ACARS

Beispiel einer ACARS-Nachricht

ACARS (englisch Aircraft Communications Addressing and Reporting System) ist ein von Aeronautical Radio Incorporated in den 1970er-Jahren entwickeltes digitales Datenfunksystem zur Übermittlung von Nachrichten zwischen Verkehrsflugzeugen und Bodenstationen. Es erlaubt Fluggesellschaften die Kommunikation mit ihren Luftfahrzeugen mittels Austausch von einfachen Nachrichten und erspart so Funksprüche auf den besonders in Ballungsgebieten verstopften Sprechfunkfrequenzen.

Geschichte

Vor dem Einsatz von ACARS wurden Flugbetriebsmeldungen über Sprechfunk abgewickelt, wodurch eine hohe Belastung der Sprechfunkkanäle entstand. Routinemeldungen wie Abflugmeldungen, Ankunftsmeldungen, Lade- und Treibstoffmeldungen, Meldungen über Triebwerkszustände usw. können seit der Einführung von ACARS in kurzer Zeit digital übermittelt werden.

ACARS war zunächst nur für die Übermittlung von AOC-Nachrichten (engl. airline operational control) gedacht. Dann aber wurde der Einsatz des Nachrichtendienstes für immer mehr Anwendungen als effizienzsteigernde Lösung entdeckt, und die Anzahl der über das ACARS-System geschickten Nachrichten stieg stetig an. Die Flugsicherung schickt ebenfalls seit Anfang der 1990er-Jahre Flugfreigaben (engl. clearances) über ACARS.

Aktuelle Lage

Heute sind die ACARS-Frequenzen besonders in der Nähe größerer Flughäfen mindestens genauso überlastet wie die Sprechfunkfrequenzen. Zusätzlich weist das ACARS-Protokoll einige inhärente Einschränkungen auf, die in den 1990er-Jahren die Entwicklung weiterer Data Links notwendig machten. Trotzdem ist ACARS für viele Fluglinien nach wie vor unverzichtbar, die mitunter ihr komplettes Flottenmanagement durch den Austausch von AOC-Nachrichten über ACARS betreiben.

Bei dem Absturz des Air-France-Fluges 447 im Juni 2009 haben die ACARS-Signale wichtige erste Informationen geliefert, und so wird die Erweiterung des Systems zu einer Art „Online-Blackbox“ diskutiert. Das bisherige Prinzip erscheint mittlerweile als antiquiert.[1] Zurzeit muss ein Flugdatenschreiber bis über hundert Parameter mehrere Male pro Sekunde aufzeichnen – das heutige ACARS-System wäre damit überfordert. Außerdem sind die Satellitenverbindungen für diese Datenströme zu teuer. Als Mittelweg wird diskutiert, häufigere Positionsmeldungen an die Flugsicherung zu übermitteln, statt an die Betriebsleitung der Fluggesellschaft alle 10–20 Minuten.

Seit 2009 wird ACARS in Europa durch VDL2 (In Amerika VDL3) abgelöst. VDL2 wird häufig gleichgesetzt mit dem neuen System CPDLC (Controller–pilot data link communication), das im Jahr 2013 bei dem Schweizer Flugkontrollzentrum Skyguide eingeführt wurde[2] und bei allen neu zugelassenen Flugzeugen seit dem 1. Januar 2014 Pflichtausstattung ist.

Im März 2014 waren ACARS-Nachrichten und die Doppler-Analyse der Satellitenkommunikation von entscheidender Bedeutung bei den Bemühungen zum Auffinden des Malaysia-Airlines-Fluges 370. Während das primäre terrestrische ACARS-System an Bord von MH370 absichtlich ausgeschaltet wurde, war die Verbindung von ACARS mittels Classic Aero, einem Datendienst, welcher Inmarsat-Satelliten verwendet[3] später wieder aktiv, solange das Flugzeug in Bewegung war. Periodisch antwortete es jede Stunde auf einen Ping zum Zweck der Zeitsynchronisation bei der Aufrechterhaltung der Verbindung zum Satelliten (Idle).[4]

Anwendung

Die ACARS-Anwendung beinhaltet einen Nachrichtendienst für automatisch und manuell erstellte Mitteilungen und sieht dafür spezielle Bordhardware vor.

