текст лекций / 61. Цифр подвиж служба HF – ACARS
.docxЦифровая подвижная служба HF – ACARS
Адресно-отчетная система авиационной связи (англ. Aircraft Communications Addressing and ReportingSystem, ACARS)- система пакетной радиосвязи с множественным доступом для авиационной связи. ACARS работает в диапазоне УКВ , в основном в районе 130 МГц, с использованием скорости 2400 бод и NRZI кодирования когерентных звуковых частот MSK (манипуляция минимальным сдвигом - особая форма FSK) на АМ, что позволяет использовать стандартные средства связи.
Параметры:
Frequency range: VHF
Operation modes: CSMA/CD packet ARQ system
Modulation: AM, SUB FSK
Symbol rate: 2400 Bd
Center frequency: 1800 Hz
Shift: 1200 Hz
Receiver settings: AM, BW = 3 kHz
Input format(s): AF, IF
Additional Info: ITA-5 with parity and block coding
Frequencies Europe: 131.725, 131.525, 131.825 MHz
Frequencies USA: 131.550, 130.025, 129.125, 131.475, 130.450, 131.125, 136.700, 136.750, 136.800 MHz
Frequency Japan: 131.450 MHz
В сообщениях ACARS могут идти запросы для голосовой связи, сводки погоды, доступа к компьютерным системам авиакомпаний, чтение самолетом автоматических датчиков, планы полета, сообщения, которые будут направлены в пункты назначения в международной сети данных авиакомпаний. На самом деле много сообщений, ранее передававшихся с помощью голоса, было переведен на ACARS.
Для получения ACARS всенаправленной 108-136 МГц антенной, необходим УКВ AM приемник (сканер) с 13 кГц полосой пропускания канала и AF выходом. Так как пакеты ACARS очень короткие, шумоподавителя в приёмнике должен быть выключен.
Сообщения могут содержать один или несколько блоков. ACARS сообщения делятся на категории A и категории B.
Используя категорию A, самолеты могут транслировать свои сообщения на все наземные станции. Это обозначается ASCII символом "2" в поле Mode сообщения в нисходящем канале.
Используя категорию B, самолет передает сообщение только для одной наземной станции. Это обозначается ASCII символами в диапазоне "@" до "]" в поле Mode сообщения в нисходящем канале.
Наземная станция может использовать либо "2", либо диапазон " ' "до"} "в поле Mode. Все наземные станции поддерживают категорию A, но могут в восходящеем канале передавать "'" до "}" в поле Mode.
Станция будет передавать после того, как мониторинг канала HF покажет, что передача не ведётся, в противном случае она ждет, пока канал освободится. Если происходит столкновение между пакетами из двух станций, передающих в одно и то же время, они откатываются обратно. Новые интервалы передачи будут определены случайным образом, по таймерам в радиоаппаратуре.
На приемном конце рассчитывается проверка блока сообщения, и результат добавляется к пакету передающей станции. Если нисходящее сообщения содержит ошибки, ответа дано не будет, а передающая станция будет ретранслировать пакет несколько раз, до получения положительного результата, пока не будет получено подтверждения и тогда сообщение может быть удалено из хранилища. Или экипаж будет предупрежден об ошибке передачи.
Если в восходящем сообщении находится ошибка, бортовое оборудование выдаст отрицательное подтверждение (NAK), которое вызывает повторную передачу восходящего канала. Ретрансляция может быть также вызвана длительным тайм-аутом.
Положительные подтверждения от самолета состоит в передаче идентификатора восходящего блока, который был правильно получен. Положительные подтверждения от наземной станции состоит из аналогичной передачи идентификатора нисходящего блока.
Статус корректности передачи помещаются в поле Technical Acknowledgement.
В общем случае в ответном сообщении передаётся "_DEL" (5fh 7fh). Сообщения этого типа не содержат информации, кроме подтверждения и используются для обслуживания.
Текстовое поле пакета ACARS, используемое для сообщения, имеет фиксированный формат, свободный текст, или смесь отформатированного и свободного текста. Используется стандартный 7-битный ASCII, бит 8 - бит четности. Младший (LSB (бит 1)) передается первым.
