飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)
通信系統(tǒng)
在數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)出現(xiàn)之前,地面人員和飛行人員之間的所有交流只能通過語音進(jìn)行。這種通訊以甚高頻或高頻語音無線電通信方式實(shí)現(xiàn)。1990年代早期衛(wèi)星通信技術(shù)的引入,使這種通信模式得到了進(jìn)一步加強(qiáng)。
航空公司為了減少機(jī)組人員的工作負(fù)荷,提高數(shù)據(jù)的完整性,在1980年代末引入了ACARS系統(tǒng)。有少數(shù)ACARS系統(tǒng)在此之前就已經(jīng)出現(xiàn),但未在大型航空公司得到廣泛的應(yīng)用。
雖然ACARS通常出現(xiàn)在關(guān)于數(shù)據(jù)鏈設(shè)備(航空電子系統(tǒng)中的一種現(xiàn)場(chǎng)可更換單元)的敘述中,但這個(gè)術(shù)語實(shí)際上是指完整的空中及地面系統(tǒng)。
在飛機(jī)上,ACARS系統(tǒng)由一個(gè)稱為ACARS管理單元(MU)的航電計(jì)算機(jī)和一個(gè)控制顯示器單元(CDU)組成。MU用以發(fā)送和接受來自地面的甚高頻無線電數(shù)字報(bào)文。在地面,ACARS系統(tǒng)由一個(gè)有多個(gè)無線電收發(fā)機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)組成,它可以接受(或發(fā)送)數(shù)據(jù)鏈消息,并將其分發(fā)到網(wǎng)絡(luò)上的不同航空公司。
起初,ACRAS系統(tǒng)根據(jù)ARINC597標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)在1980年代末期升級(jí)以滿足ARINC724標(biāo)準(zhǔn)。ARINC724定義了航空電子設(shè)備數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)總線接口。該標(biāo)準(zhǔn)后來又修訂為ARINC724B。二十世紀(jì)90年代所有的數(shù)字化飛機(jī)都采用了ARINC724B標(biāo)準(zhǔn)。
這樣,用于ACARS管理單元的ARINC724B規(guī)范,用于飛行管理系統(tǒng)的ARINC739規(guī)范,以及用于打印機(jī)的ARINC740規(guī)范就構(gòu)成了一個(gè)協(xié)同工作的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議族?,F(xiàn)在,工業(yè)領(lǐng)域又出現(xiàn)了新的ARINC規(guī)范,稱為ARINC758,它是為下一代ACARS管理單元—CMU系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。
OOOI時(shí)間
ACARS的第一個(gè)應(yīng)用是去自動(dòng)檢測(cè)和報(bào)告飛機(jī)在主要飛行階段(推出登機(jī)門——Out of the gate;離地——Off the ground;著陸——On the ground;??康菣C(jī)門——Into the Gate,工業(yè)上簡(jiǎn)稱OOOI)的變化。這些OOOI事件是由ACARS管理單元通過飛機(jī)上各種傳感器(例如艙門、停留剎車和起落架上的開關(guān)傳感器)的輸出信號(hào)來確認(rèn)的。
在每一飛行階段的開始時(shí)刻,ACARS將一個(gè)數(shù)字報(bào)文發(fā)送到地面,其中包括飛行階段名稱、發(fā)生時(shí)刻,以及其他諸如燃油量或始發(fā)地和目的地。起初這些信息被用在航空公司的自動(dòng)薪酬計(jì)算系統(tǒng)中,因?yàn)樵谶@些公司里飛行人員的薪酬是與實(shí)際飛行掛鉤的。
飛行管理系統(tǒng)接口
除了上述功能外,ACARS系統(tǒng)還增加了支持其他機(jī)載航電設(shè)備的新接口。在二十世紀(jì)80年代末90年代初,在ACARS和飛行管理系統(tǒng)(FMS)之間的數(shù)據(jù)鏈接口出現(xiàn)了。這個(gè)接口可以將地面發(fā)送到機(jī)載ACARS管理單元上的飛行計(jì)劃和氣象信息,轉(zhuǎn)發(fā)到FMS。這樣,在飛行過程中航空公司就可以更新FMS中的數(shù)據(jù),使得機(jī)組人員可以評(píng)估新的氣象條件,或者變更飛行計(jì)劃。
