Soutenance mémoire
Le niveau d’automatisation des systèmes du contrôle de la circulation aérienne ATC (air trafic control) va devoir augmenter si l’on veut que le contrôleur puisse faire face à l’augmentation continuelle du trafic aérien. En particulier, les ordinateurs de bord qui contiennent des informations précises sur la trajectoire future de l’aéronef devraient être connectés aux ordinateurs sol de l’ATC qui ont connaissance de la situation globale du trafic aérien. De ce constat est née une forte activité dans le domaine des liaisons de données air/sol. Mais chacune de ces « data-links » n’est qu’un élément appelé « sous-réseau » de la chaîne reliant l’expéditeur au destinataire, et ne peut donc pas fournir une assurance suffisante sur la qualité de transmission de bout en bout. Un concept plus global est donc nécessaire, englobant tous les sous-réseaux que les communications aéronautiques air/sol et sol/sol utiliseront (sous-réseaux embarqués, sous-réseaux air/sol, et sous-réseaux sol), et qui leur permet de fonctionner ensemble comme un réseau unique. Ce concept s’appelle l’ATN : Aeronautical Télécommunication Network ou Réseau de Télécommunication Aéronautique (ATN).
CARACTERISTIQUES OPÉRATIONNELLES DU RÉSEAU DE TÉLÉCOMMUNICATION AÉRONAUTIQUE
Pour concevoir l’ATN, il est indispensable de savoir comment la transmission de données peut être intégrée dans les systèmes terminaux embarqués comme dans les systèmes terminaux au sol. Il faut donc définir l’emploi opérationnel de la transmission de données. Il est possible dedistinguer différents groupes d’utilisateurs de système que sont les services ATS. L’emploi de la transmission de données à des fins ATS peut être très varié. On s’attend à ce que l’aviation internationale respecte la séparation des fonctions de communication que spécifie le modèle de référence d’interconnexion de systèmes ouverts (OSI) mis au point par l’Organisation internationale de normalisation (ISO). Les couches supérieures (Application, Présentation et Session) dépendent des Applications. Par conséquent, il faut mieux connaître les processus d’Application de la Liaison de données avant d’entreprendre l’élaboration de normes pour les couches supérieures.
Environnement aéronautique futur à transmission de données air/sol
Fondement d’un futur système de gestion de la circulation aérienne (ATM)
La gestion de la circulation aérienne (ATM) est constituée d’une partie sol et d’une partie air; l’une et l’autre sont nécessaires pour assurer la sécurité et l’efficacité de toutes les phases du vol. Le contrôle de la circulation aérienne (ATC) est l’élément principal de l’ATM. Les fonctions de l’ATM comprennent le contrôle de la circulation aérienne (ATC), la gestion des courants de trafic aérien (ATFM) et la gestion de l’espace aérien. Ces trois éléments contribuent à la réalisation des objectifs ATM durant les différents phases du vol. L’ATM a pour objectif principal d’assurer l’écoulement sûr, rapide et ordonné de la circulation aérienne. L’efficacité du système dépend en particulier de facteurs tels que le coût de la mise en œuvre et les dépenses de fonctionnement de la partie air comme de la partie sol, et la capacité de satisfaire les besoins des utilisateurs. Les principes qu’il faut appliquer pour réaliser les objectifs ci-dessus comprennent les points suivants :
a) le système ATM devrait offrir aux utilisateurs la plus grande souplesse possible d’utilisation de l’espace aérien, compte tenu de leurs besoins opérationnels et économiques aussi bien que des possibilités du système sol. Ces possibilités peuvent être limitées par la capacité des aéroports;
b) la compatibilité fonctionnelle des données échangées entre les aéronefs et le sol est indispensable à l’efficacité globale du système ;
c) le partage de l’espace aérien entre différentes catégories d’utilisateurs doit être organisé de la manière la plus souple possible compte tenu des différents niveaux d’équipement des aéronefs ;
d) les différents composants ATC des systèmes ATM globaux doivent être conçus pour fonctionner ensemble efficacement de manière à assurer un service homogène, continu et efficace à l’utilisateur, du décollage à l’atterrissage. Il faut assurer une harmonisation internationale, et en fin de compte l’intégration, en vue de la cohérence des vols transfrontaliers.
