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新航行系统导论IntroductiontoCNS/ATM倪育德

中国民航大学

第2章通信系统2.1概述2.3新空地通信系统IntroductiontoCNS/ATM2.2现行空地通信系统2.1概述航空固定业务通信系统(平面通信)

航空移动业务通信系统(空地通信)

一、航空通信系统分类航空固定业务(AFS)是指在固定地点之间的电信业务,在我国被称为航空平面通信业务。由航空固定电信网(AFTN)来完成,并逐步向CNS/ATM所倡导的航空电信网(ATN)过渡。航空移动业务指航空器电台与航空地面对空电台之间或航空器电台之间的无线电通信业务,在我国被称为航空地空通信业务。包括甚高频(VHF)通信、高频(HF)通信和航空移动卫星业务(AMSS)CNS/ATM系统中的“C”,主要是指空地通信系统中国民航大学CAUC2.1概述空中交通服务(ATS)通信航务管理通信(AOC)二、航空空地通信系统分类(1)空中交通管制部门与飞机之间的通信,包括:放行许可,放行证实,管制移交,管制移交证实,飞行动态,自动相关监视(ADS),航行通告,天气报告,航路最低安全高度告警,飞行计划申请与修订,地面管制,塔台管制,离场管制,进近管制,航路管制,飞行员位置报告,终端自动情报服务及其他飞行服务业务。飞机运营部门与飞机之间的通信,包括:气象情况,飞行计划数据,飞行员/调度员通信,飞行情报,维修情况,公司场面管理与放行,登机门指派,飞机配重,除冰,飞行中紧急情况,机体及电子设备监测数据,医药申请,改航情报,滑行,起飞与着陆情报,发动机监测数据,位置情况,起飞、延误情报等。中国民航大学CAUC2.1概述航空行政管理通信(AAC)航空旅客通信(APC)二、航空空地通信系统分类(2)飞机运营部门与飞机之间的通信,包括:设备与货物清单,旅客旅游安排,席位分配,行李包裹查询等。空中旅客与地面之间的通信,包括机组人员的私人通信,有话音、数据、传真等。安全通信

ATS通信

AOC非安全通信

AAC

APC中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统所谓现行空地通信系统,是指那些在ICAO制定并通过CNS/ATM方案之前已有的空地通信系统。一、现行空地通信系统构成(1)甚高频(VHF)空地通信系统,主要是话音通信。高频(HF)空地通信系统,主要是话音通信。VHF数据通信系统,指飞机通信选址报告系统(ACARS)。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统一、现行空地通信系统构成(2)中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统二、现行高频空地通信系统(1)图片说明:这是澳大利亚悉尼的一个HF地面站,图中高耸的是HF天线架,HF天线设在天线架顶端。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统二、现行高频空地通信系统(2)1.HF通信概述高频(HF)通信是一种廉价的远距离通信手段,曾被广泛应用于政府、外交、气象和军事等专业部门。对于民用航空,在上世纪九十年代之前,超视距航空通信的唯一手段是HF通信。目前民航的HF通信主要用于两种情况,一是作为卫星通信的补充和备份系统,二是作为国家领导人出访时的远程保密通信系统。目前民航的HF通信以话音通信为主。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统二、现行高频空地通信系统(3)2.HF通信系统组成中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统二、现行高频空地通信系统(4)3.HF通信系统主要技术特征调制方式:单边带(SSB)调制航空移动通信用的HF频带是2.8MHz~22MHz,频道间隔为1kHz,一般的HF通信系统具有200个航空信道和195个海用信道。发射功率:150W(峰包)左右服务范围:100~2000nm

