Бортове обладнання зв’язку та обміну даними Лекція № 1 -1 „Вступ. Цілі, задачі та характеристика розділів дисципліни. ” Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
РОБОЧА НАВЧАЛЬНА ПРОГРАМА навчальної дисципліни «Бортове обладнання зв’язку та обміну даними» (за кредитно-модульною системою) Напрям: 6. 070102 "Аеронавігація" Спеціальність: 7. 07010203 "Системи аеронавігаційного обслуговування" Спеціалізація: 7. 07010203. 01 "Радіоелектронні системи літальних апаратів " Курс – 5 Семестр – 9 Лекції – 34 Екзамен – 9 семестр Лабораторні заняття – 17 Самостійна робота – 75 Усього (годин/кредитів ECTS) – 126/3, 5 Домашні завдання (1) – 9 семестр Індекс Р 14– 7. 07010203. 01/12– 3. 2 Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
1. ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА 1. 1. Місце навчальної дисципліни в системі професійної підготовки фахівця Дана навчальна дисципліна є теоретичною основою сукупності знань та вмінь, що формують авіаційний профіль фахівця в області побудови та обслуговування сучасних аеронавігаційних систем. 1. 2. Мета викладання навчальної дисципліни Основна мета дисципліни "Бортове обладнання зв'язку та обміну даними" полягає в отриманні теоретичних знань та практичних навичок в засвоєнні сучасних наукових методів та технологій побудови бортових систем зв’язку та обміну даними по каналах „Земля-борт-Земля”. 1. 3. Завдання вивчення навчальної дисципліни Завданнями вивчення навчальної дисципліни є: оволодіння методами та технологіями побудови існуючих і перспективних бортових систем авіаційного зв’язку та обміну даних; оволодіння знаннями щодо методів практичного застосування і експлуатації бортових систем авіаційного зв’язку та обміну даних; оволодіння методами дослідження та технологіями математичного моделювання характеристик бортових систем авіаційного зв’язку та обміну даних з використанням сучасних пакетів прикладних програм. Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
• • • 1. 4. Інтегровані вимоги до знань та умінь з навчальної дисципліни У результаті вивчення даної навчальної дисципліни студент повинен: Знати: вимоги міжнародної організації цивільної авіації (ICAO) до систем авіаційного електрозв’язку; новітні методи побудові та застосування сучасних бортових систем авіаційного зв’язку та обміну даних; новітні методи та технології оцінювання та підтримки рівня тактичних, технічних та експлуатаційних характеристик бортових систем зв’язку та обміну даних; методи та технології математичного моделювання динамічних систем. Вміти: проводити оцінювання відповідності тактичних, технічних та експлуатаційних характеристик бортових систем авіаційного зв’язку та обміну даних вимогам ICAO; проводити дослідження технології побудови сучасних та новітніх бортових систем авіаційного зв’язку та обміну даних; проводити оптимальний вибір новітніх методів технічного обслуговування сучасних та перспективних бортових систем авіаційного зв’язку та обміну даних. Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
1. 5. Інтегровані вимоги до знань і умінь з навчальних модулів Навчальний матеріал дисципліни структурований за модульним принципом і складається з 2 навчальних модулів. 1. 5. 1 У результаті засвоєння навчального матеріалу навчального модуля № 1 „Принципи побудови бортових систем зв’язку та передачі даних” студент повинен: Знати: вимоги міжнародної організації цивільної авіації (ICAO) до побудови мереж зв’язку CNS/ATM та протоколи ліній передавання даних; - характеристики якості обслуговування та принципи розрахунків пропускний здатності каналів зв’язку на основі математичних моделей систем та теорії телетрафіку; характеристики сигналів ліній передачі даних в режимі S вторинного радіолокатора, автоматичне залежне спостереження Automatic Dependent Surveillance–Broadcast (ADS-B), режим розширеного сквітеру; -характеристики сигналів ліній передачі даних системи спостереження на основі використання системи все спрямованих пасивних радіомаяків; характеристики сигналів та принципи