Pour réaliser un système conforme aux principes ci-dessus, il faudra adapter les procédures et les moyens existants et aussi en mettre au point de nouveaux. Jusqu’à présent, l’automatisation du contrôle de la circulation aérienne, qu’exige l’acheminement d’une circulation dont le volume ne cesse d’augmenter, a reposé principalement sur une meilleure utilisation des renseignements limités dont on dispose sur :
a) les intentions de l’aéronef indiquées dans le plan de vol et ses mises à jour ;
b) la position de l’aéronef, qui est déterminée par les moyens actuels de surveillance.
Malgré la mise en service du radar secondaire de surveillance (SSR), on constate encore une importante lacune dans la circulation de l’information entre les aéronefs et le sol. De plus, de vastes parties du monde manquent de couverture fiable par des systèmes de communication, navigation et surveillance (CNS). Faute de mesures appropriées, l’efficacité diminuera encore dans l’avenir en raison de la croissance prévue de la circulation et de l’élargissement du fossé entre les moyens embarqués et les moyens sol. Les exemples ci-dessous sont valables, dans une certaine mesure, même dans les environnements de systèmes ATC les plus évolués :
a) la circulation de l’information à l’intérieur des organes ATC (communication sol/sol) et entre les organes ATC et les aéronefs qu’ils contrôlent (communication air/sol) est insuffisante pour permettre d’autres améliorations. C’est un fait cependant que le traitement des données de vol et le traitement des données radar, plus ou moins perfectionnés, sont assez largement utilisés et que la gestion automatique des courants de trafic existe déjà;
b) le contrôle de la circulation aérienne (ATC) a besoin de données et de procédures améliorées pour assurer la surveillance, la prédiction et l’optimisation des flux de trafic aérien ;
c) les systèmes ATC les plus évolués utilisent encore des données sur les performances des aéronefs et sur les conditions ambiantes peu fidèles à la réalité. Pour cette raison, les profils de vol optimisés ne sont pas toujours possibles;
d) les possibilités des équipements embarqués évolués en matière de planification et d’optimisation des trajectoires de vol ont dépassé les possibilités des systèmes au sol correspondants. Les exploitants insistent pour mettre à profit ces possibilités dans une plus large mesure. Il est évident qu’un moyen de leur donner satisfaction serait d’appliquer des concepts qui tiennent davantage compte de ces possibilités;
e) les structures de routes sont généralement rigides, bien que l’on autorise de plus en plus des itinéraires directs lorsque la charge de travail des contrôleurs le permet.
Les améliorations des systèmes embarqués et des systèmes au sol, améliorations qui se complètent, permettront d’utiliser de la manière la plus efficace possible les ressources des aéroports et de l’espace aérien. La mise en œuvre prévue d’une Liaison de données air/sol jouera à cet égard un rôle essentiel. On envisage d’améliorer le système sol comme suit :
a) amélioration de l’acheminement et du transfert de 1’information entre exploitants, aéronefs et centres ATC;
b) amélioration de la planification en la rendant plus précise et en ayant recours notamment à de meilleurs renseignements météorologiques ;
c) amélioration de la détection et la résolution des conflits ;
d) amélioration de l’aptitude à tirer profit de la plus grande précision de navigation en quatre dimensions des aéronefs modernes;
e) mieux tenir compte du profil de vol préféré dans toutes les phases du vol, en se fondant sur les objectifs de l’exploitant.
L’évolution de l’ATM exige l’amélioration des services CNS. Il faudrait notamment que leur couverture soit bien meilleure et qu’il y ait des moyens efficaces d’échange air/sol de données. Pour que l’on retire les avantages maximaux des nouveaux systèmes CNS, il est indispensable que ces derniers soient adaptés aux services ATM nécessaires. Les objectifs et les principes de l’ATM sont essentiellement les mêmes partout, mais le degré de perfectionnement nécessaire à l’ATM dépend beaucoup du type d’espace aérien et, de ce fait, le détail des conditions de mise en oeuvre variera d’un endroit à l’autre. De plus, la mesure dans laquelle ces besoins ATM peuvent être satisfaits est fortement influencée par la possibilité d’assurer des services CNS.
Fonctions AOC et Applications connexes de la Liaison de données
Les fonctions AOC sont habitue1lement exercées par les services de contrôle d’exploitation des organismes aéronautiques, qui, selon la structure concrète de chaque organisme, peuvent soit exercer directement certaines fonctions connexes d’autres services d’exploitation, soit avoir des liens très étroits avec d’autres services (opérations aériennes, ingénierie et maintenance, etc.) dans l’exercice et la coordination de certaines fonctions connexes. Voici quelques exemples de fonctions AOC :
a) traitement de situations exceptionnelles (cas d’urgence d’aéronef ou de vol, piraterie aérienne, etc.);
b) planification des vols;
c) certains renseignements météorologiques;
d) information d’exploitation au sujet des aéroports et des voies aériennes (NOTAM), etc.:
e) contrôle des mouvements (départs, arrivées, retards et déroutements des vols);
f) temps de vol des équipages de conduite;
g) contrôle des groupes motopropulseurs (GMP) ; et
h) comptes rendus de problèmes de maintenance en vol et résolution de ces problèmes.
