Yüksek Frekans (HF) ve Çok Yüksek Frekans (VHF) kanalları üzerinden sesli iletişimin kullanılması havacılıkta uzun bir süredir standart olmuştur. Bugün bile, telsizle belirlenmiş frekanslar üzerinden sesli iletişim yaygındır. Bu, pilotlar ve hava trafik kontrolörleri arasındaki ve bir dereceye kadar havada uçan pilotlar ile yerdeki havayolu operasyon ekibi arasındaki iletişimi içerir.
Kısa bir süre önce, öncelikle pilotlar ve havayolu operasyonları arasındaki iletişim için metin mesajlarına dayalı bir sistem tanıtıldı. Bu sistem Hava Aracı İletişim Adresleme ve Raporlama Sistemi ya da kısaca ACARS olarak bilinmektedir.
ACARS Tam Olarak Nedir?
1970’lerde havayolları, uçaklarının tam olarak ne zaman kapıdan geri itildiğini, havalandığını, indiğini ve varış noktasında belirlenen kapıya park ettiğini bulmak için uçuşlarını takip etmenin daha etkili bir yolunu aradılar. Pilotlar bu verileri telsizleri aracılığıyla operasyonlara iletiyorlardı, ancak bu en iyi yöntem değildi, çünkü pilotlar bu görevi yerine getirmeyi unuturlarsa, veriler iletilmeyecek ve havayolu şirketi herhangi bir veri kaybedecekti.
Bu sorunun çözümü Aeronautical Radio, Incorporated (ARINC) adlı bir telekomünikasyon şirketi tarafından ele alındı. ARINC, herhangi bir pilot girdisi olmadan uçaktan havayolu operasyonlarına otomatik olarak veri aktarabilen otomatik bir datalink iletişim sistemi geliştirdi. Bu sistem VHF tabanlı idi. ACARS başlangıçta ARINC tarafından geliştirildiği için, ACARS ARINIC Communications Addressing and Reporting System (ayrıca ACARS) olarak biliniyordu.
Başlangıçta, aktarılan tek veri seti OOOI olarak adlandırılıyordu:
- Dışarı(Out): Bu, kapıların ne zaman kapandığını belirlemek için uçak kapılarındaki sensörleri kullandı ve bir geri itme süresi oluşturdu.
- Kapalı (Off): Uçak havalanırken, Tekerlek Üzerindeki Ağırlık (WOW) sensörleri uçağın pistten kalkış zamanını verir.
- Açık(On): Uçak yere değdiğinde, WOW anahtarları sıkışarak bir iniş süresi sağlar.
- İçeri(In): Kapıda, kapı açıldığında, kapı sensörleri sisteme uçağın kapıda durma zamanını verir.
ACARS kısa sürede pilotlar ve havayolu operasyonları arasında serbest mesajlaşma, doğrudan uçuş planı bağlantıları, hava durumu raporları, pozisyon raporları gibi daha fazla veri aktarabilen son derece sofistike bir sistem haline geldi. Veri aktarım aracı olarak VHF ile başlayan ACARS, artık bir aktarım mekanizması olarak satcom ve hatta HF kullanabilmektedir. Bu, görüş hattı sınırlı olan VHF erişimi dışında bile bağlantıda kalmayı mümkün kılar. Bununla birlikte, VHF en ucuz olanıdır ve bu nedenle, VHF mevcut olduğunda, uçak sistemi SATCOM ve HF yerine bunu kullanır.
Daha sonra, bu kez Fransa’da Société Internationale de Télécommunications Aéronautiques (SITA) adında, ARINC gibi bir veri bağlantısı hizmeti sağlayıcısı olan başka bir şirket ortaya çıktı. Bugün, ARINC (Collins Aerospace’e aittir) ve SITA ACARS operasyonları için iki ana hizmet sağlayıcı olmaya devam etmektedir.
ACARS Nasıl Hava Trafik Sisteminin Bir Parçası Haline Geldi?