下載維護(hù)數(shù)據(jù)
二十世紀(jì)90年代早期,ACARS同飛行數(shù)據(jù)采集與管理(FDAMS)或飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)(ACMS)之間接口出現(xiàn),使得數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)在更多的航空公司得到應(yīng)用。通過使用ACAS網(wǎng)絡(luò),航空公司就可以在地面上實(shí)時(shí)得到FDAMS/ACMS(用以分析航空器、引擎和操作性能)上的性能數(shù)據(jù)。這樣,維護(hù)人員就不用非得等到飛機(jī)回到地面后才上到飛機(jī)上去獲取這些數(shù)據(jù)了。這些系統(tǒng)能夠識(shí)別出不正常的飛行,并自動(dòng)向航空公司發(fā)送實(shí)時(shí)報(bào)文。詳細(xì)的引擎狀態(tài)報(bào)告也能經(jīng)ACARS發(fā)送到地面。航空公司據(jù)此來監(jiān)控引擎性能并規(guī)劃維修活動(dòng)。
除了與FMS和FDAMS的接口,從上世紀(jì)90年代開始,工業(yè)領(lǐng)域又開始升級(jí)機(jī)載維護(hù)計(jì)算機(jī),使它可以通過ACARS實(shí)時(shí)傳送飛機(jī)的維護(hù)信息。航空公司維修人員通過這些信息和FDAMS數(shù)據(jù),甚至在飛行過程中就可以規(guī)劃有關(guān)航空器的維修活動(dòng)。
人機(jī)交互
上述處理過程都是由ACARS及相關(guān)系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行的。隨著ACARS的發(fā)展,ACARS控制單元現(xiàn)在同駕駛艙內(nèi)的控制顯示單元(CDU)之間有了直接連接。CDU,通常也稱MCDU(多功能CDU)或MIDU,讓機(jī)組可以像今天收發(fā)電子郵件一樣收發(fā)消息。這項(xiàng)功能使飛行人員能夠處理更多類型的信息,包括從地面獲取各種類型信息以及向地面發(fā)送各種類型報(bào)告。
舉個(gè)例子,飛行員想獲得某一地點(diǎn)的氣象信息。通過在MCDU屏幕上輸入地點(diǎn)及氣象信息類型,飛行員通過ACARS系統(tǒng)將此請(qǐng)求發(fā)送到地面站,之后地面計(jì)算機(jī)處理該請(qǐng)求,并將應(yīng)答信息發(fā)回飛機(jī)上的ACARS管理單元顯示或打印出來。
為了支持更多的應(yīng)用,如氣象、風(fēng)、放行、中轉(zhuǎn)航班等,ACARS的消息類型愈來愈多。航空公司為了某些特定的應(yīng)用和特定的地面計(jì)算機(jī)開始定制ACARS系統(tǒng)。這導(dǎo)致了每家航空公司都在自己的班機(jī)上安裝了自己的ACARS應(yīng)用。有些航空公司為機(jī)組安裝了多達(dá)75個(gè)MCDU,而少的則只有十來個(gè)。除此之外,每家航空公司的地面站以及機(jī)載ACARS管理單元發(fā)送和接受的消息內(nèi)容及格式也各不相同。
由人員或機(jī)載設(shè)備創(chuàng)建報(bào)文并通過ACARS將其送達(dá)地面的人員或系統(tǒng),反之亦如此。ACARS報(bào)文可以以手工或自動(dòng)方式發(fā)送。
甚高頻子網(wǎng)
甚高頻子網(wǎng)是由多個(gè)甚高頻無線電地面站組成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò),其目的是確保航空器在世界上任何一個(gè)地方都能同地面終端系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。甚高頻子網(wǎng)是在視距范圍內(nèi)進(jìn)行通信的,并與地面收發(fā)機(jī)(通常指遠(yuǎn)程地面站)保持聯(lián)系。甚高頻信號(hào)的傳輸范圍受高度影響較大,在高高度上,甚高頻信號(hào)傳輸范圍一般也就200英里。因此甚高頻通信僅在設(shè)有地面甚高頻子網(wǎng)的陸地區(qū)域適用。
一個(gè)典型的VHF ACARS報(bào)文
Mode
A
Arrcraft
B-18722
Ack
NAK
Block id
2
Flight
CI5118
Label
B9
Msg No.
