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• Andres Miguel Escalona

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Sistemas de comunicaciones abordo El avión es, sin lugar a duda, uno de los objetos tecnológicos más fascinantes creado por el ser humano. De la amplia variedad de tecnología que nos podemos encontrar en el avión, una de las partes es la que tiene que ver con el sistema de comunicaciones, un elemento fundamental para coordinar el tráfico en el aire y también para localizar a las aeronaves cuando están surcando los cielos. Todos los aviones modernos basan su control durante el despegue, tiempo de vuelo y aterrizaje, en el funcionamiento de diferentes dispositivos que envían y reciben constantemente señales de radio y datos hacia y desde la tierra, así como a un conjunto de satélites con los cuales también mantienen la comunicación La capacidad de comunicación de las aeronaves que se emplean en el transporte aéreo, se está viendo expandida a una velocidad impensable. Hace tan solo un par de décadas cuando, a finales de los años 80, el Sistema CNS/ATM (Comunicaciones, Navegación y Vigilancia – Gestión del tráfico aéreo) hizo acto de presencia con objeto de servir de apoyo a la modernización del obsoleto y sobrecargado sistema de control de tráfico aéreo de ciertas áreas del globo. Las aeronaves disponen de varios sistemas de comunicaciones, que se utilizan dependiendo de la fase del vuelo. Para este tipo de comunicaciones, las aeronaves disponen de las antenas adecuadas (VHF, HF, SATCOM) así como de radares (para información de tipo meteorológica y ATC/ATM). VOZ Comunicaciones por radio en HF La transmisión por radio en HF es el único sistema de comunicaciones no satélite capaz de establecer enlace directo entre aeronaves y estaciones terrestres. Esta característica ha hecho que las comunicaciones en HF hayan sido de gran utilidad cuando se requieren enlaces directos entre aeronaves y centros de comunicaciones en vuelos a baja cota, transatlánticos, transpacíficos y sobre áreas montañosas. Desafortunadamente, el espectro HF para aeronaves es muy limitado y requiere técnicas sofisticadas para una gestión adecuada. Habitualmente se utiliza modulación de banda lateral única (Single Side Band) SSB. https://www.ea1uro.com/pdf/Comunicaciones%20aeronauticas%20y%20maritimas.pdf Comunicaciones por radio en VHF Las comunicaciones mantenidas a través de las bandas aeronáuticas en HF, mencionadas anteriormente, tienen lugar cuando las aeronaves están en pleno vuelo, a gran distancia de los centros de control. Pero cuando la aeronave está próxima a su destino y se dispone a iniciar el procedimiento de descenso, se utiliza la banda aérea de VHF para las comunicaciones entre el piloto y las estaciones en tierra. Así pues, el AMS (Servicio Móvil Aeronáutico) también opera en VHF entre 117,975 y 136 MHz siendo utilizada esta banda para las comunicaciones T/A

(Tierra/Aire) en las proximidades de los aeropuertos en donde se hallan situadas las estaciones fijas. Habitualmente, el alcance de las comunicaciones radio VHF depende de que la nave se encuentre en la zona conocida como “línea de visión” o LOS (“line of sight”).

https://www.ea1uro.com/pdf/Comunicaciones%20aeronauticas%20y%20maritimas.pdf DATOS HFDL (High Frequency Data Link) El enlace de datos de alta frecuencia (HFDL) es un medio de comunicaciones ACARS que se utiliza para intercambiar datos como mensajes de control operacional aeronáutico (AOC), mensajes de comunicaciones de enlace de datos de controlador piloto (CPDLC) y mensajes de vigilancia dependiente automática (ADS) entre los sistemas de la aeronave y las correspondientes estaciones terrestres HFDL en tierra. VHF Data Link o VHF Digital Link (VDL) El VDL es un medio para enviar información entre aeronaves y estaciones terrestres (y en el caso del VDL Modo 4, otras aeronaves). Los enlaces de datos aeronáuticos VHF utilizan la banda 117,975-137 MHz asignada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones al servicio móvil aeronáutico (R). El modo 2 es el único modo VDL que se implementa operativamente para admitir las comunicaciones de enlace de datos piloto del controlador (CPDLC). Radar Secundario (en Modo S) – Transpondedor El radar secundario o SSR (Secondary surveillance radar) es un sistema que permite la identificación y seguimiento de aeronaves. El radar secundario codifica mensajes realizando "interrogaciones" dirigidas a los transpondedores o transponder (abreviación para transmitter (Tx) – responder (Rx)) en las aeronaves.

