Como a mudança para o TCP / IP torna os sistemas de aviação atuais mais tolerantes a atrasos?

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Recentemente, tenho lido vários artigos sobre os atuais sistemas de aviação. Muitos deles dizem que a atual infraestrutura de aviação é 'ineficiente', pois se baseia no modelo OSI e, portanto, o Eurocontrol / FAA está tentando mudar para um modelo TCP / IP (sem mais detalhes sobre por que é ineficiente).

Tanto quanto sei, OSI e TCP / IP são pilhas de protocolos e seguem as mesmas idéias.

Não sei ao certo por que eles dizem que o atual modelo OSI é ineficiente? Em que sentido é ineficiente?

Outro ponto, nos artigos que li, que achei um pouco vagos, foi que ele dizia que o modelo TCP / IP é mais 'modular' e pode melhorar os 'atrasos de vôo'.

Novamente, os modelos OSI e TCP / IP não foram criados para tornar os sistemas mais modulares? Como a mudança para o TCP / IP torna os sistemas de aviação atuais mais tolerantes a atrasos, uma vez que a principal causa de atraso é o tráfego aéreo e o clima?

Artigos que li.

  1. Este é o artigo principal, publicado pelo Eurocontrol / FAA, que eu li. Ele sugere uma transição de uma rede de serviços baseada em voz para dados.

  2. Este é uma tese de doutorado. Veja a Seção 3.1 para as principais referências. Eles se referem ao TCP / IP ATN como ATN / IPS. Procure a palavra 'ATN / IPS'.

  3. Este fornece uma descrição detalhada do ATN / IPS.

  4. Os seguintes afirma que um modelo TCP / IP é mais modular que o modelo atual baseado em OSI.

por Teodorismo 17.10.2017 / 16:03

1 resposta

Os atuais sistemas ar / terra (baseados em OSI) são únicos na aviação. E eles são limitados pelo design a "mensagens não maiores que kilobytes 3.5". Isso limita a quantidade de informações que podem ser enviadas para / de um avião e é um grande obstáculo para a navegação baseada no tempo e para o Plano Global de Navegação Aérea (GANP), que requer mais dados, que inclui NADAR por exemplo.

SWIM: an advanced technology program designed to facilitate greater sharing of Air Traffic Management (ATM) system information, such as airport operational status, weather information, flight data, status of special use airspace, and National Airspace System (NAS) restrictions.

Opção 1, desenvolva melhores sistemas exclusivos de aviação (OSI) que possam lidar com mais dados. Muito caro para certificar, muito difícil fazer com que todos concordem com o sistema. Opção dois, use o IPS (Internet Protocol Suite) que já foi comprovado. E, portanto, equipamentos comerciais prontos para uso pode ser usado.

The reasoning at the time was that the OSI protocols were more formally specified and included such things as detailed protocol implementation conformance matrices and combinations of functions at each protocol level called profiles, and thus were more suitable for avionics certification.

(...)

However, as is common knowledge, the TCP/IP protocols have long since been proven in the World Wide Web and therefore are able to offer potential economic benefit and provide for the rapid introduction of new services in the global aviation environment.

  • OSI significa baseado em OSI (como o ARINC 429) e é exclusivo da aviação. Exemplo: Um roteador em um Boeing 777 não é vendido no mercado não aeronáutico. O que eles querem fazer é usar soluções prontas para uso em aviões. Usar soluções prontas é mais econômico do que criar soluções para um setor específico. As soluções atuais não podem lidar com os requisitos de dados do futuro.

O IPS também permitirá uma integração mais fácil com a comunicação solo / terra já baseada em IPS entre companhias aéreas e gerenciamento de tráfego aéreo. O plano atual é fazer uma transição sem problemas de OSI para OSI + IPS para IPS nos próximos anos do 15.

Por que o IPS é mais tolerante a atrasos?

Exemplo: quando cada usuário (piloto, companhia aérea, ATC, aeroporto etc.) tem acesso aos mesmos dados climáticos em tempo real (por exemplo, via SWIM), as decisões podem ser tomadas de maneira mais correta, oportuna e consistente em todo o mundo. Comercial. Assim como o FANS-1 fez pelas operações do Pacífico nos 90, mas muito maior (história abaixo).

Essa é a essência e explica por que a mudança. Para padrões técnicos, existem muitos documentos da ICAO na web: ICAO Doc 9705 (OSI) e ICAO Doc 9896 (IPS).

Também relacionado: Por que a Boeing e a Airbus estão pressionando pelo IPS (aviationtoday.com)


Uma breve história das comunicações de dados da aviação:

  • ACARS começou como um relógio de ponto para as tripulações de vôo, relatando automaticamente as diferentes fases do voo (também conhecido como OOOI)
  • Em seguida, a Europa expandiu o que os EUA fizeram com ela e a usaram para controle operacional, por exemplo, mantendo o controle de onde as frotas estão, etc. (operações conduzidas)
  • Em seguida, a British Airways deu um passo adiante no monitoramento da saúde dos aviões (orientado por engenharia)
  • Então a região do Pacífico queria se beneficiar com isso, e também veio a Boeing. FANS-1, permitindo que os voos que decolaram com as previsões meteorológicas com mais de uma hora e meia reajustem suas rotas durante o voo. Os vôos agora podem receber das companhias aéreas as atualizações meteorológicas, novas rotas flexíveis, etc., e comunicá-las ao ATC. Reduzindo os minutos 11 + em voos transpacíficos longos e permitindo mais carga útil (15 + toneladas por voo)
  • Estamos FÃS ATC (CPDLC e ADS-C) no espaço aéreo oceânico e operadores (AOC)
  • A Airbus também fabricou seus próprios FANS-A, agora conhecidos como FANS-1 / A
  • Em seguida, eles se tornaram FANS-1 / A + adicionando um cronômetro de latência para as mensagens ATC (CPDLC), para que um avião não recebesse uma mensagem atrasada destinada a um vôo anterior que este avião voou
  • Então PM-CPDLC (também conhecido como LINK2000 + e ATN-B1) surgiu na Europa, o que exige mais um equipamento diferente.

Para ATC, FÃS-1 / A + é usado principalmente no espaço aéreo oceânico e nas folgas de entrega nos EUA, e CPDLC (ATN-B1) em partes do espaço aéreo europeu, eo hardware para ambos é não compatível (se usados ​​juntos) em aviões mais antigos.

O FANS-1 / A + combinado com o ATN-B1 cria o FANS-2 / B como um pacote (como no Boeing 787). O plano é fazer com que todos os sistemas usem uma rede padrão com maior largura de banda, que é o objetivo atual do FANS-3 / C (FANS-1 / A + e ATN-B2) usando um Infraestrutura IPS enquanto apoia os aviões legados. Verifique a progressão das estrelas 3 que adicionei abaixo.

insira a descrição da imagem aqui
(ICAO)

  • Nota: os acrônimos acima podem parecer sobrepostos, por exemplo, para ACARS e CPDLC, mas conforme os usos foram expandidos e novos sistemas foram adicionados, o significado agora depende do contexto. Por exemplo, o CPDLC do FANS-1 inicial ainda é o ACARS, e também o CPDLC pode se referir ao ATN-B1 na Europa ou ao DCL-CPDLC (DCL = Delivery Clearance) nos EUA, por exemplo. É uma sopa de letrinhas.

Leitura adicional:

17.10.2017 / 23:03