Die Management Unit reagiert auf Ereignisse in den Bordsystemen und verschickt automatisch Nachrichten (ursprünglich nur die sogenannten OOOI-Nachrichten: Out, Off, On, In). Im Detail steht dies für

  • Out: Flugzeug verlässt seine Parkposition zum Pushback
  • Off: Weight-off-wheels, das Flugzeug hat abgehoben
  • On: Weight-on-wheels, das Flugzeug hat auf der Landebahn aufgesetzt
  • In: Das Flugzeug kommt an eine Parkposition und stellt die Motoren ab.

Diese Nachrichten werden von den Bodenstationen empfangen und per Telex oder Satellit an die jeweiligen Operation Center der Fluggesellschaften weitervermittelt, womit sich der Flug ständig überwachen lässt.

Neben den vollautomatischen technischen Datenreports können auch über die Control Unit (bestehend aus Drucker, Bildschirm und Tastatur) beliebige sonstige Meldungen zwischen Cockpit und Operation Center übermittelt werden, wie z. B. Informationen über Verspätungen, Wetterberichte, persönliche Mitteilungen an Passagiere usw.

Hauptanbieter für die Netz-Infrastruktur für das Routing am Boden und die Zustellung von ACARS-Nachrichten ist in Europa SITA, in Nordamerika ARINC.

Beispiel einer typischen Delta-Airlines-ACARS-Meldung:

Originalnachricht
ACARS mode: 2 Aircraft reg:  .N186DN
Message label: 80 Block id: 0 Msg. no: M03A
Flight id: DL0107
Message content:
3C03 0107/24 EDDF/KJFK
/POS OTR /OVR 1015/NXT MASIT /ETA 1118
/ENS N56000W020000/ALT 310/FOB 0961/SAT 52
/WND 275057/MCH 81/TRB LT CHOP /SKY UNDERCAST/ICE NONE
Aufschlüsselung der Mitteilung
Luftfahrzeugkennzeichen: N186DN, eine Boeing 767-300 der Delta Airlines
Flugnummer: DL107
Flug von Frankfurt-Main nach John F. Kennedy International, New York
Position über Wegpunkt OTR um 1015 UTC (früher GMT), nächste Position Wegpunkt MASIT voraussichtlich um 1118 UTC, dann N56 W20
Flughöhe 31000 Fuß, verbleibender Treibstoff 9,61 Tonnen, Lufttemperatur −52 Grad Celsius
Wind aus 275 Grad mit 57 Knoten, Geschwindigkeit Mach 0,81, leichte Turbulenz, Bewölkung unterhalb des Luftfahrzeugs, kein Eis

Der Text wird per FSK bei 2400 bps übertragen.

Data Link

Betriebsfrequenzen für ACARS[5]:
Frequenz in MHzRegion/Bemerkung
131,550Primär weltweit
129,125Zusätzlich in USA und Kanada
130,025Sekundär in USA und Kanada
130,425Zusätzlich in USA
130,450Zusätzlich in USA und Kanada
131,125Zusätzlich in USA
131,450Zusätzlich in Japan
131,475Air-Canada-Kanal
131,525Sekundär Europa
131,725Primär Europa
136,700Zusätzlich in USA
136,750Zusätzlich in USA
136,800Zusätzlich in USA
136,900Europa Sekundär
136,850SITA Nordamerika
136,750Europa neue Frequenz
131,850Europa neue Frequenz

ACARS arbeitet im VHF-Bereich. Das ACARS-Protokoll ist zeichenorientiert, auf eine Länge von 220 Zeichen pro Übertragung begrenzt, hat eine Datenrate von 2,4 kbps, und zum Zugriff auf die Kanäle wird ein stop-n-wait-Verfahren benutzt. Von der ICAO wurde auf dem ACARS-Data-Link basierend ein Data Link unter dem Namen VDL Mode 1 definiert, der aber nie praktische Bedeutung gewann.