Пример нисходящего ACARS сообщения:
(#8) 06-11-1996 18:43:32 M=06 ADDR= HB-INR TA=Q ML=Q0 B=6 MSN=0635 FID=SR6767
ACARS (Aircraft Communication Addressing and Reporting System)
Адресно-отчетная система авиационной связи. Обеспечивает автоматический обмен данными между бортовыми системами самолета и между самолетом и наземными станциями. Введена в 1976 году. Действует в некоторых регионах России. Цифровые сигналы обмена самолетов с наземными станциями могут быть декодированы специальными программами
Адресно-отчетная система авиационной связи (англ. Aircraft Communications Addressing and Reporting System,ACARS) — цифровая система связи, применяемая в авиации для передачи коротких, относительно простых сообщений между летательным аппаратом и наземными станциями, либо через прямую радиосвязь, либо через спутниковые системы. Протокол использует формат телекс, был разработан ARINC для замены голосовой связи в УКВ диапазоне. Система была внедрена в 1978. Позже организация SITA дополнила сеть своих наземных станций приборами, работающими в системе ACARS. Планируется постепенное замещение ACARS в течение нескольких десятилетий протоколом Aeronautical Telecommunications Network (ATN) для связи с системами УВД и протоколом Internet Protocol (IP) для остальных видов связи.
Протокол обеспечивает передачу данных на скорости 2400 бод в авиадиапазоне УКВ (118 МГц — 149 МГц)
Адресно-отчетная система авиационной связи
Aircraft Communication Addressing and Reporting System
Система ACARS была разработана в 70-х годах прошлого столетия для обеспечения связи по линиям передачи данных между самолетами и наземными станциями. Позволяет отправлять короткие сообщения на скорости 2400 бод, что по сегодняшним меркам, конечно очень медленно, но обеспечивает высокую надежность передачи данных и значительно сокращает работу экипажа воздушного судна, путем снижения голосового обмена с землей.
Адресно-отчетная система включает в себя не только оборудование самолета, сюда входит также и обширная наземная часть. Бортовая система самолета состоит из: “Management Unit” - обеспечивает прием и передачу сообщений посредством радиосвязи и “Control Unit” – служит для взаимодействия с экипажем, выводит сообщения на экран или принтер. Наземная часть системы включает в себя сеть из множества приемо-передающих станций и компьютерных коммутационных систем. Все это обеспечивает двухстороннюю связь между авиакомпаниями и их самолетами во время выполнения полетов.
Главной целью системы является информирование о проходимом этапе полета и состоянии оборудования воздушного судна. Самолет может посылать сообщения в автоматическом режиме, например при отрыве или касании ВПП, при включении стояночного тормоза или при возникших неполадках в оборудовании. По запросу может быть отправлено сообщение о количестве пассажиров, остатке топлива, состоянии двигателей и многое другое. Экипаж может произвести запрос метеосводки, указав нужное место. Наземные компьютеры среагируют и отправят сообщение с прогнозом, которое будет отображено на экране или распечатано.
Все сообщения можно разделить на два типа: “Downlink” – передача с самолета на землю, и “Uplink” – передача с наземной станции на самолет. Стоит отметить, что нет единого формата сообщений, каждая авиакомпания использует нужный ей формат, разработанный под её нужды.
В настоящее время разработано множество программ декодеров сообщений ACARS, одна из них AirNav ACARS Decoder. Имея приемник на авиадиапазон, каждый может принимать сообщения от самолетов и наземных станций. Ниже приведу примеры сообщений, принятых на частоте 131.725 МГц, ACARS Шереметьево:
ACARS mode: O Aircraft reg: .F-GTAJ
Message label: 5U Block id: 0 Msg. no: M20A
Flight id: AF2244
Message content:-
VER/038/A321/A
SCH/AF2244/LFPG/UUEE/19NOV/1150
WXR/META/UUEE
-------------------------------------[19.11.2006 18:37]
Запрос метеосводки по аэропорту Шереметьево.
ACARS mode: O Aircraft reg: .B-2390
Message label: 14 Block id: 4 Msg. no: M09A
Flight id: CA0950
Message content:-
PRESENT POSITION REPORT
DMY 19NOV06,UTC 161948,FLT CA950,LAT N 55.600,LON E 39.582,CAS 267,W
D 32196,WS 42,ALT 36401
-------------------------------------[19.11.2006 19:19]
Информация о положение ВС, переданная открытым текстом.
ACARS mode: 2 Aircraft reg: .N575FE
Message label: H1 Block id: 0 Msg. no: D17A
Flight id: FX0023
Message content:-
#DFB*WT412301604M394M683364698404361200544
160456N5444E03552036470M682 54 870
161056N5437E03713036363M6823550930
161656N5418E03831036385M6913590960
162256N5403E03950036485M6440040890
-------------------------------------[30.12.2006 19:23]
Здесь мы можем проследить положение самолета в 4-х моментах времени.
ACARS mode: O Aircraft reg: .VP-BWD
Message label: H1 Block id: 4 Msg. no: C06A
Flight id: SU0238
Message content:-
#CFBWRN/WN06123016140030310006ICE DETECT