1980’lerde ICAO, Geleceğin Hava Seyrüsefer Sistemleri (FANS) adlı bir program üzerinde çalışıyordu. Program bir CNS/ATM (İletişim, Seyrüsefer, Gözetim / Hava Trafik Yönetimi) konsepti uygulamayı amaçlıyordu. ACARS gibi, bu sistem de hava sahası kapasitesini arttırmak için datalink iletişimine dayanıyordu. Böyle bir sistemin geliştirilmesi çok fazla zaman ve dünyanın her yerinde hazır bulunmayan çok fazla altyapı gerektirmektedir.
Bununla birlikte, havayolları ve ICAO, ATN’nin tüm gerekliliklerini ve protokollerini yerine getirmeyecek olsa da, yeni ATN (Havacılık Telekomünikasyon Ağı) yürürlüğe girene kadar mevcut ACARS ağının hava trafik iletişimi için kullanılabileceğini fark etti.
Bunu mümkün kılmak için Boeing ACARS ağı üzerinde kullanılabilen FANS 1’i geliştirmiştir. Bu iki sistem esasen aynı şeydir ve çoğu zaman FANS 1/A olarak adlandırılır. Bunun geliştirilmiş bir versiyonu FANS 1/A+ olarak bilinir. Bu yeni versiyon, artık geçerli olmayabilecek eski mesajları tespit etmek için bir mesaj gecikme monitörü gibi iyileştirmeler içeriyordu.
CPDLC
Kontrolör Pilot Veri Bağlantısı İletişimi (CPDLC), bir pilot ile bir hava trafik kontrolörü arasındaki herhangi bir veri bağlantısı iletişimini içerir. CPDLC, pilotlar ve kontrolörler arasında bir iletişim aracı olarak metni kullanarak hava sahası kapasitesini ve verimliliğini artırmaya yardımcı olur.
VHF kullanarak sesli iletişimin ana sınırlaması, belirli bir kontrolör tarafından idare edilen tüm istasyonların veya uçakların tek bir frekansta olması ve aynı anda yalnızca bir kişinin bu frekansta iletim yapabilmesidir. Pilotlar mesajlarını iletmek için bir tür “kuyrukta” beklediklerinden bu durum iletişim verimliliğini düşürür. Diğer bir sorun ise, bir pilotun bir iletiyi kaçırması ya da yanlış okuduğunu veya yanlış duyduğunu düşünmesi halinde, o sırada başka pilotlar da iletim yapıyor olabileceğinden, kontrolörden bilgi veya kleransı netleştirmenin zaman alabilmesidir.
CPDLC bu sorunu çözer, çünkü kontrolörden pilota gönderilen metin kokpit ekranlarında düz kelimelerle görüntülenebilir ve herhangi bir şüphe kontrolörlere geri mesaj gönderilerek giderilebilir. Bekleme söz konusu değildir.
Günümüzde, CPDLC kıta hava sahasında nadiren kullanılmaktadır ve pilotlar ile kontrolörler arasındaki birincil iletişim aracı ses olmaya devam etmektedir. Bununla birlikte, CPLDC, VHF’nin kullanılamadığı okyanus hava sahasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Büyük okyanusları veya su kütlelerini geçerken, pilotlar Uçuş Bilgi Bölgesine (FIR) bağlı olan ilgili giriş adresine giriş yapabilirler. Bu adresler havaalanı ICAO kodlarına çok benzeyen dört harfli kodlardır. Örneğin, Mumbai FIR için oturum açma adresi VABF’dir.
Uçak, oturum açtıktan sonra ATC’ye hızı, konumu, irtifası, izi, yönü, yer hızı vb. ile ilgili verileri de gönderir. Buna Otomatik Bağımlı Gözetim Sözleşmesi (ADS-C) denir. Bu sayede, kontrolör veya Hava Trafik Hizmetleri Birimi (ATSU) gerekli verileri almak için uçakla otomatik olarak iletişim kurabilir. Bu, pilot girdisi olmadan otomatik olarak yapılır.
CPDLC’den önce pilotlar okyanusları geçerken Yüksek Frekans (HF) iletişimini kullanırlardı. HF, VHF ile kıyaslandığında daha geniş bir menzile sahiptir. Bununla birlikte, HF’de çok fazla parazit vardır ve mesajları ses yoluyla aktarmanın zor bir yoludur.
