¿Cuál es la relación entre ADS-B y MODE S?

Tus preguntas respondidas a la brevedad.

¿Qué es el 1090 ES?

El protocolo SSR se utiliza para gestionar transmisiones en frecuencias SSR (1030 y 1090 MHz). El modo S forma parte de este protocolo para gestionar el intercambio de datos entre el interrogador y el transpondedor. 1090ES es una parte del modo S que describe cómo un transpondedor puede transmitir mensajes largos no solicitados (señales espontáneas extendidas) que se utilizan para transportar mensajes ADS-B (DF17/DF18).

^{Capas involucradas en transmisión ATCRBS y ADS-B, fuente}

Si una aeronave usa 1090 ES como salida ADS-B, ¿la aeronave debe equiparse con MODE S?

Sí, 1090ES es un usuario del modo S. Pero no se requiere que ADS-B use un transpondedor para transmitir el mensaje ADS-B, también puede usar UAT (o VDL).

¿Cada MODE S tiene funciones 1090ES?

No, algunos transpondedores Modo-S más antiguos no son compatibles con 1090ES, no pueden enviar mensajes largos necesarios para transmitir datos ADS.

La 'S' del Modo S es 'selectiva', pero no coincide con ADS-B que transmite sin señal de interrogación.

El transpondedor utiliza la interrogación selectiva para filtrar las interrogaciones entrantes. ADS-B es un servicio de 'transmisión', los mensajes se envían automáticamente usando el transpondedor (de ahí el nombre 'squitter'). Desde el punto de vista del transpondedor, los mensajes no son respuestas a las interrogaciones, incluso si utilizan 1090 MHz, la frecuencia de enlace descendente para responder y transmitir.

Más detalles siguen si estás interesado.

Las tecnologías SSR/Modo S y ADS-B, como PBN/RNAV, no están bien tratadas en la literatura técnica debido a los numerosos cambios durante su infancia. El resultado es que la redacción a menudo se usa incorrectamente y el panorama general es borroso, solo se discuten detalles no relacionados sin proporcionar todo el contexto.

El punto clave es identificar claramente, como en el modelo de red OSI , las diferentes capas funcionales y formatos de datos utilizados. ADS-B y SSR Modo S no están a la par, ADS-B es un servicio de nivel superior que utiliza las capacidades de transmisión más bajas del modo S.

Y, de hecho, ADS-B no tiene nada que ver con la respuesta SSR a la interrogación que también se encuentra en el Modo S, pero impulsada por un servicio superior diferente.

Concepto de modo S

Las especificaciones del modo S incluyen dos aspectos:

• La posibilidad de identificar una aeronave usando SSR: Esta parte es compatible con los modos A/C. Las transmisiones en modo A y C tienen formatos simples con información fija enviada integrada en 12 pulsos SSR.

• La posibilidad de intercambiar datos: el Modo S es bidireccional, define marcos de datos para transmitir o recibir datos con un formato y contenido variable. Este es en realidad un protocolo de red rudimentario. Un transpondedor en modo S puede recibir y enviar estos formatos variables. Los mensajes ADS-B se envían utilizando esta capacidad de transferencia de datos.

1090ES out es una capa dentro del transpondedor que solo transmite. 1090ES es capaz de ensamblar un mensaje largo (112 bits). En este esquema, la lógica ADS-B proporciona los datos a transmitir. La forma en que funcionan los transpondedores es usar 'registros'. Cuando llega el momento de enviar una trama en modo S, el transpondedor usa los datos disponibles en los registros para ensamblar la trama y luego la envía. Entonces, ADS-B almacena los datos que se transmitirán en los registros del transpondedor, y la capa 1090ES ensambla el marco, conocido como 'señales espontáneas extendidas'. 'Squitter' porque el transpondedor lo envía sin interrogación previa (broadcast), 'extended' porque su longitud es de 112 bits en lugar de 56.

Qué implica cuando se produce una transmisión ADS-B

Preparación de datos:

• DF17 (o DF18 cuando el mensaje no debe ser enviado por un transpondedor), el formato de un mensaje que transporta datos ADS-B
• La lógica ADS-B alimenta los registros del transpondedor de modo S relevantes para ADS-B con datos.

Transmisión de datos, si se usa SSR:

• 1090ES que permite mensajes largos (112 bits) en modo S (señales espontáneas extendidas)
• Transpondedor de modo S compatible con 1090ES para enviar mensajes DF17 en frecuencia SSR utilizando la función de señales espontáneas extendidas y datos en los registros.

^{Generación de mensajes ADS-B}

interrogatorio SSR

Un interrogador ATCRBS en tierra puede interrogar a todos los transpondedores (A/C/S) utilizando múltiples combinaciones para seleccionar solo el modo A/C, o S, o una combinación. También puede obtener respuestas de todos los transpondedores de modo S, o de uno solo. Esta es esta función de interrogación selectiva a la que se refiere en su pregunta.

