1: Физический уровень и подуровень MAC" (PDF) . ETSI . Получено 29 июня 2014 г.
  3. ^ "Авиакомпании предлагают места внедрения ADS-B" (PDF) . 21 февраля 2008 г. Получено 10 сентября 2009 г.
  4. ^ "European ICAO Frequency Management Manual" (PDF) . Международная организация гражданской авиации . 31 декабря 2023 г. . Получено 18 июля 2024 г. .

Режим 2:

  • Программа Eurocontrol Link 2000+
  • Eurocontrol Единое европейское небо Архивировано 24 апреля 2019 г. на Wayback Machine

Режим 4:

  • GP&C Systems International AB
  • Патент 5506587: Система индикации положения («STDMA»)
Получено с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=VHF_Data_Link&oldid=1267870012"