ACARS Nasıl Çalışır?
VHF
Yine VHF, ACARS aracılığıyla veri bağlantısı aktarımının en yaygın ve en ucuz yöntemidir. Çoğu nakliye uçağında üçüncü bir radyo paneli VHF ACARS veri bağlantısına tahsis edilmiştir. İlk günlerde, 129-137 mHz (VHF) arasındaki spektrumda çalışan VDL mod A kullanılıyordu. Bu, yaklaşık 2,4 kbps’lik bir veri aktarım hızına izin veriyordu. Datalink için tahsis edilen frekansların dar bantlı olması nedeniyle, kısa sürede kısıtlı hale geldi ve dünyanın bazı bölgelerinde kapasitesine ulaştı.
VDL mod 2, ICAO’nun ATN’si için kullanılacak ortamdır. Veri aktarımı için karakterler yerine bitler kullanır, bu da veri aktarımının verimliliğini ve hızını artırır. VDL mod A’nın sadece 2.4 kbps’lik hızına kıyasla 31.5 kbps’lik daha yüksek aktarım hızı nedeniyle, VDL mod 2 ACARS kullanımı için uyarlanmıştır.
ACARS VHF kullandığında, uçaktan gelen veriler VHF antenleri tarafından alınır. Bu antenler daha sonra verileri servis sağlayıcıya (ARINC veya SITA) gönderir, o da mesajı son kullanıcıya (havayolu operasyonları veya ATC) iletir. Bu işlem tersine de yapılabilir, böylece havayolu operasyonları veya ATC uçağa veri gönderebilir.
SATCOM
VHF görüş hattı ile sınırlı olduğundan, VHF antenleri uçaktan çok uzakta olduğunda veri bağlantısı için kullanılamaz. Ancak, havacılık endüstrisi bu sorunun denizcilik dünyasında uydu iletişimi veya SATCOM kullanılarak zaten çözülmüş olduğunu gördü.
1979 yılında, Birleşmiş Milletler ICAO’nun muadili olan Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO) ile irtibat halinde olan ve kar amacı gütmeyen hükümetler arası bir kuruluş, denizcilik sektörüne uydu iletişimi sağlamak üzere alçak dünya yörüngesine birkaç uydu fırlattı. Bu faaliyet INMARSAT (Uluslararası Denizcilik Uydu Örgütü) olarak bilinen bir kuruluş tarafından yürütülmekteydi. Kısa bir süre sonra ICAO da bunun bir parçası oldu. Başlangıçta 28 ülke INMARSAT’a kaydoldu. Ancak 1990’ların ortalarında bu ülkelerin çoğu artık sistemi geliştirmek için yatırım yapmak istemedi. Bu da şirketin özelleştirilmesine yol açtı.
SATCOM üzerinden ACARS veri aktarımı VHF’ye çok benzer şekilde çalışır. Bir uçaktan gelen veriler önce bir uydu tarafından toplanır ve daha sonra bu veriler bir Yer Dünya İstasyonuna (GES) aktarılır. GES bu verileri veri hizmeti sağlayıcısına (ARINC ya da SITA) gönderir ve burada havayolu şirketine ya da ATC’ye aktarılır. Yine, daha önce olduğu gibi, bu işlem ters yönde de gerçekleştirilebilir.
SATCOM veri bağlantısı sağlayan sadece INMARSAT değildir. Aynı hizmeti veren Iridium adında başka bir şirket de vardır.
HFDL
Yüksek Frekanslı Veri Bağlantısı (HFDL), VHF ve SATCOM hizmetlerinin her ikisi de kullanılamadığında kullanılır. Veri aktarmak için HF kullanır. HF havacılık sektöründe kullanılan en eski sesli iletişim yöntemlerinden biri olmasına rağmen, sadece 2000’li yılların başında veri bağlantısı kullanımı için onaylanmıştır.
HFDL 1.8 kbps iletim hızına sahip olduğu için en yavaş yöntemdir ve mesajların aktarılırken kaybolması nadir değildir. İlginç bir şekilde, HFDL üç veri bağlantısı aktarım yöntemi arasında en pahalı olanıdır.
