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Sistemas Aviónicos de Comunicaciones Inalámbricas

Internas

(Wireless Avionics Intra-Communications, WAIC)

Punto del Orden del Día 1.17: Información, Actualización y Estado

Presentación ante la XXI Reunión del CCPII de CITEL Cali, Colombiaabril de 2013

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Resumen

• Qué es WAIC• Por qué WAIC es importante• Situación normativa y actualización

• CITEL CCPII• UIT-R

– Situación de los documentos– Bandas de frecuencias prioritarias para estudio

• Certificación de aeronaves• Esfuerzo técnico

• Características técnicas de WAIC

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Qué son los sistemas aviónicos de comunicaciones inalámbricas

internas (WAIC) • WAIC es:

• Radiocomunicaciones entre dos o más puntos de una sola aeronave.• Componentes inalámbricos integrados o instalados en la aeronave. • Parte de una red cerrada y exclusiva necesaria para la operación de la

aeronave. • Solo para aplicaciones relacionadas con la seguridad. • Se basa en tecnología de radiocomunicaciones de corto alcance (menos

de 100 m).• Niveles bajos de potencia máxima de transmisión de 10 mW para

aplicaciones de baja velocidad y 50 mW para aplicaciones de alta velocidad

• Principalmente internos, dentro del fuselaje y la cabina.

• WAIC no:• Ofrece servicio fuera de la aeronave aire-tierra, aire-satélite o aire-aire.

• Ofrece comunicaciones para los pasajeros o entretenimiento durante el vuelo. 3

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WAIC y la siguiente generación de aeronaves

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• Mejoras de seguridad:• Ofrece redundancia disímil• Menos cables equivalen a una reducción en las fallas de las clavijas

de los conectores, y menor riesgo de aislamiento agrietado y conductores descompuestos.

• Las redes en malla podrían ofrecer redundancia en emergencias.• Beneficios ambientales:

• La reducción del cableado y el consiguiente peso de la aeronave reduce el consumo de combustible.

• Mayor confiabilidad • Se reduce la cantidad de cableado que envejece • Se simplifica y se reduce el costo del ciclo de vida del cableado de

las aeronaves• Capacidad para obtener más información de los sistemas y

superficies de la aeronave• Se agregan nuevos sensores y controles sin necesidad de cableado

adicional• Se ofrece eficiencia en las operaciones y los costos relacionados.

• Para monitorear los sistemas y las superficies que actualmente no

es posible monitorear sin retirar la aeronave del servicio.

Importancia de WAIC para

las aerolíneas

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Ejemplos de posibles aplicaciones WAIC

• Aplicaciones internas con baja velocidad de transmisión de datos (LI):• Sensores: Presión en la cabina, detección de humo, tanque y

mangueras de combustible, temperatura por proximidad, detección de incidentes por interferencia electromagnética, monitoreo de la salud

estructural, detección de humedad y corrosión • Controles: Luces de emergencia y funciones en cabina

• Aplicaciones externas con baja velocidad de transmisión de datos (LO):• Sensores: Detección de hielo, retroalimentación de la posición del

tren de aterrizaje, temperatura de los frenos, presión de los neumáticos, velocidad de las ruedas, retroalimentación del timón, retroalimentación de la posición de los controles de vuelo, sensores de las puertas, sensores de los motores, sensores estructurales

• Aplicaciones internas con alta velocidad de transmisión de datos (HI):• Sensores: Datos aéreos, pronóstico del motor, imágenes y video de

las cabinas de vuelo y de pasajeros• Comunicaciones: Bus de comunicaciones aviónicas, interfaz FADEC de la

aeronave, audio y video del personal de las cabinas de vuelo y de pasajeros (relacionado con la seguridad)

• Aplicaciones externas con alta velocidad de transmisión de datos (HO):• Sensores: Monitoreo de la salud estructural • Controles: Control activo de la vibración

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Necesidad de contar con WAIC - Complejidad del cableado eléctrico

en aeronaves modernas

Instalación típica de cableado

en la zona de la corona del A380

(encima de los paneles del techo)

A350: instalación de sistemas eléctricos

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Necesidad de contar con WAIC - Complejidad del cableado eléctrico

en aeronaves modernas•Cableado eléctrico: algunas estadísticas para el ejemplo del A380-

800

• Total de cables: ~100 000

• Longitud total de los cables: 470 km

• Peso total de los cables: 5 700 kg

• Aproximadamente 30% de peso adicional para fijar el arnés a la estructura

¡Aproximadamente 30% de los cables eléctricos son posibles candidatos para sustitutos inalámbricos! 8

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Necesidad de contar con WAIC - Capacidad de reconfiguración

AltavozAltavoz

OxígenoOxígeno

PantallaPantalla

Ejemplo: Unidad de suministro inalámbrico

• Liberación de máscaras de oxígeno y activación del flujo de oxígeno• Función para dirigirse a los pasajeros (anuncios por audio)• Pantalla que le muestra información de seguridad al pasajero• Contar con flexibilidad de sitio de instalación para poder reconfigurar rápidamente la distribución de asientos

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Necesidad de contar con WAIC - Redundancia disímil

Ejemplo: Vías de comunicación redundantes

•El cableado de la aeronave normalmente incluye redundancia doble o triple.