L05A
Message
/KLAX.TI2/024KLAXA91A1
通信衛(wèi)星及高頻子網(wǎng)
衛(wèi)星通信(SATCOM)可以覆蓋除地球高緯地區(qū)(如飛越極地地區(qū))外的所有地區(qū)。而新近出現(xiàn)的高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)則于1995年才開始建設(shè),于2001年完成。其主要目的就是為了覆蓋極地地區(qū)。安裝有高頻數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的航空器能夠執(zhí)行極地航路飛行,并保持與地面系統(tǒng)的聯(lián)系(如空中交通管制中心和航空公司的運(yùn)行控制中心)。ARINC是高頻數(shù)據(jù)鏈的通信提供商。
數(shù)據(jù)鏈報(bào)文類型
ACARS有三種報(bào)文類型
航空運(yùn)行控制(AOC)
ATC報(bào)文是由ARINC 623規(guī)范定義的。主要用于機(jī)組請(qǐng)求放行,由地面人員進(jìn)行放行。AOC及AAC報(bào)文用于飛機(jī)和基站之間通信。這些報(bào)文或者由用戶定義,或者由ARINC 618/633規(guī)范定義。不同的報(bào)文類型可能包含諸如油耗、引擎性能數(shù)據(jù)和飛機(jī)位置等自由文本信息。
下傳鏈路例子:離場(chǎng)延遲
飛機(jī)通信尋址和報(bào)告系統(tǒng)
飛行員有時(shí)會(huì)通知自己的飛行運(yùn)行管理部門,當(dāng)?shù)乜展懿块T推遲了本航空器的離場(chǎng)時(shí)間。在這種情形下,飛行員首先在通信管理單元(CMU)或多功能控制顯示器(MCDU)上輸入延遲原因和他期望的離場(chǎng)時(shí)間。輸入之后,飛行員按下MCDU上的發(fā)送鍵。一旦CMU檢測(cè)到該按鍵事件,它就生成一個(gè)包含延遲信息的數(shù)字報(bào)文。該報(bào)文可能包括如下內(nèi)容:航空器注冊(cè)號(hào),始發(fā)地和目的地代碼,未延遲時(shí)的估計(jì)到達(dá)時(shí)間(ETA),及當(dāng)前期望抵達(dá)時(shí)間。然后CMU將此報(bào)文發(fā)送到現(xiàn)有的一種無線電設(shè)備上,如VHF,通信衛(wèi)星或HF。如該報(bào)文通過VHF網(wǎng)絡(luò)發(fā)送,則包含該報(bào)文的VHF信號(hào)將被發(fā)送到VHF遠(yuǎn)程地面站(rgs)。
應(yīng)當(dāng)注意的是,ACARS報(bào)文的主體部分通常只有100到200個(gè)字符的長(zhǎng)度。這種長(zhǎng)度的報(bào)文可以在一次傳輸中完成。一個(gè)ACARS報(bào)文的主體最多只能包含220個(gè)字符。長(zhǎng)于220個(gè)字符的下傳ACARS報(bào)文只能分塊多次傳送。即便如此,任何報(bào)文也不能多于16塊。地面站也只是在收到所有報(bào)文塊后才開始處理和路由這個(gè)報(bào)文。ACARS協(xié)議還支持失敗重傳機(jī)制,或在改變服務(wù)提供商時(shí)重新發(fā)送報(bào)文。
一旦地面站接收到完整的報(bào)文就將通過地面線(landlines)其轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)鏈服務(wù)提供商(DSP)的主機(jī)系統(tǒng)。服務(wù)商根據(jù)主機(jī)上的路由表再將該報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到航空公司或其他目的地。路由表由服務(wù)商維護(hù),它可以根據(jù)尾號(hào)辨認(rèn)出每一架飛機(jī),并且可以辨識(shí)出它所能處理的報(bào)文類型。(航空公司必須向服務(wù)商提供自己的ACARS報(bào)文標(biāo)記及每種報(bào)文的路由信息。)CMU發(fā)送的每個(gè)ACARS報(bào)文都包含一個(gè)報(bào)文頭,該報(bào)文頭含有所需的路由信息。服務(wù)商將是根據(jù)這些信息將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到不同的航空公司的。