Respuesta en modo S versus transmisión en modo S

La respuesta a ATCRBS generalmente se realiza en el modo S con la misma lógica que funciona en los modos A y C, excepto que se agrega una trama de datos adicional de 56 bits.

Además, el transpondedor en modo S tiene la posibilidad de transmitir tramas sin solicitud previa, este es el modo de señales espontáneas.

Nivel de datos básico: formato de datos en Modo S

El modo S se basa en una trama de datos de 56 bits que se puede ampliar a 112 bits. En general, lo que se puede insertar en este cuadro se define en el Anexo 10 de la OACI, hay 25 contenidos (formatos) de cuadro diferentes que se utilizan para el enlace ascendente (formatos UF para la recepción por el transpondedor) y 25 formatos para el enlace descendente (formatos DF para la transmisión por el transpondedor) .

Entre estos formatos de enlace descendente hay dos importantes: DF11 se utiliza para responder a la interrogación 'todas las llamadas' (equivalente a las respuestas en modo A y C), y DF17 que incluye información adicional, entre ellas la posición, se utiliza para ADS-B afuera.

Tramas de datos cortas vs largas

Un transpondedor en modo S puede transmitir dos tipos de mensajes no solicitados: cortos (56 bits) y largos (112 bits). Las versiones iniciales de los transpondedores en modo S se diseñaron para gestionar mensajes cortos. Esto era compatible con el mensaje DF11 utilizado como señal espontánea de adquisición para TCAS y para responder a las interrogaciones de adquisición en Modo-S (UF11).

^{Formatos de enlace descendente de Modo S actualmente en uso}

El formato largo, generalmente conocido como señales espontáneas extendidas , es el que se utiliza para transmitir mensajes DF17 utilizados por ADS-B.

1090ES se refiere a un mensaje largo transmitido en 1090 MHz, la frecuencia utilizada por el modo S para (responder y) transmitir.

Este nombre ' squitter ' proviene de los transpondedores DME. La estación terrestre utilizada en DME es un transpondedor que responde a los interrogadores de aeronaves. Para transmitir algo sin interrogación y permitir que las aeronaves se sincronicen en la estación DME, estos transpondedores enviaban pulsos aleatorios llamados señales espontáneas. Mode-S reutilizó esta terminología para referirse a cualquier transmisión no solicitada.

Un nivel más arriba: El servicio ADS-B

ADS-B es un usuario del transpondedor. La forma en que se materializa ADS-B en realidad no está definida, pero generalmente es una pieza de software en la caja del transpondedor o una caja separada. Construye mensajes DF17 y le pide al transpondedor Mode-S que los envíe usando el protocolo Mode-S.

La cadena es de alguna manera similar a usar un módem para comunicarse:

• ADS-B es la aplicación que crea mensajes DF17 para ser enviados como un navegador web crea mensajes HTTP.
• Los mensajes DF17 se encapsulan en señales espontáneas, al igual que los mensajes HTTP se encapsulan en paquetes IP.
• Las señales espontáneas se transmiten mediante un transpondedor de modo S como los paquetes IP se transmiten mediante un módem.

¿Qué es el 1090 ES?

1090 MHz es la frecuencia utilizada para las respuestas de los transpondedores Modo A/C/S cuando son interrogados en 1030 MHz.

ES significa "Squitter extendido".

Extendido se refiere a admitir marcos de datos de 112 bits además de los marcos de datos originales de 56 bits del Modo S.

Un squitter es un transpondedor que envía respuestas sin ser interrogado. Este es un concepto extraño, pero es fundamental para el funcionamiento de ADS-B en el marco del Modo S.

Si una aeronave usa 1090 ES como salida ADS-B, ¿la aeronave debe equiparse con MODE S?

1090ES es un superconjunto del Modo S, es decir, hace todo lo que hace el Modo S más ADS-B.

¿Cada MODE S tiene funciones 1090ES?

No. Todos los transpondedores de Modo S más antiguos deben reemplazarse con nuevas unidades 1090ES para cumplir con los mandatos de ADS-B. Sin embargo, muchos fabricantes ofrecen programas de intercambio/actualización.

La 'S' del Modo S es 'selectiva', pero no coincide con ADS-B que transmite sin señal de interrogación. ¿Puedes explicarlo?

La idea general es que el Modo S ya se adoptó ampliamente (al menos para los aviones de turbina) y se entendió bien, y podrían obtener la funcionalidad deseada para ADS-B simplemente agregando algunos tipos de marcos de datos adicionales, lo que fue mucho menos trabajo ( y costo para la mayoría de los operadores) que construir un sistema paralelo completamente nuevo.