ВПРОВАДЖЕННЯ IP-ТЕХНОЛОГІЙ В МЕРЕЖІ АВІАЦІЙНОГО ЗВ’ЯЗКУ УКРАЇНИ
DOI:
https://doi.org/10.18372/2310-5461.67.20025Ключові слова:
авіаційний електрозв’язок, ATN/IPS, якість передачі голосу, E-модель, прогнозування навантаження мережіАнотація
В даній статті представлено всебічне дослідження технічних та нормативних стандартів міжнародних організацій ICAO та EUROCAE в контексті модернізації обладнання авіаційного електрозв’язку України завдяки впровадженню архітектури конвергентної мережі авіаційного електрозв’язку ATN/IPS. Обґрунтовано доцільність заміни застарілих TDM-мереж на сучасні IP-технології, зокрема, в частині організації голосового зв’язку для управління повітряним рухом на базі технології VoIP. Проаналізовано вимоги до застосування протоколів на ключових рівнях моделі OSI:IPv6, TCP/UDP, IPsec, IKE2, SIP та RTP, а також рекомендації до якості обслуговування QoS. Наведено обґрунтування вибору параметрів обладнання мережі з точки зору мінімізації затримок передачі пакетів крізь IP-мережі з метою забезпечення відповідності нормативним показникам, необхідним для стабільної роботи систем управління повітряним рухом. Визначено допустимі рівні джиттеру, втрат пакетів, а також граничні значення MOS та затримок корисних сигналів та сигналів управління. Виконано розрахунок загальної затримки передачі голосового трафіку з урахуванням шифрування, буферизації та використання аудіокодеків в частині забезпечення необхідної якості голосу на основі E-моделі. Запропоновано математичний підхід для розрахунку прогнозування навантаження на телекомунікаційну мережу авіаційного електрозв’язку України, яка базується на аналізі пасажиропотоків між регіональними аеропортами України з використанням дискретної Марківської системи. Отримані результати сприятимуть підвищенню ефективності впровадження IP-технологій в авіаційні мережі а також реалізації програм їх модернізації після закінчення війни та відкриття повітряного простору України.
Посилання
Manual on the Aeronautical Telecommunication Network (ATN) using Internet Protocol Suite (IPS) standards and protocols: Doc 9896. International Civil Aviation Organization (ICAO), 2015. 112 p.
Голубничий О. Аналіз вимог та рекомендацій ICAO щодо забезпечення інформаційної безпеки мережі ATN. Захист інформації. 2013. Т. 15, №4. С. 377–382.
Security in Digital Aeronautical Communications: A comprehensive gap analysis. International journal of critical infrastructure protection / N. Mäurer. et al .2022. Vol. 38, no. 5. Article 100549. DOI:10.1016/j.ijcip.2022.100549
Enhancing air traffic control communication systems with integrated automatic speech recognition: models, applications and performance evaluation / Z. Wang et al. Sensors. 2024. Vol. 24, no. 14. DOI:10.3390/s24144715 (date of access: 10.07.2025).
A survey of wireless networks for future aerial communications (FACOM) / A. Baltaci et al. IEEE communications surveys & tutorials. 2021. P.2833- 2884. DOI:10.1109/comst.2021.3103044 (date of access: 11.07.2025).
LDACS End-to-End ATN/IPS Performance / B. Haindl et al. 2024 Integrated Communications, Navigation and Surveillance conference (ICNS), Herndon, VA, USA, 23–25 April 2024. DOI:10.1109/icns60906.2024.10550548 (date of access: 12.07.2025).
Lala V., Pirovano A., Radzik J. Towards a new approach to ensure end-to-end reliability of aeronautical data communications. The aeronautical journal. 2025. Vol 129, Issue 1334. P. 1001–1027. URL: https://doi.org/10.1017/aer.2024.139 (date of access 12.07.2025).
Multiple-Antenna aided aeronautical communications in air-ground integrated networks: channel estimation, reliable transmission, and multiple access / J. Zhao et al. IEEE wireless communications. 2023. P. 105– 111. URL: https://doi.org/10.1109/mwc.014.2200414 (date of access 13.07.2025).
Bradford S., Hauw O., Saccone G. Future Connectivity for Aviation (FCAV). Presentation at ATIEC 2023 Conference. Federal Aviation Administration (FAA), 2023. URL: https://www.faa.gov/air_traffic/flight_info/aeronav/atiec/media/Presentations/2023/Day_3/Future%20Connectivity%20for%20Aviation%20%28FCAV%29.pdf (date of access 14.07.2025).
