comunicaciones de enlace de datos entre el controlador y el piloto

La comunicación mediante enlace de datos entre controlador y piloto ( CPDLC ), también conocida como enlace de datos entre controlador y piloto ( CPDL ), 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 método estándar de comunicación entre un controlador de tráfico aéreo y un piloto es la radio de voz, utilizando bandas VHF para la comunicación por línea de visión o bandas HF para la comunicación a larga distancia (como la que proporciona Shanwick Oceanic Control ).

Uno de los principales problemas de las comunicaciones por radio de voz utilizadas de esta manera es que todos los pilotos atendidos por un controlador en particular están sintonizados a la misma frecuencia. A medida que aumenta el número de vuelos que los controladores de tráfico aéreo deben gestionar (por ejemplo, Shanwick gestionó 414.570 vuelos en 2007, un aumento del 5%, o 22.000 vuelos, con respecto a 2006 ^{[ 1 ]} ), también aumenta el número de pilotos sintonizados a una estación en particular. Esto incrementa las probabilidades de que un piloto anule accidentalmente a otro, lo que obliga a repetir la transmisión. Además, cada intercambio entre un controlador y un piloto requiere cierto tiempo para completarse; eventualmente, cuando el número de vuelos controlados alcanza un punto de saturación, el controlador no podrá atender a más aeronaves.

Tradicionalmente, este problema se ha contrarrestado dividiendo un sector de control de tráfico aéreo saturado en dos sectores más pequeños, cada uno con su propio controlador y utilizando un canal de comunicación de voz diferente. Sin embargo, esta estrategia presenta dos problemas:

• Cada división de sector aumenta la cantidad de "tráfico de traspaso". Esto incluye la gestión que supone transferir un vuelo entre sectores, lo que requiere un intercambio de voz entre el piloto y ambos controladores, además de la coordinación entre ellos.
• El número de canales de voz disponibles es finito y, en espacios aéreos de alta densidad, como Europa central o la costa este de Estados Unidos, es posible que no haya un nuevo canal disponible.

En algunos casos, puede que no sea posible o factible subdividir aún más una sección.

Se necesita una nueva estrategia para hacer frente a la creciente demanda de control del tráfico aéreo, y las comunicaciones basadas en enlaces de datos ofrecen una posible solución al aumentar la capacidad efectiva del canal de comunicaciones.

La comunicación por enlace de datos entre controlador y piloto (CPDLC) es un método de comunicación entre el controlador y el piloto que utiliza un enlace de datos para la comunicación con el control del tráfico aéreo (ATC). En esencia, el concepto es sencillo, haciendo hincapié en la participación continua del operador humano en ambos extremos y en la flexibilidad de uso.

La aplicación CPDLC proporciona comunicación de datos aire-tierra para el servicio de control de tráfico aéreo (ATC). Esto incluye un conjunto de elementos de mensajes de autorización, información y solicitud que corresponden a la fraseología de voz empleada en los procedimientos de control de tráfico aéreo. El controlador dispone de la capacidad de emitir asignaciones de nivel, restricciones de cruce, desviaciones laterales, cambios de ruta y autorizaciones, asignaciones de velocidad, asignaciones de radiofrecuencia y diversas solicitudes de información. El piloto dispone de la capacidad de responder a los mensajes, solicitar autorizaciones e información, informar sobre información y declarar o cancelar una emergencia. Además, el piloto dispone de la capacidad de solicitar autorizaciones condicionales (en sentido descendente) e información a una unidad de servicio de tráfico aéreo (ATSU) en sentido descendente. También se proporciona una capacidad de "texto libre" para intercambiar información que no se ajuste a formatos definidos. Se proporciona una capacidad auxiliar que permite a un sistema terrestre utilizar un enlace de datos para reenviar un mensaje CPDLC a otro sistema terrestre.