电波传播方式:天波中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统二、现行高频空地通信系统(5)4.HF话音通信系统的信号及其频谱对于单音调制信号u(t)=Amcosmt,载波信号为u(t)=cosct,则SSB信号为:中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统二、现行高频空地通信系统(6)5.HF通信特点通信距离很远HF信道一向被认为是性能恶劣的变参信道,导致HF通信很不稳定,通信质量差。1992年10月,ICAO在第29届大会批准的CNS/ATM实施方案中,曾把HF空地通信列入淘汰的通信方式。尽管HF话音通信不可能包含在CNS/ATM中,但由于近年来HF数据通信技术的突破性进展,采用了自适应选频技术,可靠性大为提高,因此,1999年11月4日ICAO对“附件10”进行的第74次修订中,HF数据链的SARPs已正式纳入“附件10”之中,至此,高频数据链(HFDL)已成为新空地通信系统中的一名正式成员。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统三、现行甚高频空地通信系统(1)图片说明:NARCO公司生产的机载VHF电台中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统三、现行甚高频空地通信系统(2)1.VHF通信概述甚高频(VHF)地空通信是一种优秀的通信方式,它是现行ATM中应用最广泛的空地通信方式,能提供快捷、便宜而可靠的空地视线范围内的通信。在我国VHF通信覆盖了绝大部分国内航线,且其技术也相当成熟。在CNS/ATM中,VHF通信也是非常重要的一种通信方式,只是在现有VHF通信方式基础上,补充、完善、增强了数据通信能力,从而使VHF空地通信的能力得到极大提高。目前民航的VHF通信以话音通信为主。

工作方式是单信道半双工,机载电台和地面台均有PTT(Puch-To-Talk)开关,按下时处于发射状态,可以说话,松开时则处于接收状态。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统三、现行甚高频空地通信系统(3)2.VHF通信系统组成中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统三、现行甚高频空地通信系统(4)3.VHF通信系统主要技术特征调制方式:双边带调幅(DSB-AM)频率范围为117.975~137MHz,频道间隔为25kHz,共有760个频道。地面VHF台的发射功率为25W或50W,机载发射功率为25W或50W。服务范围:对一架高度为36000ft的飞机,最大通信距离约200nm。电波传播方式:视距传播中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统三、现行甚高频空地通信系统(5)

设话音信号为f(t),载波的角频率为0,调幅信号sAM(t)可以表示为:sAM(t)=[A+f(t)]cos(ct)4.VHF话音通信系统的信号及其频谱(1)中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统三、现行甚高频空地通信系统(6)4.VHF话音通信系统的信号及其频谱(2)SAM(j)=F[sAM(t)]中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统三、现行甚高频空地通信系统(7)5.VHF话音通信缺点速度慢。利用话音传送200个字符约需30~40秒钟,占用信道时间较长。目前在空中交通繁忙地区,VHF频率资源已显得紧张,话音通信限制了VHF频率资源利用率的提高。易出错。话音通信主要在机组人员和管制员及航务管理人员间进行,长时间的飞行和讲话都易使人疲劳,加上各国、各地口音不一致,可能引起听不懂、听不清或说错、抄错的情况。多信宿的限制。有些通信内容要先由话务员收下来,然后人工转发给多个用户,进一步增加了出错的可能,并且延长了通信时间。业务种类受限。某些计算机数据不便由人口述,飞机上要利用地面数据库信息也不便由话音通信来实现。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(1)ACARS-飞机通信寻址报告系统

(AircraftCommunicationAddressingandReportingSystem)中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(2)1.ACARS系统概述(1)上世纪七十年代初,美国ARINC公司开发了一种VHF空地数据链,称为飞机通信寻址报告系统(ACARS),并于1978年投入使用。目前美国已有数千架飞机配备了此系统,并在美国实现了ACARS地面站、ARINC航空电信网的覆盖。加拿大航空公司(AirCanada)1982年开始先在一架波音767-200上安装了具有数据通信的航空电子设备,随后自主开发了其本国交通繁忙地区的VHF空地数据通信系统。国际航空电信协会(SITA)于1984年开始运营一个与ACARS类似的系统,称为AIRCOM,其主要服务区是欧洲和远东,后又向中东和非洲扩展其业务。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(3)1.ACARS系统概述(2)欧洲已基本上全部覆盖,澳大利亚和东南亚也建立了许多远端地面站(RGS)。日本在1989年建立了AVICOMJAPAN公司,可在其海岸线200海里以内提供AIRCOM/ACARS方式的航务管理和航空行政管理数据通信。1995年中国民航开始建设自己的VHF空地数据通信系统,包括一个网络管理数据处理系统(NMDPS)和120个RGS。该系统可以覆盖全国主要航路,并与ACARS/AIRCOM系统兼容。上述VHF数据链系统的功用和采用的技术大同小异,且都发源于ACARS。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(4)2.ACARS系统组成(1)机载ACARS设备VHF无线电网络ACARS控制中心航空公司、ATM部门信息中心中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(5)2.ACARS系统组成(2)机载ACARS设备由控制显示组件(CDU)、管理组件(MU)、VHF3号收发机和打印机组成。