Single European Sky ATM Research 3 Joint Undertaking. SESAR Innovation Pipeline: Air Traffic Management Research and Innovation: 2024 highlights. Luxembourg: Publications Office of the European Union, 2025. DOI: 10.2829/0520524 (date of access 13.07.2025).
Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification: RFC 8200. IETF, 2017. DOI: 10.17487/RFC8200. (date of access 10.04.2025).
Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Addressing Architecture: RFC 4291. IETF, 2006. 40 pp. DOI: 10.17487/RFC4291. (date of access: 11.04.2025).
TCP Extensions for High Performance: RFC 1323. IETF, 1992. 37 pp. DOI: 10.17487/RFC1323. (date of access 11.04.2025).
UDP Usage Guidelines: RFC 8085. IETF, 2017. 55 pp. DOI: 10.17487/RFC8085. (date of access 12.04.2025).
A Border Gateway Protocol 4 (BGP 4): RFC 4271. IETF, 2006. 104 pp. DOI: 10.17487/RFC4271. (date of access 15.04.2025).
ED-136. Voice over IP ATM System Operational and Technical Requirements. EUROCAE. 2009. 112 p.
ED-137. Interoperability Standards for VoIP ATM Components. Part 1: Radio. EUROCAE. 2009. 76 p.
ED-137 Interoperability Standards for VoIP ATM Components. Part 2: Telephone. EUROCAE. 2009. 155 p.
ED-137 Interoperability Standards for VoIP ATM Components. Part 3: Recording. EUROCAE. 2009. 30 p.
ED-138 Network Requirements and Performances for Voice over IP Air Traffic Management Systems. EUROCAE. 2009. 230 p.
SIP: Session Initiation Protocol: RFC 3261. IETF, 2002. 109 p. DOI: 10.17487/RFC3261. (date of access 20.04.2025).
Session Initiation Protocol (SIP)-H.323 Interworking Requirements: RFC 4123. IETF, 2005. 32 p. DOI: 10.17487/RFC4123. (date of access 22.04.2025).
The Secure Real-time Transport Protocol (SRTP): RFC 3711. IETF, 2004. 56 p. DOI: 10.17487/RFC3711. (date of access 23.04.2025).
RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications: RFC 3550. IETF, 2003. 104 p. DOI: 10.17487/RFC3550. (date of access 25.04.2025).
An Architecture for Describing Simple Network Management Protocol (SNMP) Management Frameworks: RFC 3411. IETF, 2002. 33 p. DOI: 10.17487/RFC3411 (date of access 25.04.2025).
ITU-T. Recommendation P.800: Methods for Subjective Determination of Transmission Quality. Geneva: ITU, 1996.
ITU-T. Recommendation G.107: The E-model, a Computational Model for Use in Transmission Planning. Geneva: ITU, 2005.
ITU-T. Recommendation G.114: One-way Transmission Time. Geneva: ITU, 2003.
ITU-T. Recommendation G.711: Pulse Code Modulation (PCM) of Voice Frequencies. Geneva: ITU, 1988.
ITU-T. Recommendation G.728: Coding of Speech at 16 Kbit/s Using Low-delay Code Excited Linear Prediction. Geneva: ITU, 1992.
ITU-T. Recommendation G.729: Coding of Speech Signals at 8 kbit/s Using Conjugate-Structure Algebraic-Code-Excited Linear-Prediction (CS-ACELP). Geneva: ITU, 2007.
Luconi V., Vecchio A. Impact of the first months of war on routing and latency in Ukraine. Computer Networks. 2023. Vol. 224. DOI: 10.1016/j.comnet.2023.109596.
Huang C. Secure Network Solutions for Cloud Services: Master’s thesis. Ballarat. 2013. 98 p.
Eskandar A. A., Syed M. R., Zarei B. SIP over IP VPN: Performance Analysis. Proceedings of the International Conference on Internet Computing and Big Data (ICOMP’14), Las Vegas, USA. 2014.
Assessment of the availability of communication channels with UAVs./ G. Konakhovych et al. CEUR Workshop Proceedings. 2024. Vol. 3732. URL:https://ceur-ws.org/Vol-3732/paper04.pdf (date of access: 08.04.2025)
Ladefoged, P., Johnson, K. A Course in Phonetics. 7th ed. Boston: Cengage Learning, 2014. 464 p.
Zacha P., Pokorny M., Baleja J. Quality of Experience of Voice Services in Corporate Network. Procedia Economics and Finance. 2014. Vol. 12. P. 771–779. DOI: 10.1016/S2212-5671(14)00404-3.
Козлюк І.О. Забезпечення економічної безпеки авіаційної галузі: монографія. К : НАУ, 2005. 236 с.
