Prof. Xavier Estopà SCV i comunicacions terra/terra Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 1 Prof. Xavier Estopà Transmissió de veu a distància • No podem tenir tants recursos com usuaris. – Cal compartir els recursos. – Cal gestionar l’accés als recursos. • Centrals telefòniques. – Regulen l’accés als recursos – Multiplexat temporal Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 2 Prof. Xavier Estopà Transmissió de veu a distància • 1.- MOSTRATGE • Teorema de Nyquist-Shannon – La freqüència de mostratge serà el doble de la màxima freqüència del senyal. • podrem recuperar el senyal sense pèrdua. – Si transmetem veu fins a 3400 Hz • Freq. de mostratge fixada a 8 kHz Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 3 Prof. Xavier Estopà Transmissió de veu a distància • 1.- MOSTRATGE Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 4 Prof. Xavier Estopà Transmissió de veu a distància • 2.- QUANTIFICACIÓ • Passem d’un senyal d’amplitud contínua a un número limitat de nivells possibles Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 5 Prof. Xavier Estopà Transmissió de veu a distància • 2.- QUANTIFICACIÓ Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 6 Prof. Xavier Estopà Transmissió de veu a distància • 2.- QUANTIFICACIÓ: Llei A Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 7 Prof. Xavier Estopà Transmissió de veu a distància • 3.- CODIFICACIÓ • Assignem a cada nivell discret de senyal un codi de 8 bits. • 8000 mostres per segon • 8 bits per mostra • 64 kbits per segon Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 8 Prof. Xavier Estopà Transmissió de veu a distància • 4.- FORMEM LA TRAMA: 2 Mbps Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 9 Prof. Xavier Estopà Transmissió de veu a distància • Sincronisme de trama. Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 10 Prof. Xavier Estopà Sistema d Comunicacions d Veu Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 11 Prof. Xavier Estopà Sistema d Comunicacions d Veu Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 12 Prof. Xavier Estopà Sistema d Comunicacions d Veu Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 13 Prof. Xavier Estopà Sistema d Comunicacions d Veu Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 14 Prof. Xavier Estopà Sistema d Comunicacions d Veu Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 15 Prof. Xavier Estopà Sistema d Comunicacions d Veu • Cal connectar els ATCo amb els recursos de comunicacions exteriors: – Canals de comunicació ràdio – Línies telefòniques • • • • • Bateria Local (accés indirecte) Bateria Central (accés indirecte) Línia Calenta Exterior Normalitzada (accés directe) PABX (accés indirecte) ATC R2 (accés indirecte) Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 16 Prof. Xavier Estopà Sistema d Comunicacions d Veu Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 17 Prof. Xavier Estopà Sistema d Comunicacions d Veu Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 18 Prof. Xavier Estopà Sistema d Comunicacions d Veu Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 19 Prof. Xavier Estopà Sistema d Comunicacions d Veu • Exemple de comunicació ràdio. Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 20 Prof. Xavier Estopà Sistema d Comunicacions d Veu • Exemple de comunicació telefònica. Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 21 Prof. Xavier Estopà Comunicacions terra/terra Curs 2010 - 2011 Sistemes de Navegació Aèria ETSEIAT - UPC 22 Es tracta d'aquell sistema que, en condicions normals d'operació en el control de trànsit aeri, connecta els controladors aeris (ATCOs) entre ells i amb l'exterior. L'SCV ve a ser una mena de central telefònica, o bé un servidor de recursos de comunicació. Els controladors, a la seva posició de control UCS (unitat de control de sector) tenen la possibilitat d'accedir als recuros que els gestiona l'SCV. Podem parlar de recursos de comunicació via ràdio (per parlar amb els pilots) i recursos de comunicació telefònica (per parlar amb els altres controladors del mateix centre o bé dels centres col·laterals. És a dir, que el SCV té connectats els ATCOs, i els recursos exterior disponibles. LA seva missió és encaminar