CPDLC FANS 1/A+ e CPDLC ATN-B1 (LINK 2000+)

CPDLC FANS 1/A+ e CPDLC ATN-B1 (LINK 2000+)

Já publicamos um artigo sobre o FANS 1/A+ (Future Air Navegation System), onde há menção sobre o CPDLC (Controller-Pilot Data Link Communications).  Este equipamento se tornará obrigatório em breve em várias partes do mundo.

Em janeiro de 2020 as aeronaves que desejarem voar no espaço aéreo superior do Atlântico Norte (NAT HLA, FL290 ou acima) terão que ser equipadas FANS 1/A+, o que requer um CPDLC.

Do mesmo modo, aquelas aeronaves que voarem acima do FL285 no continente europeu, terão que ser equipadas com CPDLC a partir de fevereiro de 2020.

É importante saber que o CPDLC FANS 1/A+ tem seu funcionamento de maneira distinta do CPDLC ATN-B1 (Aeronautical Telecommunications Network – Baseline 1), o sistema adotado pelo Eurocontrol.  Isto quer dizer que uma aeronave pode ter FANS 1/A+ mas não ser capaz de utilizar seu CPDLC na Europa, e vice-versa.  Para operar em 2020 nessas duas regiões, a aeronave terá que ter um CPDLC capaz de transmitir no FANS e no ATN-B1.  Algumas poucas áreas do espaço aéreo europeu também operam o sistema FANS 1/A+, outras não (ver mapa abaixo).

Existem algumas diferenças entre o CPDLC FANS 1/A+ usado no espaço aéreo oceânico e outras regiões no mundo e o ATN-B1, tipo de CPDLC que está sendo implementado na Europa, conhecido como LINK 2000+.  Existem algumas diferenças no envio e recebimento de mensagens nos dois sistemas.

Algumas aeronaves que possuem os dois sistemas fazem a transição de um para o outro automaticamente.  Em outras aeronaves a tripulação tem que fazer o log on manualmente para a próxima ATSU (Air Traffic Service Unit) quando faz a transição de FANS 1/A+ para ATN-B1 ou vice-versa.

Diferentes conectividades aeronave/ATSU e suas capacidades de funcionamento conjunto:

O desenvolvimento da tecnologia Data Comm

O congestionamento de transmissões via VHF foi parcialmente resolvido com a implantação do espaçamento 8.33 Khz, disponibilizando mais canais.  O HF vem sendo gradualmente substituído pelo Satcom (Satellite Communications), operando em frequências mais altas.  O HF, icluindo o HFDL (HF Datalink), tem suas próprias limitações, como pouca qualidade no sinal e distorções nas transmissões, oferecendo pouca confiabilidade no serviço.

Com o aumento do tráfego aéreo, a busca por uma solução se tornou necessária.  Além disso, existia a necessidade de padronizar a comunicação entre ATC e aeronave, assim como os dados que são automaticamente transmitidos da aeronave para uma estação no solo.  Como as aeronaves de linha aérea já tinham o ACARS (Aircraft Communications Addressing and Reporting System), houve a necessidade de se considerar os equipamentos já existentes e novos equipamentos, assim como exigências operacionais.

A combinação desses fatores e os interesses divergentes de vários países criaram várias terminologias, um pot-pourri de siglas.

Em 1983 a ICAO começou a estabelecer a arquitetura do DataLink para a estrutura do FANS, que se tornou o padrão de rede de comunicação em região oceânica.

Enquanto isso, especificamente para o CPDLC, a ICAO continuou o desenvolvimento do FANS baseada primariamente nos novos protocolos e padrões do ATN (Aeronautical Telecommunication Network), que ficou conhecido como ATN-B1.  Esse CPDLC foi baseado em uma ISO (International Organization for Standardization) fornecendo uma plataforma de DataLink continental, que é diferente do sistema oceânico devido a alta densidade de tráfego aéreo sobre o continente.

Essa nova estrutura de DataLink, o CPDLC VHF DataLink (VDL) Modo 2, foi adotado pelo Eurocontrol para uso no continente europeu e designado como LINK 2000+ (também conhecido como FANS 2).  O VDL Modo 2 tem capacidade de dados maior, assim como velocidade superior se comparado ao ACARS.

Uma aeronave com CPDLC pode ter um dos painéis/interfaces abaixo:

O termo FANS é tipicamente ligado ao espaço aéreo oceânico e atualmente inclui comunicação de dados e vigilância.  Por outro lado, o termo CPDLC ou ATN- B1 cobre as operações continentais, onde a vigilância não é o a principal função, pois há cobertura radar e o transponder.  Entretando, os EUA estão começando a implementar FANS 1/A+ com VDL Modo 2 para o espaço aéreo continental,  enquanto o tradicional ATN-B1 é ligado às operações continentais na Europa.  Os requisitos são comumente chamados de “CPDLC” para LINK 2000+ e como FANS 1/A+ em outras regiões.  As necessidades são baseadas no que o operador precisa em determinado espaço aéreo.