能够收、发各类数据,并通过CDU显示阅读或由打印机打印出来。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(6)2.ACARS系统组成(3)VHF无线电网络由世界某些区域分布的ACARSVHF无线电地面台(远端地面站RGS)组成。每个地面站可与其周围一定空域内的飞机进行ACARS数据交换,并通过地面通信网络与ACARS控制中心进行数据传输交换。在有VHF数据链覆盖的陆地区域使用VHF数据链,而当飞机飞行在海洋上的空域时,与地面的通信采用的是卫星数据链。国际上主要的数据链服务提供商有ARINC(美国)、SITA(欧洲)及ADCC(中国)。目前,已有90多个国外航空公司和多家国内航空公司使用中国民航VHF地空数据网。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(7)2.ACARS系统组成(4)ACARS控制中心ACARS控制中心通过地面通信网络与各ACARSRGS站、各航空公司信息中心和ATC中心相联系,它通过代码寻址,把航空公司和它相应的飞机联系起来,进行数据和信息双向交换。由公司内的计算机网络组成。它通过地面通信网络接收来自ACARS控制中心的飞机数据和信息,送到航空公司的相应部门;同时,也收集各部门的询问信息传送到ACARS控制中心,转达给相应飞机。航空公司、ATM部门信息中心中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(8)3.ACARS系统技术指标调制形式:MSK-AM频道间隔:25kHz传输速率:2400bps

工作方式:单信道,半双工RF频率:欧洲:主用频率131.725MHz,第二频率131.525MHz

美国、加拿大:主用频率131.550MHz,第二频率130.025MHz

中国大陆、香港:频率为131.450MHz泰国:主用频率131.450MHz,第二频率131.550MHz

马来西亚、菲律宾:频率为131.450MHz世界范围内的主用频率:131.550MHz中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(9)4.机载ACARS系统(1)

ACARS管理组件(MU)控制显示组件(CDU)ACARS程序开关组件中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(10)4.机载ACARS系统(2)

ACARS管理组件(MU)

接收和监控来自VHFRGS站的上行输入信号,保证信息的正确性并解码。对下行信息格式化,监控和保证下行数据的正确性。控制工作方式,控制数据的转换,给出确认/非确认应答信号。对VHF进行调谐和控制。有指令时将数据送到打印机。监控系统的工作情况。

MU组件只处理带有飞机注册码的上行数据,在所有下行报上都附带上这个飞机的注册码,以识别是这架飞机发送的报文。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(11)4.机载ACARS系统(3)

控制显示组件(CDU)用于控制ACARS的工作和信息显示用于设置飞机的识别码和注册码。每个组件有24个开关,通常在飞机交付之前设定。共有3个程序开关组件,其中两个设置注册码,一个设置飞机识别码。程序开关组件

中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(12)5.ACARSVHF无线电网络

ACARS的远端地面站(RGS)在VHF数据通信中均作为一个图像终端,与装有VHF数据通信设备的飞机进行视距射频通信。

RGS的覆盖范围为370km左右。

RGS站包括VHF天线、收发信机和一个微机化的数据控制接口单元(DCIU)。DCIU包括空地链路的调制解调器(MODEM)、收发信机控制器、管理处理器和通信控制器。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(13)6.ACARS控制中心在数据链中,多个用户要利用同一个RGS站以共享资源,为此,所有RGS站要与一个中央交换系统相连,即所有用户与其飞机的数据通信都要通过一个数据处理器。中国民航的VHF空地数据通信处理系统的核心是网络管理数据处理系统(NMDPS),它是一个专用的、具有开放结构的计算机网络系统,可完成上行、下行各种数据的采集、处理和转发,以及进行系统的监控和服务。为了在RGS与NMDPS之间以及NMDPS与用户终端之间传送数据,中国民航由CAAC.X.25网组成分组交换网,并与ARINC、SITA网相连。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(14)7.ACARS系统工作方式(1)DEMAND(请求)方式:当机载ACARS系统的电源接通,或MU检测到RF信道无人使用(空闲)时,系统就处于“请求”方式,机载VHF收发信机便向下发送数据。POLLED(等待)方式:当地面台同时收到多架飞机的“请求”时,地面台就命令这些飞机处于“等待”方式,然后地面台周期地(约2s)轮流询问每一架飞机。当飞机接收到该询问时,若飞机有信息需要发送,就自动向下发射信息;若飞机无信息可发,就给出一个简单的响应信号。询问、应答结束后,地面台再发一个指令,使飞机回到“请求”方式或者1.5min后系统自动回到“请求”方式。VOX(话音)方式:“话音”方式工作时,ACARS系统不进行数据传输。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(15)7.ACARS系统工作方式(2)中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(16)8.ACARS报文种类及基本结构(1)面向航空公司应用的飞机运营管理(AOC)报文:OOOI报(OUT,OFF,ON,IN),故障报(CFD),发动机报(DFD)和位置报等