Toutes les fonctions AOC ci-dessus demandent des Liaisons avec les aéronefs sous forme de communications air/sol adéquates (voix et données) effectuées soit par l’intermédiaire de l’équipage de conduite, soit directement par des systèmes et des capteurs embarqués (après vérification des données par l’équipage de conduite), par exemple les systèmes de gestion de vol (FMS) ou l’unité d’acquisition de données numériques de vol (DFDAU) pour des fonctions telles que les suivantes :
a) mise à jour de la base de données d’exploitation du FMS en ce qui concerne :
1) les données de plan de vol;
2) le devis de poids et de centrage;
3) certaines données météorologiques;
b) enregistrements/comptes rendus DFDAU sur :
1) le contrôle de l’état des GMP ;
2) la consommation, les réserves, les besoins de carburant, etc.
Des processus d’Application informatique servent déjà à bien des fonctions AOC ci-dessus. La tendance, qui devrait s’accentuer, a déjà eu pour effet une diminution sensible des communications vocales, donc une utilisation plus équilibrée des bandes de fréquences disponibles. Les communications AOC échangées à l’intérieur de l’ATN rehaussent sensiblement la sécurité, la régularité et l’efficacité des vols et des opérations en général.
Communications administratives aéronautiques (AAC)
Les services d’exploitation aéronautique ont besoin d’échanger des communications liées aux aspects affaires des vols et du service de Transport aérien. Ces communications d’un organisme privé ont des objets très variés tels que les réservations en matière de vol et de Transport terrestre, le déploiement des équipages et des aéronefs, l’organisation des fournitures et services pour les vols à l’aller et au retour et n’importe quelle autre opération logistique de nature à maintenir ou à rehausser l’efficacité d’ensemble du vol.
|
Table des matières
INTRODUCTION
Chapitre I : CARACTERISTIQUES OPÉRATIONNELLES DU RÉSEAU DE TÉLÉCOMMUNICATION AÉRONAUTIQUE
I.1. Introduction
I.2. Environnement aéronautique futur à transmission de données air/sol
I.2.1. Fondement d’un futur système de gestion de la circulation aérienne (ATM)
I.2.2. Fonctions AOC et Applications connexes de la Liaison de données
I.2.3. Communications administratives aéronautiques (AAC)
I.3. Caractéristiques du système de communication ATN
I.3.1. Généralités
I.3.2. Caractéristiques de transfert de données
I.3.2.1. Type de données de l’utilisateur
I.3.2.2. Caractéristiques du dialogue
I.3.2.3. Paramètres de Qualité du service (QOS)
I.3.2.4. Remise des messages
I.3.3. Principes de connexion
I.3.3.1. Types de sous-réseaux aéronautiques
I.3.3.2. Sous-réseaux avionique
I.3.3.3. Sous–réseaux sol
I.3.3.4. Sous-réseaux air/sol
I.3.3.5. Interconnexion de sous-réseaux
I.3.4. Principes d’adressage
I.3.4.1. Adressage ATN
I.3.4.2. Adressage réseau
I.3.4.3. Identification de processus
I.3.5. Contrôle de l’accès au réseau
Chapitre II : ARCHITECTURE DU RÉSEAU DE TÉLÉCOMMUNICATION AÉRONAUTIQUE (ATN)
II.1. Introduction
II.2. Caractéristiques d’une architecture inter-réseaux
II.3. Aperçu de l’architecture de protocole ISO
II.3.1. Généralités
II.3.2. Couches inférieures
II.3.3. Couches supérieures
II.3.4. Couche Transport
II.4. Orientation des services de communication au point de vue connexion
II.5. Organisation de la couche Réseau
II.6. Accès au service de couche Réseau
II.7. Protocoles inter-réseaux ATN
II.7.1. Protocole inter-réseaux
II.7.2. Protocole d’échange d’information d’acheminement intra-domaine
II.7.3. Protocole d’acheminement de système terminal à système intermédiaire (ES-IS)
II.7.4. Protocole d’échange d’information d’acheminement inter-domaines
II.7.5. Protocoles de gestion de couche Réseau