航空公司收到報(bào)文后,會(huì)進(jìn)行進(jìn)一步處理:重新格式化報(bào)文;存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中以待日后分析;轉(zhuǎn)發(fā)到其他部門,如航班操作部門、維修部門、財(cái)務(wù)部門等等。在上面的例子中,這個(gè)包含延遲起飛信息的報(bào)文也許會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到航班操作部門和目的地,通知它們飛機(jī)將延遲到達(dá)。
從飛行員按下發(fā)送鍵到航空公司的計(jì)算機(jī)處理完該報(bào)文,其間所花時(shí)間是不同的。不過一般說來,大概在6-15秒的量級(jí)內(nèi)。我們稱從CMU發(fā)往地面的報(bào)文為下傳報(bào)文。
傳送到飛機(jī)上的報(bào)文為上傳鏈路報(bào)文,與下傳報(bào)文幾乎互為鏡像。例如,為響應(yīng)一條請(qǐng)求氣象信息的ACARS下傳報(bào)文,航空公司的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)首先生成一條包含該飛機(jī)注冊(cè)號(hào)及實(shí)際氣象信息的上傳報(bào)文,之后將其送往數(shù)據(jù)鏈服務(wù)供應(yīng)商(DSP)的主機(jī)系統(tǒng)。
供應(yīng)商通過自己的地面網(wǎng)絡(luò)將該報(bào)文傳送到距飛機(jī)最近的甚高頻(VHF)遠(yuǎn)程地面站。地面站將此報(bào)文通過VHF廣播出去,機(jī)載VHF接收到此信號(hào)后通過內(nèi)置的調(diào)制解調(diào)器將其轉(zhuǎn)為數(shù)字報(bào)文發(fā)送至通信管理單元(CMU)。CMU驗(yàn)證飛機(jī)注冊(cè)號(hào),如果相符就繼續(xù)處理該報(bào)文。
CMU對(duì)該上傳報(bào)文的處理和依賴于特定的航空公司需求。通常該報(bào)文或者被轉(zhuǎn)發(fā)到其他航電系統(tǒng),如飛行管理系統(tǒng)(FMS)或飛行數(shù)據(jù)訪問系統(tǒng)(FDAMS),或者由CMU自行處理。對(duì)于氣象報(bào)告,CMU即為報(bào)文目的地。機(jī)組成員隨后可以通過MCDU查看或者打印出此氣象報(bào)告。
下傳鏈路例子:FDAMS報(bào)文
其他機(jī)載系統(tǒng)向地面站發(fā)送報(bào)文的方式和上述例子是相似的。其中一個(gè)實(shí)例就是FDAMS(Flight Data Acquisition and Management System)。FDAMS系統(tǒng)通過一系列算法來監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)(如振動(dòng)和油溫)是否正常。FDAMS系統(tǒng)可以檢測(cè)出一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)異常事件,并自動(dòng)生成一個(gè)ACARS報(bào)文發(fā)送到CMU(細(xì)節(jié)可參見ARINC 619協(xié)議),再由CMU發(fā)送到地面。在此情形下,數(shù)據(jù)鏈服務(wù)商將直接將此報(bào)文路由到航空公司的維修部門,實(shí)時(shí)通知地面維修人員。
下傳鏈路例子:離場(chǎng)延遲