La secuencia de mensajes entre el controlador y un piloto relativa a una transacción específica (por ejemplo, la solicitud y la recepción de una autorización) se denomina «diálogo». Este diálogo puede constar de varias secuencias de mensajes, cada una de las cuales se cierra mediante mensajes apropiados, generalmente de acuse de recibo o aceptación. El cierre del diálogo no implica necesariamente la interrupción de la comunicación, ya que pueden existir varios diálogos entre el controlador y el piloto mientras la aeronave transita por el espacio aéreo de la ATSU.

Todos los intercambios de mensajes CPDLC entre el piloto y el controlador pueden considerarse diálogos.

La aplicación CPDLC tiene tres funciones principales:

• el intercambio de mensajes del controlador/piloto con la autoridad de datos actual,
• la transferencia de autoridad de datos que involucra a la autoridad de datos actual y a la siguiente, y
• Entrega de autorización posterior con una autoridad de datos posterior.

Las simulaciones realizadas en el Centro Técnico William J. Hughes de la Administración Federal de Aviación han demostrado que el uso de CPDLC significó que "la ocupación del canal de voz se redujo en un 75 por ciento durante operaciones realistas en un espacio aéreo de ruta congestionado. El resultado neto de esta reducción en la ocupación del canal de voz es una mayor seguridad y eficiencia de vuelo gracias a comunicaciones más efectivas". ^{[ 2 ]}

Existen dos implementaciones principales de CPDLC:

• El Sistema de Navegación Aérea del Futuro (FANS), desarrollado originalmente por Boeing como FANS-1 y por Airbus como FANS-A, ahora se conoce comúnmente como FANS-1/A y se utiliza principalmente en rutas oceánicas por aeronaves de fuselaje ancho y largo alcance. Se desplegó inicialmente en el Pacífico Sur a finales de la década de 1990 y posteriormente se extendió al Atlántico Norte. FANS-1/A es un servicio basado en el Sistema de Direccionamiento e Informes de Comunicaciones Aeronáuticas (ACARS) y, dado su uso oceánico, utiliza principalmente comunicaciones por satélite proporcionadas por el servicio Inmarsat Data-2 ( Classic Aero ).
• El sistema ATN/CPDLC, que cumple con el documento 9705 de la OACI y que está operativo desde 2003 ^{[ 3 ]} en el Centro de Control del Espacio Aéreo Superior de Maastricht de Eurocontrol , ha sido extendido por el Programa Link 2000+ de Eurocontrol a muchas otras Regiones de Información de Vuelo (FIR) europeas. Las redes VDL Modo 2 operadas por ARINC y SITA se utilizan para dar soporte al servicio ATN/CPDLC europeo.

Los siguientes Centros de Control de Área (ACC) ofrecen servicios CPDLC:

• Karlsruhe UAC (EDUU), controlando Rhein UIR (por encima de FL245) ^{[ 4 ]}
• London ACC (EGTT), controlando London UIR (por encima de FL195 o FL285)
• Maastricht UAC (EDYY), controlando Amsterdam FIR, Hannover UIR y Bruselas UIR (por encima de FL245) ^{[ 4 ]}
• Scottish ACC (EGPX), controlador de UIR escocés (por encima de FL195, FL245 o FL255)
• Warszawa ACC (EPWW), que controla FIR Warszawa
• Budapest ACC, que controla UIR de Hungría y Kosovo
• Centro de Control de Tráfico Aéreo de Estocolmo (ESOS) y Centro de Control de Tráfico Aéreo de Malmö (ESMM), controlando la región de radio de Suecia
• Canarias ACC (GCCC), controlando la FIR Canarias
• Centro de Control de Tráfico Aéreo Internacional de Praga (LKAA), que controla la FIR de Praga, es decir, el espacio aéreo checo.
• Ljubljana ACC (LJLA), que controla la FIR de Eslovenia
• Viena ACC, controlando el FIR austriaco
• El Control de Área de Mando del Atlántico (SBAO) controla el espacio aéreo de Brasil.
• El Centro de Control de Ataque Oceánico de Johannesburgo (FAJO) controla los océanos Atlántico Sur e Índico, que limitan con el espacio aéreo brasileño y australiano.
• El ACC oceánico de Reykjavík (BIRD) controla una parte del océano Atlántico Norte, principalmente sobre y alrededor de Islandia y Groenlandia. ^{[ 5 ]}

