Sistema VDL

La comunicazione di informazioni tra aeromobili e stazioni a terra tramite VHF data-link

Il VDL, sigla che indica VHF Data Link, è in breve una evoluzione del sistema ACARS descritto in altra pagina. Come per quest'ultimo l'obiettivo è di costituire una rete di comunicazione dati tra aeromobili e stazioni a terra consentendo a tutti gli aerei che ne sono dotati di fungere da terminali connessi ai diversi centri di controllo trasferendo in formato digitale delle informazioni ottenute da vari sensori e apparati di bordo tramite un canale radio attivo sulla banda VHF.

L'apparizione del VDL risale alla fine degli anni '90 rappresentando uno step tecnologico importante per il settore. Dopo essere stato inserito a pieno titolo nella road-map FANS, il Future Air Navigation Systems, che sta guidando il settore in questi anni il VHF Data-Link è ora consolidato e progressivamente andrà tendenzialmente a sostituire l'ACARS in parte delle sue funzioni. Abbiamo usato il termine sostituire poiché quest'ultimo standard non offre margini di sviluppo ulteriore, al contrario il VDL rappresenta un gruppo di standard con un ampio ventaglio di potenzialità in progresso e tale aspetto viene direttamente incontro alle esigenze dell'ambiente aeronautico. Di seguito le quattro varianti del sistema:

VDL mode 1

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Ha prestazioni limitate nel trasferimento dei dati ma ha il vantaggio di utilizzare ancora la radio tradizionale VHF ovvero un canale AM analogico. Utilizza la manipolazione MSK come è per l'ACARS.

VDL mode 2

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Ha protocolli simili al precedente ma adotta una modulazione efficiente che permette una maggiore velocità nel trasferimento dei dati. Non è compatibile con la radio tradizionale VHF analogica richiedendo apparati dedicati. Utilizza la manipolazione D8PSK.

VDL mode 3

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Consente sia la trasmissione dati che vocale in formato digitale. Ha una modulazione simile al precedente ma un diverso protocollo, ovvero TDMA nello specifico, e richiede stazioni a terra per il coordinamento delle trasmissioni. Non ne è prevista l'implementazione nel nostro continente attualmente.

VDL mode 4

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Consente sia la trasmissione dati che vocale in formato digitale. Ha una modulazione GFSK con protocollo STDMA, non richiede stazioni a terra per il coordinamento delle trasmissioni. Può essere usato anche per le comunicazioni aereo-aereo.

Il VDL mode-2 si presta a realizzare molti servizi radio pure con il vincolo di una comunicazione non time-critical, è il formato dominante e sostanzialmente il più utile per l'attuale fase di sviluppo. I segnali che attivano le frequenze VHF, e che risultano di facile monitoraggio, sono di fatto quasi interamente nel modo-2.

Frequenze radio Sistema VDL

Nella sezione Frequenze Italia potete consultare dettagli sui canali radio utilizzati nelle comunicazioni VDL assieme agli altri servizi attivi sulle medesime porzioni VHF. Questo il collegamento diretto:

118-137 MHz

Operatività e tecnologia

I contenuti dei messaggi VDL più comunemente trasmessi dai veicoli possono essere così riassunti in base alla loro tipologia:

Messaggistica VDL

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• Rapporti di arrivo e partenza.

• Rapporti di posizione.

• Piani di volo.

• Condizioni meteo sulla rotta di volo.

• Stato operativo del veicolo, consumi carburante, carico.

• Messaggi alla compagnia di appartenenza.

• Assegnazioni di frequenze radio.

• Test sui sistemi di comunicazione.

Le trasmissioni VDL-mode2 si realizzano in un formato digitale con modulazione D8PSK ovvero con una manipolazione a spostamento di fase su otto livelli discreti. La velocità grezza nel flusso dati è pari a 31.5 kpbs con una larghezza di banda di 25 KHz. Da osservare che la larghezza è quella di un canale radio analogico nel step storico (si inibiscono gli step a 8.33 kHz vicini) rispettando la compatibilità sotto questo aspetto, mentre la velocità risulta nettamente superiore rispetto al sistema ACARS. Il link adotta il protocollo CSMA, è consentito in tal modo di stabilire un contatto con la stazione di terra secondo uno schema di indirizzamento automatico tra più emissioni ricevendo nel contempo un messaggio di conferma nella connessione. Dal lato pratico le singole emissioni VDL-mode-2 sono brevi e dunque assimilabili a peculiari burst se ascoltate con un ricevitore scanner.

Struttura del frame VDL Mode-2

La struttura delle trasmissioni è riportata in figura. Ogni emissione inizia con la fase di inizializzazione "Training sequence" utile al ricevitore per ottimizzare la demodulazione. Questa fase consiste di cinque parti distinte. Primi 15 bit per stabilizzare il power-up del trasmettitore, 48 bit per consentire la sincronizzazione, 3 bit riservati al sistema, infine una stringa di 17 bit indica la lunghezza della trasmissione (AVLC_LI) mentre 5 bit costituiscono il riferimento utile alla correzione degli errori (FEC). La fase AVLC che segue contiene le informazioni su origine e destinazione della comunicazione, i dati del messaggio vero e proprio, infine una sequenza di controllo (FCS).