面向空中交通管制与服务的空管服务(ATS)报文:起飞前放行报(PDC),自动化终端区信息服务报(ATIS),自动相关监视报(ADS)、管制员-飞行员数据链通信(CPDLC)报等中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(17)8.ACARS报文种类及基本结构(2)ARINC618中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统四、现行VHF空地数据通信系统-ACARS(18)9.ACARS系统的优点与缺陷优点提高了地空通信的准确性,减轻了机组负担

资料和数据易于共享通信量大缺陷ACARS是面向字符的系统,相对于面向比特的通信技术,ACARS的效率不高,不灵活ACARS与CNS/ATM系统中面向比特技术的航空电信网(ATN)不兼容。ACARS作为一个过渡系统,将在ATN建成后升级,以适应CNS/ATM的体制。中国民航大学CAUC2.2现行空地通信系统五、现行空地通信系统的缺点与最新技术相比,现行话音和数据链系统的频谱利用率都不高;由于各种原因,例如多径干扰和大气扰动,易使通信质量降低;调幅易受来自电力传输线的噪声、调频广播电台的互调干扰及其他各类发射机引起的RF干扰;现行的VHF空地数据链ACARS是面向字符的系统,效率不高,而且与用于ATN的开放系统互连(OSI)方式不兼容。中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统甚高频(VHF)空地通信;所谓新空地通信系统,是指那些包含在ICAOCNS/ATM方案中的空地通信系统。一、新空地通信系统的构成与特点(1)构成航空卫星移动业务(AMSS)通信;高频(HF)空地通信;二次监视雷达(SSR)的S模式数据链。新空地通信系统中的VHF、HF及AMSS通信都包括数据通信和话音通信,并且话音也是数字话音,ATS和AOC通信将以数据为主,话音通信将逐渐减少,最终达到只在必要时或紧急情况下使用话音通信。空地数据链将是航空电信网(ATN)的一个子网。在空地通信子网内,以上4种数据链可以交互操作。中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统应用卫星技术,从陆基通信系统逐步向星基通信系统过渡,早期阶段先用星基系统作为陆基系统的补充,后期阶段除少数陆基系统作为星基系统的备用外,大部分陆基系统将被淘汰;一、新空地通信系统的构成与特点(2)特点开发数据链,实现空-地、地-地可靠的数据交换,并进一步实现空-空数据交换;系统的数字化、计算机处理及联网。中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统二、高频数据链系统(1)由于经济和技术的限制,近期在极区内高频通信仍然占主要地位。1.高频数据链系统概述(1)高频通信仍然存在的原因卫星链路的费用高昂,通信的可用性还不尽人意。近年来HF数据通信在技术上取得了突破性进展,如采用了昼夜换频、季节换频、双频冗余、自适应选频接收和先进的数字处理技术等,可靠性大为提高。中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统二、高频数据链系统(2)1991年11月:航空公司电子工程委员会(AEEC)在西雅图召开了一个高频数据链(HFDL)专业组会,建议成立一个HFDL分委员会。1.高频数据链系统概述(2)高频数据链标准的制定1992年5月:在慕尼黑HFDL分委员会正式成立,起草了HFDL系统的规范ARINC-753。以后又起草了HFDL协议ARINC-635和HFDL设计指导材料ARINC-634。1996年4月:美国航空无线电技术委员会(RTCA)分委员会SC-188成立了两个工作组,WG-1负责制定HFDL的MASPS,WG-2负责制定HFDL的MOPS,并于1997年出版。1999年11月4日:ICAO对“附件10”进行的第74次修订中,HFDL的SARPs已正式纳入“附件10”之中。中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统二、高频数据链系统(3)机载系统1.高频数据链系统概述(3)高频数据链系统的组成地面站地面网管中心中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统二、高频数据链系统(4)1.高频数据链系统概述(4)高频数据链性能指标HFDL与原有的HF收发信机一样,利用USB通信。在数据链通信方面,HFDL采用面向比特的ISO协议,符合ATN的要求,可作为高频子网进入ATN。对于机载HFDL系统,它在访问地面站的频率时,采用FDMA方式;而当多架飞机在同一信道上与同一地面站建立通信联系时,飞机与地面设备之间采用TDMA接入方式进行通信,每个主帧为32s,有13个时隙,每个时隙根据随机访问或预约实现动态指配,减少信息碰撞,增加信息的通过量。HFDL传输的码速率:300bps,600bps,1200bps,1800bps。中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统二、高频数据链系统(5)2.机载系统(1)对原有的ARINC-719HF无线电收发信机进行改造:增加一个高频数据单元(HFDU),它包括编码器和调制解调器,另外加一个天线耦合器,即天线调谐组件。HFDU与机载现有的通信管理单元(CMU)采用ARINC-429传输协议。采用新型的HF话音/数据收发信机HFDL机载系统可以采用以下两种方法实现:中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统二、高频数据链系统(6)2.机载系统(2)Honeywell公司的XK516D机载HF系统框图,其中FK516/517为数字天线耦合器中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统二、高频数据链系统(7)2.机载系统(3)机载高频数据无线电(HFDR)系统与其他通信系统的集成连接情况,其中HFS900D为RockwellCollins公司的HFDR系统。中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统二、高频数据链系统(8)3.地面站和网管中心(1)地面站组成:

HF发射机HF接收机HF数据单元(HFDU)控制器(包括编码器及调制解调器)中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统二、高频数据链系统(9)3.地面站和网管中心(2)地面站分析飞机下行数据中的通信地址,将该飞机的报文通过地面通信网络转发到相应的管制员工作站,管制员可以通过相反的路由将地面的指令发给飞机,直到在所使用的频率上无法正常通信时,飞机与地面拆除特性链路,并由飞机重新搜索其他信道与地面进行联系。中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统二、高频数据链系统(10)3.地面站和网管中心(3)地面网管中心用来对地面站进行频率管理,处理上行、下行数据,进行网络管理和空地电文的路由转换,它的地网与空中交通管理部门、航务管理部门和其他通信网相连,是该系统的核心部分。中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统二、高频数据链系统(11)4.ARINC的全球高频数据链(1)目前ARINC是全球唯一的航空HFDL服务提供商。GLOBALINK/HF服务是基于ACARS的,服务范围包括南纬60以北的飞机通信覆盖。GLOBALINK/HF服务是唯一支持北冰洋、远端地区操作和空管的地/空数据链服务。GLOBALINK/HF系统在全球共布设了14个HFDL地面站,可以基本覆盖全球。上行数据在60s内的传输成功率已达86%,端到端的使用可靠性已接近100%。ARINC已与全世界数百架飞机签约,为其提供HFDL服务。许多航空公司都使用HFDL来替代AMSS或者作为AMSS的备份,并且将是否配置HFDL作为接收新飞机的标准。中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统二、高频数据链系统(12)4.ARINC的全球高频数据链(2)中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统二、高频数据链系统(13)5.HFDL系统使用的考虑相比于AMSS,HFDL的优点是明显的:HFDL系统是目前北极地区唯一提供数据链服务的系统HFDL机载系统简单HFDL购买费用相比于AES的要便宜得多,且使用费用也便宜好多。HFDL的主要缺点:数据传输速率低,不适合用作高速宽带通信。中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统三、甚高频数据链系统(1)民用航空数据链的研究始于20世纪70年代末,以美国ARINC公司研制的ACARS系统为代表。到2005年,美国已建立了754个ACARS远端地面站(RGS),覆盖了美国本土所有航线。国际航空电信协会(SITA)在欧洲、亚洲、美洲和澳洲等地建立了732个RGS,构成了全球覆盖范围最大的甚高频空地数据网络即SITA网。中国民航的甚高频空地通信网始建于1995年,目前已建设了约80个RGS,具备提供除西部部分航路之外干线航路的地空VHF覆盖能力,已成为世界第3大航空电信网络。1.甚高频数据链系统概述(1)甚高频数据链的发展(1)中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统三、甚高频数据链系统(2)泰国无线电公司(Aerothai)在泰国、新加坡、菲律宾、台湾、韩国等地建立了65个RGS,成为东南亚地区重要的VHF数据链运营商。自20世纪80年代末,人们陆续提出了一些满足ISO的OSI/RM7层体系结构的VDL系统。VDL模式1(VDL-1)1.甚高频数据链系统概述(2)甚高频数据链的发展(2)VDL-2VDL-3VDL-4中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统三、甚高频数据链系统(3)VDL-1VDL-1是首先提出来的面向比特的数据链系统,它只是作为概念提出,并没有进行实质性的研究和开发。