II.8. Sous-réseaux constituants
II.8.1. Généralités
II.8.2. Sous-réseaux à topologie générale ou réseaux longue distance (WAN)
II.8.3. Sous-réseaux de diffusion ou réseaux locaux (LAN)
II.8.4. Sous-réseaux mobiles
II.9. Routeurs ATN
II.9.1. Rôle du routeur
II.9.2. Echange d’informations de routage
II.10. Structure des domaines de l’entité inter-réseaux ATN
II.10.1. Domaines administratifs ATN
II.10.2. Domaines d’acheminement ATN
II.10.3. Zones d’acheminement
II.10.4. Domaines de sous-réseau
II.11. Adresse inter-réseaux ATN
II.11.1. Adresses inter-réseaux locaux
II.11.2. Titres d’entité de réseau
II.11.3. Adresses de sous-réseau locales
II.11.4. Utilisation d’adresses pour l’acheminement inter-réseaux
II.11.5. Relation entre les domaines ATN et les adresses NSAP ATN
II.12. Procédures d’acheminement inter-réseaux ATN
II.12.1. Généralités
II.12.2. Acheminement inter-domaines
II.12.3. Acheminement intra-domaine
II.13. Transmission des unités de données
II.14. Échange d’information topologique intra-domaine
II.15. Architecture de protocole ATN
II.15.1. Généralités
II.15.2. Interfaces de l’architecture de protocole ATN
II.15.3. Fonctionnement de l’architecture de protocole ATN
II.16. Fonctionnement des sous-réseaux
II.16.1. Généralités
II.16.2. Considérations relatives au protocole
II.17. Opérations inter-réseaux
II.18. Opérations de Transport
II.18.1. Généralités
II.18.2. Considérations relatives au protocole
II.19. Opérations de couches supérieures
Chapitre III : Les différentes architectures fonctionnelles des communications air/sol de l’ATN
III.1. Evolution des architectures des systèmes de communication
III.1.1. Système informatisé d’Aéronef
III.1.1.1. Réseau Haut débit
III.1.1.2. Serveurs dans l’aéronef
III.1.1.3. Affichages multifonctionnels
III.1.1.4. Routeur intelligent
III.1.2. Amélioration des liaisons VHF
III.1.2.1. Antenne VHF directionnelle
III.1.2.2. Modulation
III.1.2.3. Réseau virtuel
III.1.3. SATCOM
III.1.3.1. Interfaces radio multimode avec la bande Ka
III.1.3.2. Techniques de modulation
III.1.3.3. Niveaux mobiles
III.1.3.4. Amélioration des récepteurs
III.1.3.5. Améliorations de l’Antenne dans la bande Ka
III.2. Architecture fonctionnelle des communications air sol
III.3. Analyse fonctionnelle
III.3.1. Concepts opérationnels et techniques
III.3.2. Catégories des messages
III.4. Introduction sur les applications Client/Serveur
III.4.1. Présentation de l’architecture d’un système Client/Serveur
III.4.2. Avantages de l’architecture Client/Serveur
III.4.3. Inconvénients du modèle Client/Serveur
III.4.4. Fonctionnement d’un système Client/Serveur
III.4.5. L’architecture Client/Serveur multi-niveaux
III.4.5.1. Présentation de l’architecture à 2 niveaux
III.4.5.2. Présentation de l’architecture à 3 niveaux
III.4.5.3. Comparaison des deux types d’architecture
III.4.5.4. L’architecture multi-niveaux
Chapitre IV : Simulation du Réseau de Télécommunication Aéronautique sous PHP/MySQL : Implémentation d’une application Client/Serveur
IV.1. Présentation des logiciels utilisés
IV.1.1. MySQL : Serveur et Serveur et Système de Gestion de Base de Données
IV.1.2. PHP
IV.1.3. Apache
IV.2. Les fonctions utilisées pour la simulation du Réseau de Télécommunication Aéronautique
IV.2.1. La fonction de connexion au serveur mysql_pconnect
IV.2.2. La fonction die
IV.2.3. La fonction mysql_error
IV.2.4. La fonction mysql_select_db
IV.2.5. La fonction mysql_query
IV.2.6. La fonction mysql_fetch_assoc
IV.2.7. La fonction mysql_num_rows
IV.2.8. La fonction mysql_free_result
IV.2.9. La fonction date
IV.3. Architecture du modèle utilisé
IV.4. Base de données
IV.5. Fonctionnement du site Web interfaçant notre base de données
CONCLUSION