побудови лінії передачі даних ДВЧ Very High Frequency Data Link (VDL-1…VDL-4 та системи Communications Addressing and Reporting System (ACARS); характеристики сигналів та принципи побудови лінії передачі даних ВЧ High Frequency Data Link (HFDL); характеристики сигналів та принципи побудови супутниковій лінії передачі даних Aeronautical Mobile Satellite Service (AMSS). Вміти: проводити дослідження характеристик сучасних систем та мереж електрозв’язку з використанням технічної документації, контрольно-вимірювальної апаратури та з використанням пакетів прикладних програм на ПЕОМ (персональна електронна обчислювальна машина). Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation
1. 5. 2. У результаті засвоєння навчального матеріалу навчального модуля № 2 „Бортове обладнання авіаційного супутникового та радіозв'язку” студент повинен: Знати: особливості побудови функціональних схем бортових систем радіозв’язку; -особливості побудови сучасних систем стільникового, транкінгового та супутникового рухомого зв’язку та систем рухомого радіодоступу; - особливості побудови сучасних систем супутникового рухомого зв’язку; -спеціальні заходи з охорони праці, техніки безпеки та охорони навколишнього середовища та екологічної безпеки. Вміти: проводити дослідження характеристик сучасних бортових систем авіаційного радіозв’язку з використанням технічної документації, контрольновимірювальної апаратури та з використанням пакетів прикладних програм на ПЕОМ; проводити дослідження на ПЕОМ моделей систем рухомого та супутникового радіозв’язку на основі математичних моделей з використанням пакетів прикладних програм. - оцінювати вплив різних технічних параметрів на експлуатаційні Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation характеристики системи. Department NAU Kiev
Основні рекомендовані джерела 3. 1. 1. Авиационная электросвязь. Приложение 10 к Конвенции ICAO. Т. З. Системы связи. Монреаль: ICAO, 1995. 334 с. 3. 1. 2. Авиационная электросвязь. Приложение 10 к Конвенции ICAO. Т. 4. Системы обзорной радиолокации и предупреждения столк новений Монреаль: ICAO, 2007. 304 с. 3. 1. 3. Технические положення, касающиеся режима S и расширенного сквиттера. Doc. 9871, AN/468 ICAO, 2009. 245 с. 3. 1. 4. Андрусяк І. І. , Дем’янчук В. С. , Юр’єв Ю. М. Мережа авіаційного електрозв’язку. К. : НАУ, 2001. 448 с. 3. 1. 5. Системи зв’язку та навігації: навч. посіб. / В. П. Харченко, Ю. М. Барабанов, М. А. Міхалочкін. – К. : Вид во Нац. авіац. ун ту «НАУ друк» , 2009. – 216 с. 3. 1. 6. Харченко В. П. , Паук С. М. , Нестерова Л. М. , Бабак Є. А. Супутникові системи авіаційного зв’язку. К. : НАУ, 2003. 204 с. 3. 1. 7. Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение: Пер. с англ. Изд. 2 е. М. : Издательский дом "Вильямс", 2003. 1104 с. 3. 1. 8. Л. Т. Перевезенцев, Г. Н. Лазарев. Дискретно адресные системы вторичной радиолокации. К. : КМУГА, 1996. 140 с. 3. 1. 9. Харченко В. П. , Яновський Ф. Й. , Соколов П. М. , Петренко С. П. Теорія локаційних систем. Методичні вказівки до курсової роботи. – К. : НАУ, 2005.
Додаткові рекомендовані джерела 3. 1. 10. Крылов В. В. Теория телетрафика и её приложения / В. В. Крылов, С. С. Самохвалова. – СПб. : БХВ-Петербург, 2005. – 288 с. 3. 1. 11. Справочник по радиолокации в 4 -х томах / Под ред. М. Сколника / Пер. с англ. под общ. ред. К. Н. Трофимова. – М. : Сов. радио, (т. 1, 1976. -456 с. ; т. 2, 1977. -408 с. ; т. 3, 1979. - 528 с. ; т. 4, 1978. -376 с. ). 3. 1. 12. Томаси У. Электронные системы связи. -М. : Техносфера. 2007. -1360 с. 3. 1. 13. S. D. ILCEV. Global Mobile Satellite Communications For Maritime, Land Aeronautical Applications. University of Durban Westville, -South Africa, Springer, 2005. -494 p. 3. 1. 14. Dale Stacey. Aeronautical Radio Communication Systems and Networks. John Wiley & Sons, Ltd. West Sussex PO 19 8 SQ, England 2008 -350 p. 3. 1. 15. Руководство по сети авиационной электросвязи (ATN), использующей стандарты и протоколы Интернет (IPS), изд. 1, Монреаль: ICAO doc. 9896, 2010. -112 с.