飛行員有時(shí)會(huì)通知自己的飛行運(yùn)行管理部門,當(dāng)?shù)乜展懿块T推遲了本航空器的離場(chǎng)時(shí)間。在這種情形下,飛行員首先在通信管理單元(CMU)或多功能控制顯示器(MCDU)上輸入延遲原因和他期望的離場(chǎng)時(shí)間。輸入之后,飛行員按下MCDU上的發(fā)送鍵。一旦CMU檢測(cè)到該按鍵事件,它就生成一個(gè)包含延遲信息的數(shù)字報(bào)文。該報(bào)文可能包括如下內(nèi)容:航空器注冊(cè)號(hào),始發(fā)地和目的地代碼,未延遲時(shí)的估計(jì)到達(dá)時(shí)間(ETA),及當(dāng)前期望抵達(dá)時(shí)間。然后CMU將此報(bào)文發(fā)送到現(xiàn)有的一種無線電設(shè)備上,如VHF,通信衛(wèi)星或HF。如該報(bào)文通過VHF網(wǎng)絡(luò)發(fā)送,則包含該報(bào)文的VHF信號(hào)將被發(fā)送到VHF遠(yuǎn)程地面站(RGS)。
應(yīng)當(dāng)注意的是,ACARS報(bào)文的主體部分通常只有100到200個(gè)字符的長(zhǎng)度。這種長(zhǎng)度的報(bào)文可以在一次傳輸中完成。一個(gè)ACARS報(bào)文的主體最多只能包含220個(gè)字符。長(zhǎng)于220個(gè)字符的下傳ACARS報(bào)文只能分塊多次傳送。即便如此,任何報(bào)文也不能多于16塊。地面站也只是在收到所有報(bào)文塊后才開始處理和路由這個(gè)報(bào)文。ACARS協(xié)議還支持失敗重傳機(jī)制,或在改變服務(wù)提供商時(shí)重新發(fā)送報(bào)文。
一旦地面站接收到完整的報(bào)文就將通過地面線(landlines)其轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)鏈服務(wù)提供商(DSP)的主機(jī)系統(tǒng)。服務(wù)商根據(jù)主機(jī)上的路由表再將該報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到航空公司或其他目的地。路由表由服務(wù)商維護(hù),它可以根據(jù)尾號(hào)辨認(rèn)出每一架飛機(jī),并且可以辨識(shí)出它所能處理的報(bào)文類型。(航空公司必須向服務(wù)商提供自己的ACARS報(bào)文標(biāo)記及每種報(bào)文的路由信息。)CMU發(fā)送的每個(gè)ACARS報(bào)文都包含一個(gè)報(bào)文頭,該報(bào)文頭含有所需的路由信息。服務(wù)商將是根據(jù)這些信息將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到不同的航空公司的。
航空公司收到報(bào)文后,會(huì)進(jìn)行進(jìn)一步處理:重新格式化報(bào)文;存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中以待日后分析;轉(zhuǎn)發(fā)到其他部門,如航班操作部門、維修部門、財(cái)務(wù)部門等等。在上面的例子中,這個(gè)包含延遲起飛信息的報(bào)文也許會(huì)轉(zhuǎn)發(fā)到航班操作部門和目的地,通知它們飛機(jī)將延遲到達(dá)。
從飛行員按下發(fā)送鍵到航空公司的計(jì)算機(jī)處理完該報(bào)文,其間所花時(shí)間是不同的。不過一般說來,大概在6-15秒的量級(jí)內(nèi)。我們稱從CMU發(fā)往地面的報(bào)文為下傳報(bào)文。
上傳鏈路例子:氣象報(bào)告
傳送到飛機(jī)上的報(bào)文為上傳鏈路報(bào)文,與下傳報(bào)文幾乎互為鏡像。例如,為響應(yīng)一條請(qǐng)求氣象信息的ACARS下傳報(bào)文,航空公司的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)首先生成一條包含該飛機(jī)注冊(cè)號(hào)及實(shí)際氣象信息的上傳報(bào)文,之后將其送往數(shù)據(jù)鏈服務(wù)供應(yīng)商(DSP)的主機(jī)系統(tǒng)。
