3.5.2 Состав бортовой системы передачи данных
Бортовая система передачи данных представляет собой комплекс средств, обеспечивающий прием и передачу цифровых данных по подсетям связи МВ и ДКМВ диапазона, подсетям системы вторичной радиолокации режима S и подсетям спутниковой связи.
Бортовая аппаратура системы передачи данных (рис. 3.12), состоит из аппаратуры организации связи CMU, одного или нескольких многофункциональных пультов управления и индикации МФПУ или CDU, а также радиостанций МВ и ДКМВ диапазонов, приемоответчика режима S и системы спутниковой связи.
Рис. 3.12 Схема взаимосвязей бортового оборудования системы передачи данных
Аппаратура организации связи (CMU) обеспечивает передачу и прием данных по применяемым подсетям связи, а также взаимодействие между пультом управления CDU, бортовыми системами и радиоканалами передачи данных.
В аппаратуру CMU поступает информация о местоположении самолета, высоте и скорости от приемного устройства спутниковой системы навигации (ПРМ GPS, ГЛОНАСС), данные по отказам бортовых систем с блока БСТО, данные текстовых сообщений, набираемых на клавиатуре пульта CDU, и пр. Устройство кодирует цифровые сообщения в поток цифровых данных, осуществляет частотную или фазовую манипуляцию колебаний поднесущей частоты символами цифрового сигнала - при передаче, и обратные преобразования (демодуляция и декодирование) - при приеме сигналов.
Пульт CDU представляет собой устройство – комбинацию экранного дисплея и клавиатуры. На экране дисплея отображается: сообщения, набираемые клавиатурой; сообщения, вызываемые из памяти CMU; метеоинформация; информация, получаемая по радиоканалам передачи данных.
Функциональные клавиши на лицевой панели пульта CDU (слева и справа от дисплея) используются для получения доступа к страницам меню, отображения информации и перемещения по многостраничным кадрам.
3.5.3 Адресно-отчетная система авиационной связи acars
В настоящее время большинство ВС оснащено оборудованием системы ACARS (англ. Aircraft Communication Addressing and Reporting System - адресно-отчетная система авиационной связи).
Система предназначена для передачи коротких, относительно простых сообщений об условиях проходимого этапа полета, изменениям плана полета, состоянии оборудования самолета и передачи разрешений, выдаваемых службами ОВД. По запросу с земли может быть отправлено сообщение о количестве пассажиров, остатке топлива, состоянии двигателей и др. Экипаж может запросить метеосводку с указанием конкретного аэродрома или района. Вся поступающая информация отображается на индикаторе (дисплее) пульта управления МФПУ, а также распечатана на принтере. Набор текстовых сообщений производится с помощью клавиатуры МФПУ. Некоторые сообщения, например, такие как: отрыв или касание ВПП, включение стояночного тормоза, неисправности бортового оборудования могут передаваться в автоматическом режиме.
В системе ACARS передача сообщений осуществляется либо через радиостанции МВ диапазона, либо через станции спутниковой системы связи.
Преобразование сообщений в цифровой код и частотная манипуляция поднесущей частоты управляющими символами осуществляется в устройстве аппаратуры организации связи CMU (см. рис. 3.12). А амплитудная модуляция колебаний несущей частоты частотно-манипулированным сигналом производится уже в передатчике радиостанции. На рис. 3.13 приведена данная процедура манипуляции колебаний поднесущей и модуляции несущей.
Рис. 3.13 Модуляция в системе ACARS
а) фрагмент управляющих символов цифрового кода; б) частотно-манипулированный сигнал на базе поднесущей частоты; в) высокочастотный амплитудно-модулированный сигнал
Частота поднесущей после манипуляции 1200 и 2400 Гц. Скорость передачи данных составляет 2400 бит/с.
Примечание. По телефонному выходу приемника ОВЧ радиостанции сигналы ACARS прослушиваются как короткие «щелчки».
Передача сообщений происходит всякий раз, как только появляются данные для передачи, и выполняется в соответствии с адресом получателя, который указывает пилот при наборе текстовых сообщений. Но, прежде чем система включит режим передачи, она «прослушивает» канал, чтобы определить, не занят ли он. Если канал занят, система ждет в течение некоторого промежутка времени (50 мс) и затем вновь повторяет передачу. После успешной отправки данных (время передачи пакета данных сотни миллисекунд), система получит сигнал уведомления о том, что пакет данных получен адресатом. При отсутствии уведомления, выполняется повторная передача.
При приеме сообщений, частотно-манипулированные сигналы с выхода приемника радиостанции поступают в аппаратуру организации связи CMU, где преобразуются в цифровой код, который после операции декодирования, поступает для отображения на многофункциональный пульт CDU.
Система ACARS была введена в эксплуатацию с середины 70-х годов. Система оказалась успешной, но в настоящее время, особенно в условиях большой плотности движения ВС, ее пропускной способности уже недостаточно.
Поэтому ИКАО разработаны рекомендации по совершенствованию каналов связи [16].
Ряд стран уже начали поэтапный переход к использованию более современных методов передачи данных. Такими являются режимы передачи данных в ОВЧ диапазоне VDL-2 и VDL-4, а также использование ВЧ радиоканалов.
В системе передачи данных режимов VDL-2 и VDL-4, использующих радиостанции ОВЧ диапазона, ИКАО рекомендует применить:
- более совершенный модем, обеспечивающий скорость передачи данных 31500 бит/с (VDL-2) и 19200 бит/с (VDL-4);
- 8-ми позиционную фазовую (VDL-2) или частотную манипуляцию (VDL-4);
- уменьшить время ожидания освобождения канала связи с 50 мс до 4,5 мс (VDL-2) и до 1,25 мс (VDL-4):
- для исключения взаимных помех, в случае одновременной передачи несколькими станциями, каждой станции выделить свой временной интервал (слот) в пределах «суперкадра», длительность которого 60 с;
- уменьшить длительность передаваемого пакета данных до 16 мс (VDL-2) и до 13,3 мс (VDL-4);
- среднюю задержку передачи данных уменьшить с 8 с до 0,14 с (VDL-2) и до 0,04 с (VDL-4).