1.甚高频数据链系统概述(3)VDL-1~VDL-4简介(1)信道带宽:25kHz调制方式:AM-MSK信息传输率:2.4kbit/s采用面向比特协议,透明传输分组数据媒体访问:CSMA(载波侦听多址)飞机与地面通信时,仍采用单频单工方式中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统三、甚高频数据链系统(4)VDL-2VDL-2是20世纪80年代末开始研制的分布处理VHF数据链,已成为ICAO推荐的数据链标准之一,得到世界绝大部分国家的认同。1.甚高频数据链系统概述(4)VDL-1~VDL-4简介(2)信道带宽:25kHz调制方式:D8PSK(差分8相相移键控)信息传输率:31.5kbit/s采用面向比特协议,透明传输分组数据媒体访问:CSMA(载波侦听多址)飞机与地面通信时,仍采用单频单工方式中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统三、甚高频数据链系统(5)VDL-3VDL-3是20世纪90年代中期开始研究的VHF数据链,它提供数据和话音兼容能力,利用GNSS提供的精密时基进行时间同步,是一种全数字化系统,是数据链技术的一场革命,美国、加拿大等国极力推崇VDL-3作为下一代数据链系统。1.甚高频数据链系统概述(5)VDL-1~VDL-4简介(3)信道带宽:25kHz调制方式:D8PSK(差分8相相移键控)信息传输率:31.5kbit/s采用面向比特协议,透明传输分组数据媒体访问:TDMA(时分多址)上行链路与下行链路使用同一频率话音系统的操作仍用PPT单工方式;数据通信用单信道单工方式中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统三、甚高频数据链系统(6)VDL-4VDL-4是20世纪80年代末以瑞典为代表的欧洲国家提出的一种VHF数据链,采用S-TDMA数据协议,支持空地、空空一体化通信。但由于VDL-4存在一些悬而未决的技术及安装该数据链可带来的收益等问题而遭到美国的激烈反对,并且基于技术研究和成本考虑,空中客车和波音公司都决定不使用VDL-4,IATA、AEA、FAA、DFS、NATS、Eurocontrol、CANSO、ARINC、SITA及包括AAL、DAL、DLH和SAS在内的众多航空公司也都决定不使用VDL-4。最终在ICAO的附件10中,VDL-4的SARPs仅仅适用于监视用途。

1.甚高频数据链系统概述(6)VDL-1~VDL-4简介(4)中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统三、甚高频数据链系统(7)机载电子设备

2.甚高频数据链的基本组成和工作过程(1)基本组成(1)远端地面站(RGS)

地面数据通信网网络管理与数据处理系统(NMDPS)数据链网关系统各用户子系统中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统三、甚高频数据链系统(8)2.甚高频数据链的基本组成和工作过程(2)基本组成(2)中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统三、甚高频数据链系统(9)2.甚高频数据链的基本组成和工作过程(3)工作过程机载电子设备采集飞机各种数据,如发动机的状态、飞机位置数据、飞行员输入的通信报文等,下传至远端地面站(RGS)。所有的RGS在接收到飞机下发的数据后,都通过专用网络将这些数据传送到网控中心。网控中心的网络管理与数据处理系统(NMDPS)将这些数据处理入库后,根据数据中的地址信息和自己的路由表,将报文通过专用网再传送到目的用户。用户(如AOC、ATC部门)发送的数据则通过上述相反的路径最后由RGS站上传给飞机。中国民航大学CAUC2.3新空地通信系统

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