2. 2. 3. 1. Домашні завдання Домашне завдання (ДЗ) виконується в 9 семестрі, відповідно до затверджених в установленому порядку методичних рекомендацій, з метою закріплення та поглиблення теоретичних знань та вмінь студентів і є важливим етапом у засвоєнні навчального матеріалу. Домашнє завдання виконується на основі навчального матеріалу, винесеного на самостійне опрацювання студентами і є складовою модуля № 2. Конкретна мета завдання міститься, в залежності від варіанту завдання, у вивченні та засвоєнні принципів та технологій побудови систем зв’язку. Виконання, оформлення та захист домашнього завдання здійснюється студентом в індивідуальному порядку відповідно до методичних рекомендацій. Час, потрібний для виконання домашнього завдання – до 8 годин самостійної роботи.
Операційні функції мережі зв’язку Операция: “взять – перенести” (1) Три важных условия: • Выполнить работу в течение периода времени, который не превышает заранее заданный порог T 0; • Донести стакан с объемом сока не менее V 0; • Не допустить попадание посторонних субстанций более P 0. Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU Kiev
Операция: “взять – перенести” (2) Три важных условия: • Выполнить работу в течение периода времени, который не превышает заранее заданный порог T 0; • Донести стакан с объемом сока не менее V 0; • Не допустить попадание посторонних субстанций более P 0.
Операция: “взять – перенести” (3) Три важных условия: • Выполнить работу в течение периода времени, который не превышает заранее заданный порог T 0; • Донести стакан с объемом сока не менее V 0; • Не допустить попадание посторонних субстанций более P 0.
Операция: “взять – перенести” (4) Функции телекоммуникационной системы при передаче информации между двумя (или более) терминалами также могут быть представлены тремя условиями: • Доставить информацию за приемлемое время, не превышающее некий порог; • Не потерять существенную часть информации при ее передаче; • Не допустить искажения информации свыше заданного уровня. Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU Kiev
Телекоммуникационная система Эта модель предложена МСЭ для сетей электросвязи любого вида, хотя была разработана, в основном, для концепции «Глобальная информационная инфраструктура» Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU Kiev
Эффективность коммуникаций
Спираль Джурана
Жизненный цикл продукции Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU Kiev
International Telecommunication Union Международный союз электросвязи (International Telecommunication Union, ITU) – международная организация, определяющая стандарты (точнее – рекомендации) в области электросвязи. МСЭ – одна из старейших международных организаций. Она была основана в Париже в 17 мая 1865 года под названием Международного телеграфного союза (Union internationale du télégraphe). В 1934 году МСЭ получил свое нынешнее название, а в 1947 году стал специализированным учреждением Организации Объединенных Наций. В настоящее время в МСЭ входит 191 страна (по состоянию на сентябрь 2008 года). Стандарты МСЭ не являются обязательными, но поддерживаются большинством участников телекоммуникационного рынка, так как они облегчают взаимодействие между сетями связи и позволяют Провайдерам предоставлять услуги по всему миру. Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU Kiev
ETSI Европейский институт телекоммуникационных стандартов (ETSI) был создан в 1988 году как независимая, некоммерческая организация по стандартизации в области электросвязи. ETSI были успешно стандартизированы система сотовой связи GSM и система профессиональной мобильной радиосвязи TETRA. Расположенный около Ниццы (Франция), ETSI официально ответственен за стандартизацию информационных и телекоммуникационных технологий в пределах Европы. В ETSI входят 699 членов от 55 стран Европы и ряда других континентов. Среди членов ETSI есть Производители оборудования, Операторы связи, Администрации связи, Провайдеры услуг, Исследовательские центры. Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation
Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU Kiev
Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU Kiev
ГЛАВА 3. СЕТЬ АВИАЦИОННОЙ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ • 3. 2. 1 Сеть авиационной электросвязи (ATN) включает прикладные объекты и службы связи, которые • обеспечивают взаимодействие наземных подсетей передачи данных, подсетей передачи данных "воздух – земля" и бортовых подсетей передачи данных путем принятия общих интерфейсных служб и протоколов, основанных на эталонной модели взаимосвязи открытых систем (OSI) Международной организации по стандартизации. Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
Модель ISO/OSI Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
» Архитектура ATN Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU Kiev