•Las rutas redundantes de cableado en diferentes áreas dentro de la estructura de la aeronave mitigan el riesgo de puntos únicos de falla

•Las rutas de cableado se separan lo más posible según la geometría de la aeronave

Las conexiones inalámbricas ofrecen redundancia disímil si los cables se

desconectan.10

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Necesidad de contar con WAIC - Redundancia disímil

Ejemplo: Vías de comunicación redundantes (cont.)•La separación de rutas, combinada con los enlaces redundantes de radio, ofrecen redundancia disímil y mitigan el riesgo de puntos únicos de falla

ROUTE 1M/1S-1ML/1SL

ENGINE 4

ENGINE 3

ENGINE 2ENGINE 1

MAIN ELECTRONIC BAYFR20

1ML/1SL

FR20 FR381ML/1SL

1M/1S

1M/1S

FR38

Common mode failures in this area very unlikely but possible as incidents have shown.

Redundant Radio Links

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Punto del orden del día 1.17 – Resolución 423

resuelveinvitar a la CMR-15 a examinar, a partir de los resultados de los estudios del UIT-R, posibles disposiciones reglamentarias para poder instalar sistemas WAIC, incluidas atribuciones aeronáuticas específicas, teniendo debidamente en cuenta las necesidades de espectro de los sistemas WAIC y los requisitos de protección de los sistemas que funcionan de conformidad con las atribuciones existentes,

invita al UIT-R

1 a llevar a cabo a tiempo para la CMR-15 los estudios necesarios para determinar las necesidades de espectro necesarias para posibilitar el uso de sistemas WAIC;

2 a efectuar estudios sobre compartición y compatibilidad basados en los resultados del invita al UIT-R 1, con el fin de determinar las bandas de frecuencias y medidas reglamentarias adecuadas;

3 a que cuando realice los estudios indicados en el invita al UIT-R 2, considere:i) bandas de frecuencias dentro de las atribuciones existentes para los servicios móvil

aeronáutico mundial, móvil aeronáutico (R) y de radionavegación aeronáutica;

ii) bandas de frecuencia adicionales por encima de 15,7 GHz para los servicios aeronáuticos si no pueden satisfacerse las necesidades de espectro en las bandas de frecuencias estudiadas en el invita al UIT-R 3i),

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Punto del orden del día 1.17 – Vista preliminar de CITEL

B/CAN/EE. UU.• [Ref es 3011, 3046] 

• Apoyar las medidas reglamentarias, incluidas las atribuciones específicas al AM(R)S que se limitan a los sistemas WAIC dentro de las atribuciones AMS, AMRS o ARNS de todo el mundo por debajo de 15,7 GHz, siempre que los estudios de UIT-R demuestren la compatibilidad con los servicios existentes de conformidad con la resolución 423 (CMR-12). Estos estudios solo deben considerar las bandas de frecuencias por encima de 15,7 GHz si no es posible cumplir las necesidades de espectro en las atribuciones AMS, AM(R)S o ARNS globales por debajo de 15,7 GHz.

 

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Situación de los documentos

• Noviembre de 2012, se aprueba el documento de características técnicas de WAIC como borrador preliminar del nuevo informe dentro del Grupo de Trabajo 5B del UIT-R . • Es intención aprobar el documento en la Comisión de

Estudio 5 en noviembre de 2013.

• El documento contiene: • Características técnicas agrupadas por características

“clave” • Arquitectura del sistema• Análisis de apantallamiento de la aeronave• Requisitos de anchura de banda y velocidad de transmisión

de datos• Otra información necesaria para efectuar estudios de

compatibilidad 14

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Situación de los documentos del UIT

• El documento de RPC contiene solo información de referencia

• Documento de análisis de la banda de aviación• La resolución requiere que el UIT-R considere

primero las bandas AMS, AM(R)S y ARNS por debajo de 15,7 GHz, y si no es posible cumplir los requisitos del espectro, entonces las bandas por encima de 15,7 GHz.

• Se examinarán todas las bandas de frecuencia de “aviación”. Sin embargo, solo se efectuarán estudios de compartición para unas pocas bandas de frecuencias.

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Situación de los documentos del UIT (cont.)

• Las bandas de frecuencias de 2700 a 2900 MHz, de 4200 a 4400 MHz, de 5350 a 5470 MHz se analizarán primero. • Es aceptable el acceso a solo parte de una

banda.– Los estudios de compartición ya se iniciaron

y se enviarán a diversas administraciones. Se espera contar con comentarios para la próxima Reunión del Grupo de Trabajo 5B del UIT-R en mayo de 2013.

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Requisitos de niveles de potencia y espectro

• Los valores PIRE de todas las aplicaciones de WAIC se proporcionan y calculan a nivel de compartición o de aeronave para las aplicaciones internas y externas. • Se proporcionan los valores de PIRE por canal y

densidad de PIRE

• Requisitos de anchura de banda:• Los sistemas con baja velocidad de datos requerirán 94

MHz• Los sistemas con alta velocidad de datos requerirán

145 MHz

• Estos valores incluyen múltiples aeronaves a gran proximidad. 17

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Conclusión

• Le agradecemos por su apoyo. • La tecnología WAIC beneficiará a las aerolíneas y a la

industria aeroespacial. • La seguridad mejorará y no se pondrá en riesgo. • UIT, CITEL, APT, CEPT, ATU, ASMG, RCC, OACI y los

grupos de aviación están todos siendo actualizados. • El esfuerzo de UIT es el primer proceso que debe

iniciarse, y solo definirá a alto nivel la capacidad de WAIC de usar cualquier banda de frecuencias en particular.

• En última instancia, las organizaciones nacionales de certificación de aeronaves, por ejemplo la FAA, etc. deben apoyar la instalación segura de WAIC en cualquier aeronave.

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¿Preguntas?