É importante frisar a ligação entre Data Comm e a grande modernização do espaço aéreo.   O desenvolvimento do Data Comm, especialmente a sua implantação, está se integrando totalmente com outros programas do NextGen, almejando o TBO (Trajectory Based Operations).  Aeronaves e equipamentos que suportam a NextGen combinarão FANS 1/A+ para uso nas regiões oceânicas, com CPDLC para LINK 2000+ e também ADS-C e ADS-B.  Isso se tornará, no futuro próximo, em FANS 3/C e ATN-B2.

 

O LINK 2000+ é o elemento chave para o SES 2+ (Single European Sky).

O PM-CPDLC (Protect Mode) usado no LINK 2000+ permite que a tripulação selecione um menu de comunicação padrão ATC para enviar e receber mensagens por texto.  O PM-CPDLC é uma versão atualizada do CPDLC que diminui erro em mensagens, protegendo a comunicação de dados nos dois extremos.  PM-CPDLC tem uma maior integridade do que o CPDLC FANS 1/A+, verificando toda a mensagem que é recebida pelo destinatário pretendido.

Os seguintes protocolos são aplicados ao CPDLC:

– Voz e dados podem co-existir como meio de comunicação ATS.  O CPDLC suplementa a transmissão de voz.

– O CPDLC deve ser usado em um contexto em que não haja um tempo crítico na transmissão.  Esse tempo crítico é determinado pela situação atual do tráfego aéreo gerido pelo ATC, sistemas e tempo de resposta da tripulação/controlador.  Uma resposta de voz é geralmente esperada em poucos segundos, enquanto o intervalo entre pergunta e resposta do CPDLC é mais longo (em alguns minutos).

– A decisão de usar voz ou CPDLC deve ser do controlador e/ou do piloto envolvido.

– Um voo controlado deve estar sobre o controle de apenas um ATC.

Na verdade, o CPDLC como VDL Modo 2, está se tornando o padrão de dados ao redor do mundo.

Por uma perspectiva geral, aeronaves novas estão em crescente conformidade com as novas regras.   Aeronaves mais antigas requerem mudanças significativas.  Um exemplo disto pode ser notado nas grandes aeronaves da Dassault.  Os Falcon 7X, 8X e 900LX já saem de fábrica FANS 1/A+ e ATN-B1.  O Falcon 2000 já sai com FANS 1/A+, mas ATN-B1 é um upgrade opcional, condição que poderá mudar com a proximidade de 2020 (informação obtida com a Dassault em abril de 2019).

 

O CPDLC nos EUA:

Atualmente a FAA usa o FANS 1/A+ no Atlântico Norte e oceano Pacífico.  No espaço aéreo doméstico, ao invés de adotar apenas o ATN, a FAA adotou uma solução que combina FANS com ATN no CPDLC.  Essa estrutura dupla instalada em uma aeronave tem os sistemas de Data Comm FANS 1/A+ e ATN-B1 instaladas com o objetivo de ter operações contínuas, sem interrupções.

Como a FAA está implantando a tecnologia do FANS 1/A+ no espaço aéreo doméstico, Data Comm é usado para autorizações (clearances) com VHF VDL Modo 2, que é mais rápido do que a rede VHF já existente.

O ATN-B2, a evolução do FANS 1/A+, está sendo desenvolvido pela FAA RTCA (Radio Technical Commission for Aeronautics).  A esperança é de que este protocolo seja usado mundialmente.

A FAA não decidiu ainda quando o CPDLC será mandatório no espaço aéreo americano.  Por enquanto, muitos aeroportos nos EUA já possuem a ligação com o CPDLC DCL (Departure Clearence), o que requer uma LOA de operadores 121, 125, 135 e 91K, já que a tripulação necessita fazer um curso para obter a autorização; operadores 91 estão isentos deste documento.

O regulamento atualizado da Europa pode ser lido acessando os links abaixo (versões em português):

https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PT/TXT/PDF/?uri=CELEX:32015R0310&from=EN

https://www.anac.pt/SiteCollectionDocuments/PerfilGenerico/ceu_unico_europeu/regulamento_ce_29_2009.pdf

*Fontes de informações: Eurocontrol, EASA, FAA, fabricantes de aviônicos e fabricantes de aeronaves.  Sujeitas a mudanças através da emissão de emendas.

 

 


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CIRRUS JET
Aviação e Agronegócio

Autor
Carlos Guedes
Carlos Guedes
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