ATN (1) • ATN и соответствующие прикладные процессы разработаны для обеспечения применения систем связи, навигации, наблюдения и организации воздушного движения (CNS/ATM). ATN: • а) предназначена на специальной и исключительной основе предоставлять связное обслуживание для передачи данных организациям, занимающимся обслуживанием воздушного движения, и эксплуатирующим воздушные судна агентствам обеспечивая следующие виды связи: • 1) связь в целях обслуживания воздушного движения (ATSC), • 2) авиационный оперативный контроль (AOC), • 3) авиационную административную связь (AAC) и • 4) авиационную связь для пассажиров (APC); Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
ATN (2) • b) предоставляет пользователю надежную сквозную связь на транспарентной основе, необходимую для обеспечения безопасного и эффективного обслуживания воздушного движения, между: 1) бортовыми системами и наземными системами и 2) несколькими наземными системами; • с) обеспечивает передачу данных, которая позволяет выполнить требования пользователей, касающиеся защиты и безопасности связи; Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
ATN (3) • • • d) основывается на признанных на международном уровне стандартах передачи данных, которые будут содействовать разработке совместимых систем и стимулировать предоставление сетевых видов обслуживания на конкурентной основе; е) обеспечивает различные типы/категории/классы обслуживания (включая использование предпочтительной выбранной подсети "воздух – земля"), необходимые разнообразным видам применения; f) определяет архитектуру, которая позволяет объединить общественные и частные подсети "воздух–земля" и "земля–земля". Это обеспечивает использование существующей/планируемой инфраструктуры и сетевых технических средств, а также предоставляет разработчикам свободу при развертывании сети, отвечающей возрастающим потребностям пользователей; g) эффективно использует подсети • • • Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
• Авиационная административная связь (ААС). • Связь, используемая авиационными эксплуатационными агентствами в решении служебных вопросов обеспечения полетов и транспортных услуг. Данная связь используется для многих целей, таких как воздушные и наземные перевозки, резервирование авиабилетов, • использование экипажей и воздушных судов, а также для прочих целей материального и технического обеспечения в интересах поддержания или повышения эффективности производства полетов в целом. • Авиационная связь для пассажиров (АРС). • Связь, не имеющая отношения к безопасности полетов и обеспечивающая передачу данных и речевых сообщений пассажиров и членов экипажа в личных целях. • Авиационный оперативный контроль (АОС). • Связь, необходимая для осуществления полномочий в отношении начала, продолжения, изменения или прекращения полета, исходя из интересов обеспечения безопасности, регулярности и эффективности полетов. Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
Установленные в настоящее время виды применения ATN разработаны для обеспечения авиационной связи, наблюдения и информационного обслуживания. Эти виды применения предназначены обеспечивать следующие виды обслуживания, относящиеся к организации воздушного движения: • а) обслуживание воздушного движения (ОВД): • 1) управление воздушным движением, • 2) полетно-информационное обслуживание (FIS), • 3) оповещение; • b) организацию потока воздушного движения (ATFM); • с) организацию воздушного пространства. • Подробные технические положения приведены в документе Doc 9705 • • Рекомендация. Полномочные органы гражданской авиации должны согласовывать с национальными полномочными органами и авиационной отраслью те аспекты внедрения ATN, которые позволят обеспечить на соответствующем уровне ее безопасность, функциональную связность и эффективность использования на всемирной основе. Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
Задержки прохождения сообщений через ATN Клас ATSC Максимальная задержка , с A Резерв B 4, 5 C 7, 2 D 13, 5 E 18, 0 F 27, 0 G 50, 0 H 100, 0 Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
ATN функционирует в соответствии с приоритетами передачи сообщений, указанными в табл 3 -2 Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
ТРЕБОВАНИЯ К ВИДАМ ПРИМЕНЕНИЯ ATN • • • • Сеть ATN обеспечивает обработку прикладных функциональных дополнений, которые классифицируются по трем видам: a) прикладные функциональные дополнения "воздух земля" (Air Ground Applications) : контекстное управление (CM); автоматическое зависимое наблюдение (ADS); связь "диспетчер пилот" по ЛПД (CPDLC); полетно информационное обслуживание (FIS); б) прикладные функциональные дополнения "земля земля" (Ground Applications) : служба обработки сообщений ОПР (ATSMHS); связь между центрами ОПР по линиям ПД (AIDC); в) службы связи : служба связи верхнего уровня (ULCS Upper Layer Communications Service); служба межсетевой связи (ICS Internet Communications Service). Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
Y. N. Barabanov As. Prof. System Aeronavigation Department NAU
Вопросы?
Скачать презентацию Бортове обладнання зв язку та обміну даними Лекція
33836b506e3226d62676b8910c6793ba.ppt