FUTURA GENERACIÓN DE COMUNICACIONES AERONÁUTICAS VÍA SATÉLITE PARA MISIONES DE GESTIÓN DE TRÁFICO AÉREO “El desarrollo de un sistema de comunicaciones utilizando la tecnología de los satélites resulta una propuesta muy atractiva puesto que también proporciona servicio en áreas en que no es posible desplegar sistemas terrestres. SDLS, en combinación con los emergentes sistemas de navegación vía satélite, contribuirá a mejorar sustancialmente la precisión de los sistemas de seguimiento y localización de los aviones, permitiendo de esta forma que un mayor número de aeronaves puedan compartir simultáneamente un mismo segmento del espacio aéreo de forma totalmente segura. Con este nuevo sistema queremos demostrar que una “segunda generación” de sistemas vía satélite puede cumplir los muy estrictos requisitos de seguridad de los sistemas para la gestión del tráfico aéreo”. Claude Loisy, Jefe del Proyecto SDLS, Agencia Espacial Europea (ESA). Hoy en día la aviación civil utiliza básicamente una sub-banda de la banda de VHF dedicada exclusivamente a las comunicaciones de seguridad aeronáutica. En aquellas zonas del espacio aéreo no cubiertas por el sistema VHF, se utiliza en su lugar un sistema de comunicaciones en la banda HF con una pobre calidad de audio. Con el continuo incremento del tráfico aéreo a escala mundial, se calcula que en el margen de entre 6 y 10 años los sistemas de comunicaciones actuales no tendrán suficiente capacidad para gestionar todo el tráfico aéreo. EL RETO Un sistema dedicado vía satélite, como SDLS, es un candidato idóneo para proporcionar la capacidad necesaria en zonas del espacio que soportan una gran densidad de tráfico, manteniendo la seguridad de las operaciones aeronáuticas y ofreciendo además cobertura global en regiones oceánicas o desérticas. En 1995 se realizaron algunos estudios preliminares dirigidos por la Agencia Espacial Europea (ESA) sobre sistemas vía satélite para la aviación civil. Un informe de 1998 sobre SDLS proporcionó los argumentos iniciales y los detalles necesarios para justificar el inicio de esta actividad de I+D y prever el interés por utilizar una nueva generación de sistemas de comunicaciones aeronáuticas vía satélite que complementaran los medios de comunicaciones Aire/Tierra actuales. Otro hecho destacable fue el fracaso del sistema Iridium basado en satélites de órbita baja (LEO), candidato a proporcionar dicho servicio. La situación cambió en Mayo 2000, después de que Eurocontrol (entidad responsable de la gestión del tráfico aéreo en Europa) reconociera el interés potencial del concepto que hay detrás del proyecto SDLS de la ESA para resolver la insuficiente capacidad de la actual infraestructura de comunicaciones. Así, en el año 2000 ESA inició la actividad ASTE NM 9.11 “Satellite Data Link System for Air Traffic Management” (Sistema SDLS para la gestión del tráfico aéreo) en el marco de su programa ARTES con el objetivo de demostrar la capacidad de SDLS, y aprovechar la vacante dejada por Iridium. Todo el programa SDLS está construido en fases consecutivas de acuerdo con las etapas de estandarización de la Organización Internacional de Aviación Civil (ICAO). Durante 2003 se realizó un estudio que incluyó la definición preliminar del sistema SDLS y el análisis de sus aspectos técnicos fundamentales. Dicho estudio constituía el paso intermedio para llegar al definitivo sistema operacional. Actualmente, se está estudiando la viabilidad de realizar pruebas en vuelo con los medios de Eurocontrol. LA SOLUCION Atos Origin diseñó e implementó los protocolos de comunicaciones del Control de Acceso al Satélite (SAC). Esta solución software de tiempo real asigna y controla el uso de los canales satélite, y ofrece servicios básicos de transporte para comunicaciones de datos, datagramas (mensajes cortos) y comunicaciones de voz. También direcciona en tiempo real los flujos de voz del piloto y del controlador mediante conmutación entre los canales del satélite, brindando un servicio “Party Line” que emula la operación del sistema de radiotelefonía VHF. El software de Atos Origin se desarrolló en lenguaje C para el sistema operativo Vx-Works‚ de tiempo real y alto rendimiento. El mercado de Aviónica, Estaciones terrenas y Segmento espacial tiene sus peculiaridades, dictadas básicamente por el contexto de la aviación: > El estándar de ICAO será un estándar abierto elaborado por consenso entre todas las entidades que participan activamente en los grupos de trabajo de ICAO, y que será aprobado formalmente por todos los estados miembros de ICAO > Es muy probable que tan solo haya espacio para un único