Η καταλληλότητα της τεχνολογίας Radio over IP σε συνδυασμό με δορυφορική μετάδοση στον έλεγχο εναέριας κυκλοφορίας
Authors: Αποστολάκος Σπυρίδων 
Published: August 2021

Οι επικοινωνίες φωνής αποτελούν ένα αναπόσπαστο κομμάτι της λειτουργίας του Ελέγχου Εναέριας Κυκλοφορίας (ΕΕΚ). Σε χώρες με περίπλοκο ανάγλυφο και/ή εκτεταμένα νησιωτικά συμπλέγματα, όπως η Ελλάδα, η παροχή επαρκούς ραδιοκάλυψης, ιδιαίτερα σε χαμηλά ύψη, είναι εξαιρετικά δύσκολη και κοστοβόρα αν βασίζεται σε επίγεια τηλεπικοινωνιακή υποδομή μισθωμένων γραμμών, όπως είναι η συνήθης πρακτική. Οι δορυφορικές επικοινωνίες αποτελούν μία πιθανή λύση στο πρόβλημα αυτό, καθώς είναι διαθέσιμες παντού. Ταυτόχρονα, οι ρυθμιστικές αρχές σε παγκόσμιο επίπεδο προωθούν την υιοθέτηση τεχνολογιών δικτύωσης βασισμένων σε μεταγωγή πακέτων για την αεροναυτιλία, αναγνωρίζοντας τα προφανή πλεονεκτήματά τους. Το ερώτημα που η διατριβή επιχειρεί να απαντήσει είναι αν θα ήταν εφικτός ο συνδυασμός τηλεπικοινωνιών βασισμένων σε μεταγωγή πακέτων και δορυφορικών κυκλωμάτων (Radio over IP over satellite) για την υλοποίηση των επικοινωνιών μεταξύ πιλότων και ελεγκτών στην αεροναυτιλία.Η βιβλιογραφική μελέτη απέδειξε πως το συγκεκριμένο θέμα δεν έχει ερευνηθεί καθόλου σε επιχειρησιακές συνθήκες. Το πρώτο βήμα της προσέγγισης που ακολουθήθηκε ήταν ο ορισμός μίας διαδικασίας εξαγωγής απαιτήσεων και αξιολόγησης από την οπτική γωνία της ποιότητας της επικοινωνίας, καθώς αν είναι κακή, μπορεί να σημαίνει τη διαφορά μεταξύ ζωής και θανάτου. Για τον σκοπό αυτό προσαρμόστηκε το E-model, δηλαδή το μοντέλο ποσοτικοποίησης της ποιότητας φωνής που χρησιμοποιείται σε τηλεφωνικά δίκτυα, στο συγκεκριμένο περιβάλλον μετάδοσης.Κατόπιν, και προκειμένου να αποδειχθεί η ορθότητα της προσέγγισης καθώς και η καταλληλότητα της τεχνολογίας Radio over IP over satellite, σχεδιάστηκε, υλοποιήθηκε, εγκαταστάθηκε και αξιολογήθηκε επιχειρησιακά, με την βοήθεια της Υπηρεσίας Πολιτικής Αεροπορίας και υπό την επίβλεψη της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος, ένα σύστημα που εκπληροί τις απαιτήσεις που εξήχθησαν. Οι καινοτόμες αρχιτεκτονικές υλικού και λογισμικού που αναπτύχθηκαν και ιδιαίτερα ο καταμερισμός των λειτουργιών έγινε με άξονα τη διασφάλιση της ποιότητας της φωνής.Η αξιολόγηση της υπηρεσίας που αναπτύχθηκε παρουσίασε σοβαρές προκλήσεις καθώς έπρεπε να εκτελεστεί σε επιχειρησιακές συνθήκες και δεν υπήρχε χώρος για λάθη με δεδομένο πως δεν υπάρχει προηγούμενο αντίστοιχης προσέγγισης σε παγκόσμιο επίπεδο. Για τον λόγο αυτό, εκτελέστηκαν μία σειρά από λεπτομερείς μετρήσεις που διασφάλισαν την ποιότητα της επικοινωνίας προτού το σύστημα παραδοθεί στους χρήστες του, βελτιστοποιώντας με τον τρόπο αυτό τις πιθανότητες αποδοχής του. Τα αποτελέσματα της τελικής αξιολόγησης από ελεγκτές και πιλότους κρίνονται ως εξαιρετικά και αποδεικνύουν την ορθότητα των θεωρήσεων και της υλοποίησης που ακολουθήθηκε.Η βασική συνεισφορά της παρούσας μελέτης στο ερευνητικό πεδίο είναι η επαλήθευση της προσαρμογής του E-model στις ραδιο-επικοινωνίες που χρησιμοποιούνται στην αεροναυτιλία, οι καινοτόμες δομές υλικού και λογισμικού που σχεδιάστηκαν βάσει των απαιτήσεων στη ποιότητα φωνής και η επιχειρησιακή αξιολόγηση του συστήματος που επιβεβαίωσε πως η επίδραση της καθυστέρησης και της κωδικοποίησης φωνής δεν επηρρεάζει την εκτέλεση του ΕΕΚ, ακόμη και στις πιο απαιτητικές συνθήκες.