供應(yīng)商通過自己的地面網(wǎng)絡(luò)將該報(bào)文傳送到距飛機(jī)最近的甚高頻(VHF)遠(yuǎn)程地面站。地面站將此報(bào)文通過VHF廣播出去,機(jī)載VHF接收到此信號(hào)后通過內(nèi)置的調(diào)制解調(diào)器將其轉(zhuǎn)為數(shù)字報(bào)文發(fā)送至通信管理單元(CMU)。CMU驗(yàn)證飛機(jī)注冊(cè)號(hào),如果相符就繼續(xù)處理該報(bào)文。
CMU對(duì)該上傳報(bào)文的處理和依賴于特定的航空公司需求。通常該報(bào)文或者被轉(zhuǎn)發(fā)到其他航電系統(tǒng),如飛行管理系統(tǒng)(FMS)或飛行數(shù)據(jù)訪問系統(tǒng)(FDAMS),或者由CMU自行處理。對(duì)于氣象報(bào)告,CMU即為報(bào)文目的地。機(jī)組成員隨后可以通過MCDU查看或者打印出此氣象報(bào)告。
下傳鏈路例子:FDAMS報(bào)文
其他機(jī)載系統(tǒng)向地面站發(fā)送報(bào)文的方式和上述例子是相似的。其中一個(gè)實(shí)例就是FDAMS(Flight Data Acquisition and Management System)。FDAMS系統(tǒng)通過一系列算法來監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的狀態(tài)(如振動(dòng)和油溫)是否正常。FDAMS系統(tǒng)可以檢測(cè)出一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)異常事件,并自動(dòng)生成一個(gè)ACARS報(bào)文發(fā)送到CMU(細(xì)節(jié)可參見ARINC 619協(xié)議),再由CMU發(fā)送到地面。在此情形下,數(shù)據(jù)鏈服務(wù)商將直接將此報(bào)文路由到航空公司的維修部門,實(shí)時(shí)通知地面維修人員。
ACARS系統(tǒng)主要由三部分組成:
地面處理系統(tǒng)
機(jī)載設(shè)備
機(jī)載數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)的核心是ACARS管理單元(MU)。舊版本的管理單元是由ARINC 724B規(guī)范定義的。被稱為通信管理單元(CMU)的新版管理單元是由ARINC 758規(guī)范定義的。
ACARS機(jī)載設(shè)備由一個(gè)終端和一個(gè)路由器組成。終端是ACARS消息下傳的起點(diǎn)和上傳的終點(diǎn)。MU/CMU是一個(gè)路由器。它的功能是通過空地網(wǎng)絡(luò)提供最便捷的下傳路由。大多數(shù)情況下,MU/CMU也作為AOC消息的終端使用。 典型的終端系統(tǒng)有飛行管理系統(tǒng)(FMS),數(shù)據(jù)鏈打印機(jī),維護(hù)計(jì)算機(jī),還有駕駛艙終端。其應(yīng)用包括:
FMS - 發(fā)送飛行計(jì)劃更改請(qǐng)求,位置報(bào)告等。接收清場(chǎng)及控制塔臺(tái)指令。
打印機(jī) - 定位并自動(dòng)打印一條上傳消息。
維護(hù)計(jì)算機(jī) - 下載診斷消息。在一些系統(tǒng)里,地面工程師甚至可以通過數(shù)據(jù)鏈消息引導(dǎo)飛行員進(jìn)行空中故障分析及排除。
客艙終端 - 通常用于空中乘務(wù)員和有特定需求的乘客之間的交流,通知分發(fā)餐飲以及登機(jī)門變更等。
ACARS報(bào)文通過以下三個(gè)空地通信子網(wǎng)中的某一個(gè)進(jìn)行傳輸。
甚高頻是最為廉價(jià)且通用的一種通訊方式。但由于其直線傳輸?shù)木窒扌远鵁o法跨海洋傳播。
通信衛(wèi)星通過INMARSAT衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)可以覆蓋除極地外的全球。但卻相當(dāng)昂貴。
高頻網(wǎng)絡(luò)是新近建立起來的。其目的是為了覆蓋通信衛(wèi)星的死角。