les comunicacions entre ells. Ho podríem fer amb connexions elèctriques, connectant físicament una entrada amb una sortida, però seria molt rígid i impediria la reconfiguracio amb facilitat. Es tracta, llavors, de sistemes digitals, que mostregen la veu (la digitalitzen) i l'encaminen cap a la sortida adequada. La commutació es fa a nivell de mostres de veu (paquets de 8 bits=1 byte). A la sortida del SCV, la veu es torna a fer analògica a partir de les mostres que se n'havia extret i es lliura al destinatari. Quan es tracta de comunicacions via ràdio, la veu anirà sempre acompanyada del sental de PTT o SQ, segons sigui el cas de veu sortint o bé entrant. En el cas de les comunicacions telefòniques, segons el tipus de línia telefònica, podem tenir associada alguna mena de senyalització que també viatjarà amb la veu. Només hi ha un tipus de canals ràdio per parlar entre ATCOs i pilots, però cadascun d'ells tindrà com a tret particular la seva freqüència i el centre de comunicacions des del que ofereix el servei. En canvi, hi ha molts tipus de línies telefòniques a les que pot accedir un ATCO: bateries locals, línies calentes normalitzades, línies de centraleta, bateries centrals, línies digitals ATC R2,... Per a les seves comuniacions, l'ATCO disposa, a la interfície amb l'SCV a la UCS, d'una connexió per a micròfon, per a auriculars i dos altaveus diferenciats. El micròfon serveix per a totes les comunicacions que fa el controlador. La recepció de les comunicacions ràdio la pot escoltar bé pels auriculars o bé per l'altaveu assignat a ràdio. En el cas de les comunicacions telefònique no ho pot triar: parlarà pel mateix micròfon i rebrà per l'auricular, excepte en rebre una comuniació per línia calenta normalitzada, que l'escoltarà sempre per l'altaveu assignat a telefonia. Hi ha un mòdul específic per a commutar les comunicacions per canals ràdio i un altre mòdul per a la telefonia. A més, l'SCV disposa del mòdul de gestió/supervisió, tant tècnica (per a detectar anomalies i alarmes en el funcionament del sistema) com operativa (per a assignar recursos de comunicacions a cada UCS que estigui operativa. Fins ara, la tecnologia més emprada en els SCV era la PCM (Puse coding modulation), que va deixant pas a la tecnologia IP (Internet Protocol), encara més flexible i escalable. Comunicacions SVC Terra –Terra Transmissió de veu a distància. No podem tenir tants recursos com a usuaris: Cal compartir els recursos Cal gestionar l’accés als recursos Centrals telefòniques: Regulen l’accés als recursos Multiplexat temporal Transmissió de veu a distància Etapes: 1. Mostratge. Teorema de Nyquist – Shannon Consiste en tomar muestras (medidas) del valor de la señal n veces por segundo, con lo que tendrán n niveles de tensión en un segundo.Para un canal telefónico de voz es suficiente tomar 8.000 muestras por segundo, o, lo que es lo mismo, una muestra cada 125 μseg. Esto es así porque, de acuerdo con el teorema de muestreo, si se toman muestras de una señal eléctrica continua a intervalos regulares y con una frecuencia doble a la frecuencia máxima que se quiera muestrear, dichas muestras contendrán toda la información necesaria para reconstruir la señal original.Como en este caso tenemos una frecuencia de muestreo de 8 kHz (período 125 μseg), sería posible transmitir hasta 4 kHz, suficiente por tanto para el canal telefónico de voz. Si transmetem veu fins a 3400 Hz freq. de mostratge fixada a 8 kHz. 2. Quantificació. Passem d’un senyal d’amplitud contínua a un número limitat de nivells possibles. Por eso en la cuantificación se asigna un determinado valor discreto a cada uno de los niveles de tensión obtenidos en el muestreo. Como las muestras pueden tener un infinito número de valores en la gama de intensidad de la voz, gama que en un canal telefónico es de aproximadamente 60 dB, o, lo que es lo mismo, una relación de tensión de 1000:1, con el fin de simplificar el proceso, lo que se hace es aproximar al valor más cercano de una serie de valores predeterminados. 3. Codificació. Assignem a cada nivell un codi de 8 bits. Com que tenim 8000 mostres per segon i 8 bits per mostra equival a 64kbits per segon. En la codificación, a cada nivel de cuantificación se le asigna un código binario distinto, con lo cual ya tenemos la señal codificada y lista para ser transmitida 4. Trama. 