sistema que cumpla el estándar mundial de ICAO, aún por definir > Consecuentemente, si varias iniciativas entrasen en competencia en el proceso de estandarización de ICAO, el resultado final (tras varios años) sería el de un ganador y posiblemente varios perdedores > Por tanto, todos aquellos que hayan empezado antes la carrera dispondrán de una importante ventaja estratégica, siempre y cuando, claro está, dispongan de un buen sistema. La técnica de “polling” centralizado, inicialmente seleccionada por la Agencia Espacial Europea (ESA) para realizar el control de acceso al satélite, fue sustituida por la que propuso Atos Origin: CDMA-ALOHA, más general y flexible. Este hecho tuvo un importante impacto en el diseño e implementación de los protocolos de comunicaciones por Atos Origin, pero la decisión recibió la felicitación explícita de Mr Erling Kristiansen, responsable técnico de la ESA para el proyecto SDLS. La técnica híbrida CDMA-ALOHA resultó adecuada para cubrir todas las necesidades del proyecto SDLS, ofreciendo un mejor rendimiento y una mayor capacidad que la solución de “polling” centralizado. En la siguiente fase del proyecto, Atos Origin analizó las técnicas de acceso y los protocolos de comunicaciones. Se llevó a cabo la distribución de los canales lógicos y de las correspondientes portadoras físicas, tomando como referencias una matriz de tráfico aéreo generada a partir de los estudios y previsiones de Eurocontrol, la definición de los servicios básicos, y los resultados de diversas simulaciones. El modelo propuesto para el enlace directo fue el denominado “raw CDMA”. Para el enlace de retorno se propusieron dos modelos, el básico de Alcatel, y el de “mini slots” independientes de Atos Origin que demostró ser la solución más eficiente. LOS RESULTADOS Los sistemas de comunicaciones aeronáuticas vía satélite actuales, conocidos en el sector como Sistemas para comunicaciones Aeronáuticas Móviles vía Satélite (AMSS) e instalados en algunas aeronaves, están principalmente dirigidos a proporcionar comunicaciones a los pasajeros. El principal inconveniente de estos sistemas es que no cumplen con los estrictos requisitos que se exigen a las comunicaciones para aplicaciones de seguridad, por lo que tienen un uso muy limitado en este contexto. Además, su coste de operación es prohibitivo. El resultado es que no existe en el mercado ningún sistema satélite similar a SDLS. Los principales objetivos del proyecto SDLS son demostrar los beneficios de este nuevo concepto y ayudar en la definición de un nuevo estándar abierto en el marco de los esfuerzos de ICAO para definir la nueva generación de sistemas satélite (NGSS). SDLS ofrece diversas innovaciones técnicas y de servicios: > Servicio de voz Punto-a-multipunto: Además del servicio clásico de voz punto-a-punto, SDLS implementa un servicio denominado “Party-Line” que permite que varios pilotos puedan escuchar la conversación entre otro piloto y el controlador en tierra. Este servicio emula el ya existente en la banda de VHF. SDLS es el primer sistema satélite capaz de ofrecerlo > Servicio SDLS APR: Servicio alternativo de localización, basado en la transmisión de pequeños paquetes de datos (datagramas), que emula un sistema radar y que puede utilizarse como sistema auxiliar. SDLS ha sido diseñado de tal forma que demuestre cuáles deben ser las características técnicas y el rendimiento del nuevo estándar necesario para cumplir los requisitos de comunicaciones de los futuros sistemas de gestión de tráfico según están actualmente definidos por la Organización Internacional de Aviación Civil (ICAO). Acerca de Atos Origin © 2004 Atos Origin Case Studies - SDLS - 08-2004 - RIALTO Atos Origin es una compañía internacional de servicios de tecnología de la información (IT). Su negocio es transformar la visión del cliente en resultados mediante la aplicación de consultoría, integración de sistemas y gestión de operaciones. Los ingresos anuales de la compañía superan los 5 billones de Euros y emplea 47.000 personas repartidas en 50 paises. Atos Origin es partner tecnológico a nivel mundial para los Juegos Olímpicos y entre sus clientes se incluyen ABN AMRO, Akzo Nobel, Alstom, BNP Paribas, BP, Ericsson, EDF, Euronext, Fiat, France Telecom, ICI, ING, KPN,Lucent, Philips, Renault, Royal Bank of Scotland, Saudi Aramco, Schlumberger, Shell, Telecom Italia, UBS, UK Department for Work and Pensions, Unilever, Vivendi Universal y Vodafone. Atos Origin cotiza en la bolsa de Paris Euronext Premier Marché y cotiza como Atos Origin, AtosEuronext, Atos Worldline, Atos KPMG Consulting and Atos Odyssée. www.atosorigin.com