當(dāng)有報(bào)文需要從航空器上發(fā)送給地面時(shí),內(nèi)建于MU/CMU的路由功能確定使用哪一個(gè)子網(wǎng)傳遞報(bào)文。由航空公司操作人員為CMU提供一張路由表用于選擇最佳子網(wǎng)。
數(shù)據(jù)鏈服務(wù)提供商
數(shù)據(jù)鏈服務(wù)提供商(DSP)負(fù)責(zé)空地之間的消息分發(fā)。 由于ACARS網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的電報(bào)網(wǎng)絡(luò)之后,因此其采用中央集中處理的方式。DSP通過地面站網(wǎng)絡(luò)將ACARS消息路由到合適的終端設(shè)備。在電腦出現(xiàn)之前,報(bào)文到達(dá)中央處理站之后會(huì)被制成穿孔的紙帶,然后將該紙帶送到與預(yù)達(dá)目的地連接的機(jī)器上繼續(xù)進(jìn)行報(bào)文傳輸。如今這種路由方式已電腦路由所取代,但其工作模式還是一樣的。
目前世界上主要有兩大廠商提供地面網(wǎng)絡(luò)服務(wù)——ARINC和SITA。一些國(guó)家則在其幫助下建立了自己的網(wǎng)絡(luò)。ARINC主要在北美地區(qū),最近在歐洲建立網(wǎng)絡(luò)。ARINC也幫助中國(guó)建立了CAAC網(wǎng)絡(luò)。在泰國(guó)和南美,ARINC幫助其建立了VHF(甚高頻)網(wǎng)絡(luò)。SITA多年來一直在歐洲、中東、南美和亞洲經(jīng)營(yíng)自己的網(wǎng)絡(luò)。最近SITA又在美國(guó)和ARINC開始競(jìng)爭(zhēng)。
一直以來,世界上每一地區(qū)都只有一個(gè)供應(yīng)商提供服務(wù)。形勢(shì)在變化,ARINC和SITA在競(jìng)爭(zhēng),它們安裝的網(wǎng)絡(luò)開始覆蓋同一地區(qū)。
地基系統(tǒng)是下傳數(shù)據(jù)的目的地和上傳數(shù)據(jù)的起始地。通常,地基系統(tǒng)或者屬于政府,如CAA/FAA,或者屬于航空公司。CAA地基系統(tǒng)提供了如放行等空中交通管制服務(wù)。航空公司則關(guān)注于運(yùn)營(yíng)效率,提供了諸如登機(jī)門分配、維護(hù)、乘客需求等等服務(wù)。最近航空公司開始應(yīng)用Rockwell Collins公司的產(chǎn)品——HERMES,來匯集,分析并重組ACARS消息,并可以將它們重新傳回原飛機(jī)或其他航班。該產(chǎn)品最近已擴(kuò)展到電子航班(eFlight)的概念。
由ACARS管理單元所執(zhí)行的處理過程以及基本的硬件需求是由ARINC規(guī)范定義的。下面列出涉及ACARS系統(tǒng)的一些主要ARINC規(guī)范:
ARINC 文檔和規(guī)范
ARINC 607
航電設(shè)備設(shè)計(jì)導(dǎo)引。包括ARINC 758 CMU安裝所需的飛機(jī)個(gè)性化模塊的定義。
ARINC 429
ARINC 429廣播數(shù)據(jù)規(guī)范(接收來自其他LRU的數(shù)據(jù)).
ARINC 618
定義了ACARS甚高頻通信的空地協(xié)議。同時(shí)定義ACARS報(bào)文格式。此格式稱為A型報(bào)文。這些特性將來會(huì)升級(jí)到VDL 2型 AOA中。
ARINC 619
定義了ACARS同其他機(jī)載航電設(shè)備的文件傳輸規(guī)范。ARINC 619 覆蓋了ACARS同F(xiàn)MS,F(xiàn)DAMS,駕駛艙終端,維護(hù)計(jì)算機(jī),衛(wèi)星通信系統(tǒng)及高頻收音機(jī)系統(tǒng)的文件傳輸協(xié)議。
ARINC 620
定義了地——地通信協(xié)議。包括了地面站之間的報(bào)文格式及路由。此格式稱為B型報(bào)文。
ARINC 622
定義了通過ACARS數(shù)據(jù)鏈發(fā)送ATC應(yīng)用報(bào)文的處理過程。(包括ARINC 623 ATC報(bào)文).