2Mbps Es forma la trama mitjançant la recopilació de varies senyals. La trama té 32 slots de temps. Cada slot de temps conté 8 bits de cada mostra. Sincronismo Se trata de un función propia de Enlace de Datos, que consiste en recuperar los mensajes y delimitar las 32tramas a partir de la secuencia de bits o de caracteres recibidos por el medio físico. Este sincronismo estambién responsable por un buen funcionamiento del sincronismo de carácter, controlando suadquisición, mantenimiento y restablecimiento, como así mismo por el alineamiento del mecanismo dedecodificación del receptor con el del transmisor. En el nivel de enlace, los datos recogidos del nivelsuperior se agrupan parea su transmisión formando tramas (paquetes, bloques, mensajes) que incluyenbits de redundancia (SVT, CRC, LRC, BCC) y otros bits de control del protocolo. Para delimitar elprincipio y fin de la trama se usan caracteres de control o cadenas de bits específicos. El uso de estosdelimitadores puede restringir el conjunto de caracteres utilizables por el nivel superior y para podertransmitir cualquier cadena binaria es preciso adoptar mecanismos de transparencia que remuevan esaslimitaciones. Métodos de Sincronismo de Trama Básicamente existen 3 estrategias al respecto, las dos primeras utilizan caracteres de control de unalfabeto tal como ASCI, EBDIC o Transcodigo de 6 bits Principio y FinPara marcar el principio (PDT) y el fin (FDT) utiliza los caracteres de control de uno de los alfabetosmencionados, tales como:STX: Start of TextSOH: Start Of HeaderETX: End of TextETB: End of Block CC: Son otros caracteres de control, tales como origen y destino de la trama, CRC, etc.b. Principio y CuentaEmpieza con un número que marca el principio y continuación indica el número de caracterescontenidos en la trama.c. Guión o BanderaUna muestra fija de bits (bandera) marca tanto el principio como el fin de la trama. Cuando aparece lamisma combinación en el texto, se intercala un cero. Sistema comunicacions de veu Com que dels apunts és una fumada del mil i no s’entèn res http://www.aena.es/csee/Satellite?Language=ES_ES&Section=5&SiteName=Navegacio nAerea&c=Page&cid=1241708357425&pagename=subHome Los Sistemas de Comunicaciones de Voz (SCV) para control de tráfico aéreo se ubican en los centros de control, tanto de ruta como de aproximación, y en las torres de control de los aeropuertos, y dan soporte a: comunicaciones de voz Tierra-Aire (T/A), entre controladores de tráfico aéreo y pilotos de aeronaves; comunicaciones de voz Tierra-Tierra (T/T), entre controladores de tráfico aéreo para coordinación, y entre éstos y personal de apoyo, gestión y administración; apoyo a la explotación y administración del sistema. Los tipos de usuario que utilizan estos sistemas son los siguientes: 1. En Torre de Control: o Supervisor de Torre o Controladores de Torre (o locales) o Controladores de Rodadura o Controladores de Plataforma o Controladores de Autorizaciones o Operadores de Planes de Vuelo o Coordinadores o Personal de Apoyo y Mantenimiento 2. En Centro de Control: o Supervisor de Sala de Operaciones o Supervisores de Área o Controladores Ejecutivos (Radar) o Controladores Planificadores o Gestores de Flujo (FMP - Flow Management Position) o Gestores de Planes de Vuelo (PDV - Posición de Datos de Vuelo) o Supervisores de Sala de Equipos. 3. En Simulación: o Supervisor de Simulación o Instructores o Controladores en Sesión de Simulación o Seudopilotos o Supervisores de Sala de Equipos. Básicamente, un SCV está constituido por un conjunto de medios que permiten a los controladores aéreos y personal de apoyo iniciar, recibir, atender y mantener comunicaciones por radio o telefónicas, tanto reales como de adiestramiento; e incluye, adicionalmente, medios que permiten realizar labores de apoyo a la explotación del sistema (administración, configuración, sectorización, supervisión y elaboración de históricos y estadísticas de uso y mantenimiento). Evolución El SCV se encuentra actualmente en un proceso de cambio de tecnología y estandarización internacional. La arquitectura de la