Freie Empfangbarkeit

Funkinteressierte haben heute die Möglichkeit, die ACARS-Signale zu decodieren und so einen Einblick in den Flugverkehr zu erhalten. Auch wenn man selbst nicht an das weltweite Bodenstationsnetz angeschlossen ist, kann man mit einem beliebigen Flugfunkempfänger/Scanner und dem entsprechenden Dekodierer die Meldungen aus der eigenen Region empfangen. Eine gute Außenantenne erhöht dabei den Radius der überwachbaren Region.

Seit Anfang 2004 ist es auch möglich, die ACARS-Signale ohne einen eigenen Flugfunkscanner zu empfangen. Ende 2003/Anfang 2004 wurde das ACARS Network gegründet, das es Usern mit Internetanschluss ermöglicht, weltweit ACARS in Echtzeit zu erleben. Erforderlich ist nur eine Software, die es für Linux und Windows kostenlos gibt. Inzwischen kann man ACARS auch mit einem Webbrowser aktueller Generation live verfolgen.

Es gibt auch netzgesteuerte Empfänger, mit denen ACARS-Signale empfangen werden können.

Einige große europäische Fluggesellschaften (zum Beispiel Deutsche Lufthansa, Condor Flugdienst, Austrian Airlines) verschlüsseln die ACARS-Meldungen, so dass sie nicht mehr ohne den passenden Schlüssel im Klartext lesbar sind. Verschlüsselt wird nur der Inhalt einer ACARS-Meldung, nicht der Header.

Literatur

  • Ed Flynn: Understanding Acars. Universal Radio Research, 1995, ISBN 1-882123-36-0.

Weblinks

Einzelnachweise

  1. Online-Black-Box soll Crashs schneller aufklären, Spiegel Online
  2. Skyguide führt CPDLC ein
  3. Classic Aero. SATCOM1, archiviert vom Original (nicht mehr online verfügbar) am 15. Oktober 2014; abgerufen am 26. Mai 2019 (englisch).
  4. Gordon Rayner, Nick Collins: MH370: Britain finds itself at centre of blame game over crucial delays. In: The Telegraph. The Telegraph, 24. März 2014, archiviert vom Original am 11. November 2014; abgerufen am 21. November 2014 (englisch).
  5. Known ACARS frequencies - acarsd ACARS Decoder for Linux and Windows. Abgerufen am 26. Mai 2019.

Auf dieser Seite verwendete Medien

ACARS Message (3555653334).jpg
Autor/Urheber: Shawn from Airdrie, Canada, Lizenz: CC BY-SA 2.0

We get these info sheets about the next flight shortly after we park at the gate. You can see where I've scribbled our IFR clearance. "Edmonton 3 departure, flight plan route, squawk 4625"

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Transcript (rough):
PAPER OFF STILL REQUIRED FOR DISPATCH
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INBOUND FLT 0511
FIN 101 /CFRIA /CRJ
DEP YHG /S1430Z/A1425Z/GTD2B  /DLY
ARR YEG /S1634Z/A1631Z/GTA49G  /DLY
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NEXT FLIGHT PLANNING DATA
FLT 8511
DEP YEG
ARR YZF
ETD 1705Z
ETE 01:29
PAX /FUEL 10132
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FILED ATS FLIGHT PLAN
HEADER=8511/22MAY09 YEG/YZF REVISION 00
(FPL-JZA511-IS
-CRJ1/M-SDGIJRWZ/S
-CYEG1705
-N0444F340 DCT YEG DCT LIBUG DCT YZF DCT
-CYZF0129 CYEG
-REG/CFRIA OPR/AIR CANADA JAZZ NAV/RNVD1
E2A1
 RWK/TCAS EQUIPPED
 DAT/V)
TRAILER-END