ARINC 623
定義了通過ACARS系統(tǒng)生成和接收ATC報(bào)文的特性。(不包括由FMS系統(tǒng)處理的FANS-1 或 FANS-A 報(bào)文)
ARINC 724B
ACARS 管理單元與ARINC 724B連接線的規(guī)范
ARINC 739
多功能駕駛艙顯示器(MCDU)規(guī)范
ARINC740
駕駛艙打印機(jī)規(guī)范
ARINC 744
駕駛艙打印機(jī)規(guī)范
ARINC 758
采用ARINC 758連接線時(shí)的ACARS通信管理單元(CMU)規(guī)范. 此規(guī)范實(shí)際上為CMU將來可能的擴(kuò)展定義了不同等級(jí)的功能. 執(zhí)行當(dāng)前ACARS功能的最初的CMU系統(tǒng)被歸為L(zhǎng)evel OA.
ACARS
Aircraft Communications Addressing and Reporting System,飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)。
ACC
Area Control Center,區(qū)域控制中心
ATS
Air Trafific Service,空中交通服務(wù)
ACMS
Aircraft Condition Monitoring System,飛機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。
ACARS Over AVLC. With the introduction of VDL Mode 2, the ACARS protocols were modified to take advantage of the higher data rate made possible by Mode 2. AOA is an interim step in replacing the ACARS protocols with ATN protocols.
ATN
Aeronautical Telecommunications Network,航空電信網(wǎng)。隨著航空運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展,ACARS已無力處理大量的數(shù)據(jù)鏈通訊。ATN計(jì)劃在將來取代ACARS,它可以提供諸如認(rèn)證,安全和一種真正的internetworking架構(gòu)。歐洲在ATN的實(shí)現(xiàn)方面走在美國(guó)的前面。
AVLC
Aviation VHF Link Control,航空甚高頻鏈路控制。航空航天領(lǐng)域內(nèi)的一種特殊的數(shù)據(jù)鏈通信協(xié)議。
CAAC
Administration of Civil Aviation of China,中國(guó)民用航空總局
CMF
Communications Management Function,通信管理功能。運(yùn)行于CMU上的軟件系統(tǒng),有時(shí)以一個(gè)分區(qū)(Partition)的形式被集成到一臺(tái)航電計(jì)算機(jī)內(nèi)。
CDU
Control Display Unit,控制顯示單元。
CMU
Communications Management Unit,通信管理單元。MU的后繼者。其特性由ARINC 758所定義。
CNS/ATM
FDAMS
Flight Data Acquisition and Management System,飛行數(shù)據(jù)采集與管理系統(tǒng)。
FMS
飛行管理系統(tǒng)(Flight Management System),其標(biāo)準(zhǔn)由ARINC 702及702A所定義。
HF
高頻。
LRU
航線可更換單元,一種被稱為“黑匣子”(注:此處并不是指飛行記錄器)的航空電子設(shè)備,能夠在停機(jī)位或機(jī)庫(kù)更換,無需該航空器停止運(yùn)營(yíng)。
MCDU
Multifunction Control Display Unit,多功能控制顯示單元。一包含鍵盤輸入的字符顯示設(shè)備,其特性由ARINC 739所定義。MCDU有七個(gè)輸入端口??梢杂糜诎–MU和FMS在內(nèi)的七個(gè)系統(tǒng)。每個(gè)系統(tǒng)連接到一個(gè)MCDU并顯示自己的頁面。
MU
Management Unit,控制單元。通常指ACARS MU,LRU的一種,為數(shù)據(jù)鏈報(bào)文提供與地面之間的路由。
OOOI
基本飛行階段的縮寫 -- Out of the gate 推出登機(jī)門,Off the ground 離地,On the ground 著陸,In the gate 停靠登機(jī)門。
POA
Plain Old ACARS. Refers to the set of ACARS communications protocols in effect before the introduction of VDL Mode 2. The term is derived from POTS (Plain old telephone service) that refers to the wired analog telephone network.
SATCOM
Satellite Communications,通信衛(wèi)星。 機(jī)載SATCOM設(shè)備包括一個(gè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)單元、一個(gè)高能放大器和一個(gè)波束可控的天線。典型的一套衛(wèi)星通信設(shè)備支持一個(gè)數(shù)據(jù)鏈信道和幾個(gè)語音頻道。
VDL
VHF Digital Link,甚高頻數(shù)字鏈路。
VHF
Very High Frequency,甚高頻。無線電頻譜的一段。
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網(wǎng)址: 飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng) http://www.u1s5d6.cn/newsview711271.html
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