futura generación de SCVs se basa en los actuales estándares de arquitectura para sistemas VoIP, en los que sus nodos se interconectan a través de una red de área local y la interconexión con otros SCVs se realiza a través de una WAM IP, o a través de circuitos por medio de las correspondientes gateways. El SCV VoIP constará de los siguientes elementos físicos: Posiciones de comunicaciones. Servidores de comunicaciones (proxy, registrar, DNS, ...) redundados. Pasarelas de comunicaciones configurables "en cluster" o independientes. Posiciones de gestión. Servidores de gestión redundados. Servidor de estadísticas. Impresoras. Elementos de red tales como concentradores, conmutadores. Los nodos de la red estarán interconectados en dos subredes dobles (A/B) independientes: a. red de voz doble, y b. red de gestión doble. Las redes de voz interconectarán las posiciones de comunicaciones, los servidores de comunicaciones y las pasarelas. Las redes de gestión interconectarán los servidores de gestión, el servidor de estadísticas, las impresoras y los clientes de gestión. A través de las mismas se realizará la conexión con el sistema SACTA. Los servidores de gestión y estadísticas estarán conectados tanto a las redes de gestión como a las redes de voz. Se dispondrá de posiciones de apoyo a la explotación que permitirán hacer uso de las diferentes herramientas de gestión. Las posiciones de apoyo a la explotación podrán ser locales, en cuyo caso se interconectarán con los servidores de gestión a través de las propias redes locales de gestión del sistema a explotar, o remotas, en cuyo caso se interconectarán a través de una WAN IP. Las posiciones de comunicaciones podrán ser asignadas dinámicamente por configuración, sin restricción, a cualquier dependencia del centro de control y a cualquiera de los núcleos operativos de una dependencia. Las comunicaciones con SCVs de otras dependencias se realizarán a través de la Red de Datos de Navegación Aérea (REDAN) utilizando el protocolo ATS-SIP (Eurocae ED-137), o bien a través de interfaces de circuitos conmutados (ATS-R2/N5, ATS-QSIG, etc.) gestionados por las pasarelas. La arquitectura física del sistema será tal que redunde todos los elementos vitales. Mediante la función de configuración del sistema, se podrán crear distintas particiones del mismo, de modo que sus nodos (posiciones, servidores, pasarelas, etc.) puedan ser reasignados dinámicamente a cada una de tales "particiones". Así, sobre el conjunto de nodos físicos se podrán crear varios SCVs constituidos cada uno por un determinado número de posiciones, servidores y pasarelas, y con distintos datos de configuración. En este sentido, y siempre de acuerdo con los datos de configuración, las posiciones y pasarelas se repartirán entre los distintos SCVs definidos, y los servidores (de comunicaciones y de gestión) operarán unas veces en configuración dual (principal/reserva) y otras sirviendo a distintos SCVs. Una vez desplegados SCVs con tecnología IP en varias dependencias, será posible establecer comunicaciones entre ellos directamente en tecnología IP, eliminando las pasarelas de la cadena de comunicaciones, con lo que disminuye la probabilidad de fallo. Los SCVs de esta tecnología presentan las siguientes ventajas: 1. Reducción de equipamiento. Se mejora el mantenimiento, se disminuye el número de repuestos, y todo el hardware que compone un SCV pasa a ser COTS. 2. La administración de una WAN es más eficiente y sencilla. Se mejoran las redundancias de las red, se disminuye el coste de la misma y se centraliza y mejora la gestión. Se posibilita una mayor integración con otras aplicaciones. 3. Se podrán acometer nuevas funcionalidades, imposibles de abordar con las redes actuales, por ejemplo la sectorización interdependencia. 4. Dado que la WAN llegará hasta los emplazamientos radio, éstos se podrán utilizar desde cualquier dependencia. 5. Mejora de la interoperabilidad. Se han creado estándares internacionales de interoperabilidad para todos los servicios de voz ATS, tanto en telefonía como en radio. En general, la flexibilidad y las posibilidades de evolución e incorporación de nuevas funciones en este tipo de sistemas son prácticamente ilimitadas.