Tras las pruebas PETAL I y II (Preliminary Eurocontrol Trial Air Ground Data link) realizadas en 1995, que incluyeron NEAN ( VDL Modo 4 ), hoy en día se admiten los servicios ATN ( VDL Modo 2 ) y FANS 1/A.

Más de 40 aerolíneas importantes participan en el programa CPDLC con Maastricht UAC. Los tiempos de respuesta promedio de extremo a extremo (ATC-cabina-ATC) son muy inferiores a 30 segundos. En 2007 se registraron más de 30 000 inicios de sesión, lo que generó más de 82 000 enlaces ascendentes CPDLC, ahorrando cada uno un valioso tiempo de frecuencia.

Se admiten los servicios de autorización de control de tráfico aéreo (ACL), mensajes de comunicación de aeronaves (ACM) y comprobación de micrófono (AMC), incluido el enlace automático del código del transpondedor SSR a la cabina.

CPDLC probablemente será un facilitador importante para proyectos posteriores como mensajes de monitoreo, enlace ascendente de autorización de ruta, trayectorias 2-4D, aproximaciones de descenso continuo y coordinación de restricciones.

Todos los despliegues de CPDLC deben estar respaldados por un estudio de seguridad aprobado que demuestre que se han cumplido todos los objetivos de seguridad para el espacio aéreo aplicable. EUROCAE ED-120 ( RTCA DO-290) establece los requisitos de seguridad y rendimiento (SPR) para el espacio aéreo continental y debe consultarse para conocer los objetivos de seguridad relevantes para el uso de CPDLC en dicho espacio aéreo.

El documento ED-120 proporciona un análisis de riesgos e identifica los peligros aplicables a los sistemas que implementan los servicios de control de tráfico aéreo (ATC) que actualmente prestan los despliegues de CPDLC. A continuación, establece los objetivos de seguridad para dichos sistemas y los requisitos de seguridad que deben cumplir.

Los implementadores de sistemas terrestres y aéreos deben cumplir con estos requisitos de seguridad para que sus productos sean aprobados y/o certificados para uso operativo. Empresas como AirSatOne ofrecen pruebas FANS 1/A para aviación comercial y operadores gubernamentales. Estas pruebas FANS 1/A realizadas por AirSatOne cumplen con la norma RTCA DO-258A/ED-100A y con los requisitos de las normas RTCA DO-258A/ED-100A, RTCA DO-306/ED-122 y la Circular Consultiva AC 20-140C de la FAA para respaldar la aprobación operativa del equipo.

Los objetivos de seguridad establecidos en ED-120/DO-290 incluyen la necesidad de garantizar que los mensajes no se corrompan ni se entreguen incorrectamente. Igualmente importante es la necesidad de un registro de tiempo preciso y el rechazo de mensajes obsoletos. Como consecuencia de estos requisitos, las implementaciones de CPDLC, tanto en aeronaves como en centros de control de tráfico aéreo, deben tener acceso a un reloj preciso (con una precisión de 1 segundo respecto a UTC ). En el caso de las aeronaves, esto generalmente lo proporciona el GPS.

• Acrónimos y abreviaturas en aviónica
• Eurocat (Sistema de Gestión del Tráfico Aéreo)

• Comunicaciones de enlace de datos entre controlador y piloto en Eurocontrol
• El sitio web de la Conferencia ATN , archivado el 19 de noviembre de 2008 en la Wayback Machine, contiene un archivo de artículos técnicos e informativos sobre CPDLC presentados en la Conferencia anual de la ATN.