El transpondedor es un transmisor en la cabina de mando que recibe la señal del radar secundario y regresa un código de sonido con la posición de la aeronave, su altitud y su frecuencia de radio. Constantemente se activa para ayudar a los controladores del tráfico aéreo en tierra a determinar la velocidad y dirección del avión. La implementación del modo S permite que el radar interrogue "aeronave a aeronave" de modo que el radar puede manejar un escenario de tráfico mucho mayor sin complicarlo. Es requisito en las actuales aeronaves contar con un transpondedor operando en modo S. Este modo permite un enlace de comunicación completo; es decir, se tiene una comunicación entre computadores con protocolos.

Explicación de la imagen: Con la antena en tierra en rotación continua, radar secundario codifica mensajes y los envía en forma de un tren de impulsos modulados a 1030 MHz de frecuencia, denominado “interrogación”. En el momento en el que la aeronave recibe esta interrogación y la decodifica, enviará una respuesta codificada a 1090 MHz a la estación en tierra. http://oa.upm.es/49976/1/PFC_ALICIA_PARRA_RUIZ.pdf Sistema ACARS Uno de los sistemas más importantes de las aeronaves es el sistema de notificación y reporte conocido como ACARS (Aircraft Communications Addressing and Reporting System). Este sistema permite la comunicación de mensajes digitales mediante el VDL (VHF Data Link), de manera que se puede enviar o recibir información a la aeronave de forma automatizada y sin intervenir la tripulación. Los mensajes que se intercambian son en formato telex (como se observan en las imágenes), y habitualmente sirven para obtener:

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Información de plan de vuelo (posición de la aeronave, tiempo de paso,altitud, velocidad, desviación de ruta). Información de seguimiento (hora de salida planificada/real, hora de llegada planificada/real, puntualidad y desvíos). Información de combustible. Datos de carga y pasajeros. Datos de motores y componentes de la aeronave. Datos de control de tráfico aéreo.

Para el funcionamiento del sistema ACARS se precisa que las aeronaves dispongan de un equipo electrónico, antena VHF y HF, antena SATCOM y un proveedor de servicio ACARS. 

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Equipo electrónico: o ATSU (Air Traffic Services Unit): Este equipo es una computadora que permite configuraciones para todas las comunicaciones y sistemas que precisa el ACARS, interconectando las antenas y los computadores necesarias. El ATSU se conecta con el FMS de la aeronave. o FMS (Flight Management System): Es una computadora cuyo principal objetivo es la de automatizar algunos procedimientos técnicos. Además, para interactuar con la mensajería ACARS, los pilotos utilizan el FMS, éste dispone de una impresora y, por lo tanto, hay mensajes del ACARS que directamente salen por la impresora del FMS. Proveedor de servicio:

Para que funcione el sistema ACARS, es necesario que un proveedor de telecomunicaciones aporte el servicio, que está configurado mediante comunicaciones VHF, y extendido por comunicaciones HDL y satélite en las zonas donde no hubiera cobertura VHF. Existen cuatro redes de comunicación en el mundo:    

ARINC en USA. CANADIAN en Canadá. JAPANESE en Japón. SITA en las otras regiones.

CPDLC (Controller Pilot Data Link Communications) (comunicaciones de enlace de datos controlador-piloto) Es un método mediante el cual los controladores de tráfico aéreo pueden comunicarse con los pilotos a través de un sistema de enlace de datos. El CPDLC ayuda a aliviar la saturación y congestión al proporcionar un medio adicional de comunicación entre tripulaciones aéreas y los controladores de tráfico aéreo. En esencia, permite un intercambio rápido de mensajes de texto entre controladores y pilotos, aumenta la capacidad de gestión del tráfico aéreo automatizando las tareas rutinarias y mejorando al mismo tiempo la seguridad, disminuye la carga de trabajo del piloto mediante la disminución de la radiotelefonía, contribuyendo así a mayores niveles de seguridad. Por lo tanto,

La unidad de visualización y control de enlace de datos (DCDU) en un Airbus A330, la interfaz piloto para enviar y recibir mensajes CPDLC. Ahora bien, ¿qué sistemas CPDLC operan en la actualidad? El FANS o futuro sistema de navegación aérea (que ya se utiliza hoy en día) se basa en el empleo de equipos de aviónica que proporcionan comunicación directa por enlace de datos entre el piloto y el controlador aéreo. En la actualidad, el sistema que se conoce comúnmente como FANS-1 / A (FANS-1 desarrollado por Boeing y el FANS-A desarrollado por Airbus) se usa principalmente en rutas oceánicas por aviones de largo recorrido de fuselaje ancho. FANS -1 / A es un servicio basado en ACARS y, dado su uso oceánico, utiliza principalmente comunicaciones por satélite proporcionadas por el servicio Inmarsat Data-2 (Classic Aero).

Los principales estándares de la industria que describen el funcionamiento de los productos FANS1/A son ARINC 622 y EUROCAE ED-100/RT DO-258. ELT (Emergency Locator Transmitter) Es un equipo transmisor de radiofrecuencia que actúa en caso de accidente para dar aviso sobre el mismo y facilitar la localización de una aeronave. El ELT tiene como principal objetivo ayudar en la búsqueda, ubicación y rescate de sobrevivientes de un accidente aéreo. Los modelos vigentes de ELT transmiten en dos frecuencias: 406 MHz y 121.5 MHz. La frecuencia de 406 MHz es captada por satélites, y la frecuencia de 121,5 MHz es recibida por receptores en tierra (señal para ubicación o homing). La activación de un ELT puede producirse de manera automática, debido a las desaceleraciones presentes en un accidente debido al impacto, o manualmente a través de un interruptor colocado en cabina.

**********modificar ARMCC de la imagen********** Cuando se activa un ELT, la información es recibida por los satélites y gestionada por el programa COSPAS-SARSAT, el cual cuenta con una red de satélites y estaciones terrestres (Local Users Terminals). COSPAS-SARSAT es un programa intergubernamental apoyado por 43 naciones, dedicado a detectar y localizar radiobalizas ELT activadas por personas, aeronaves o navíos en peligro, y enviar información de alerta para que las autoridades pertinentes puedan iniciar las acciones de búsqueda y rescate.

Como “resumen” de lo anteriormente descrito, en la siguiente figura se describen las comunicaciones voz y datos en función de la fase del vuelo:

Ahora bien, teniendo en cuenta lo anteriormente explicado, se puede mencionar 2 accidentes aéreos en los cuales los sistemas de comunicación asumieron un papel importante: 

En 2009, hubo una discusión acerca de la creación de un sistema de «caja negra virtual» a través del suministro de los datos de vuelo del ACARS para reducir los efectos de la pérdida de las grabadoras de datos y voz, esto debido al accidente con el

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vuelo Air France 447, que impactó en las aguas del Atlántico mientras volaba entre Río de Janeiro y París. En 2014, el sistema ACARS dejó de transmitir información antes de que ocurriera el accidente del vuelo MH370 de Malasia. A pesar de que todos los sistemas fueron apagados, incluyendo el ACARS primario, un sistema secundario conocido como Classic Aero (proporciona servicios analógicos de voz, fax y datos para aeronaves) continuó estableciendo conexión vía satélite cada hora mientras el avión estaba en el aire.

https://www.transponder1200.com/que-es-el-sistema-acars-cual-es-su-funcion/

Bus ARINC 429 Es un estándar que determina las características que se precisan para llevar a cabo intercambios de datos dentro de muchos sistemas de aviónica de aeronaves comerciales y de transporte. ARINC 429 es el bus de datos predominante en aviónica. Define las interfaces físicas y eléctricas para una comunicación unidireccional, además de un protocolo de datos para dar soporte a una red local aviónica en un avión. Básicamente describe las funciones de los medios de información digitales que se encuentran en las aeronaves. La transmisión y la recepción se realizan en puertos separados, por lo que es posible que se necesiten muchos cables en las aeronaves que utilizan una gran cantidad de sistemas de aviónica. https://greatbustardsflight.blogspot.com/2019/02/la-interoperabilidad-del-cpdlc.html