Controllo della qualità vocale dei sistemi ATC di Rohde & Schwarz

Attività da eseguire

Il buon funzionamento dei sistemi di comunicazione vocale è fondamentale per la sicurezza dei passeggeri e la regolarità delle operazioni nello spazio aereo. La qualità delle comunicazioni è importante perché una chiara comprensione è un fattore chiave per la sicurezza e la regolarità delle operazioni.

L’introduzione della tecnologia di comunicazione voice over IP (VoIP) più avanzata permette agli ANSP di sfruttare i vantaggi offerti dalle comunicazioni basate su IP, quali livelli maggiori di disponibilità, sicurezza e flessibilità.

A oggi il VoIP è uno dei più esigenti servizi basati su IP. Per assicurare la stessa esperienza utente delle reti digitali, negli standard ED-136 ed ED-137 sono stati specificati i requisiti minimi di qualità da soddisfare. Gli standard prevedono un punteggio MOS superiore a 4,00 e un ritardo end-to-end pari o inferiore a 130 ms.

L’esperienza nel settore delle comunicazioni aziendali e degli operatori ha dimostrato che per soddisfare questi requisiti il monitoraggio della qualità è un fattore essenziale. Rohde & Schwarz ha adottato sistemi di monitoraggio VoIP carrier-grade per il controllo della qualità delle reti vocali usate nel settore ATC.

Soluzione Rohde & Schwarz

Il sistema avanzato di garanzia della qualità vocale AVQA di Rohde & Schwarzoffre ai fornitori di servizi di traffico aereo e agli operatori aeroportuali (ANSP) il pieno controllo sulla qualità del loro servizio vocale. La sua tecnologia di monitoraggio leader di mercato consente di conoscere dettagliatamente la situazione del traffico sulle rete. Il sistema R&S®AVQA combina potenti funzionalità analitiche e di reportistica con un’architettura altamente scalabile, il che lo rende uno strumento irrinunciabile per tutti gli ANSP.

Il potente sistema di monitoraggio vocale del sistema R&S®AVQA non tralascia alcun aspetto del controllo della qualità vocale e include strumenti per la valutazione delle prestazioni di rete, monitoraggio della conformità allo standard ED-136, individuazione dei problemi e monitoraggio dell’interconnessione IP. I dati statistici e le informazioni dettagliate sulla qualità sono essenziali per le varie figure coinvolte nella fornitura di servizi di traffico aereo:

• Reparti Qualità
• Amministratori dei sistemi VCS
• Amministratori delle centrali operative
• Responsabili dei contratti di manutenzione e assistenza tecnica (SLA)

Il rapporto di conformità allo standard ED-136 può essere fornito anche all’ente locale per l’aviazione civile a testimonianza del corretto funzionamento dei sistemi.

Valutazione delle prestazioni di rete

Per offrire un servizio vocale adeguato, il funzionamento della rete IP sottostante deve essere perfetto. Il monitoraggio delle metriche delle prestazioni di rete aiuta a determinare l’effettiva qualità della trasmissione. Il sistema R&S®AVQA fornisce tutte le informazioni pertinenti ai fini del monitoraggio delle prestazioni della rete vocale basata su IP, comprese le metriche sulle prestazioni di trasporto, quali istogrammi dettagliati di jitter e tempi fra l’arrivo dei pacchetti, perdita di pacchetti, dati su perdite per burst e densità delle perdite, ritardo di andata e ritorno e dati sulle politiche di trasmissione (ad es., campi di codice DSCP e VLAN).

Sulla base di questi parametri, il sistema R&S®AVQA determina e indica automaticamente le cause dei vari tipi di problemi di trasporto. In questo modo, il tempo di individuazione e risoluzione dei problemi si riduce notevolmente.

Monitoraggio del piano di controllo

Il sistema R&S®AVQA offre una vasta gamma di indicatori KPI e metriche sulla qualità del servizio per il piano di controllo, ad es. per i segnali basati su SIP. La maggior parte di questi KPI, come il rapporto di efficacia dell’instaurazione della sessione (SEER), si basa sullo standard IETF RFC 6076, che comprende le informazioni principali per le comunicazioni terra-terra, ma anche per la disponibilità del segnale radio per l’avvio di chiamate aria-terra.

La qualità del segnale determina essenzialmente se sia possibile avviare una chiamata. Una volta stabilita una chiamata, la qualità vocale definisce l’esperienza utente, vale a dire la qualità del flusso RTP.

Monitoraggio del piano vocale

Il sistema R&S®AVQA analizza ogni flusso RTP in tempo reale assegnando un punteggio medio di qualità (MOS) a ciascun segmento di 5 secondi di un flusso. Questo approccio di suddivisione in unità temporali fisse è consigliabile data la natura variabile della qualità vocale nelle reti IP. Inoltre, la suddivisione corrisponde perfettamente alla lunghezza tipica dei comandi nelle comunicazioni ATC. La valutazione convenzionale media dell’intera chiamata o connessione causa una perdita di informazioni notevole.

Ad esempio, la qualità media di una connessione perfetta per l’intera giornata, ma che ha avuto problemi gravi negli ultimi 5 srisulterebbe quasi perfetta, ma il controllore del traffico aereo si lamenterebbe per la cattiva qualità. La media dei dati non aiuta neanche a individuare o confermare questi problemi.

L’analisi della qualità delle chiamate basandosi su unità temporali fisse consente invece di individuare i problemi nel tempo, identificare gli eventi in relazione al tempo nella rete e ottenere informazioni esatte sull’esperienza utente. Inoltre, la disponibilità di dati sulla qualità per unità temporali fisse permette all’utente di confrontare e aggregare le informazioni sulla qualità del servizio.

Le unità temporali fisse sono aggregate dal sistema R&S®AVQA in rapporti sulla qualità basati su MOS, con un punteggio di qualità per ciascun minuto. I rapporti MOS permettono di presentare in modo molto conciso la qualità complessiva del servizio vocale. L’indicatore di minuto disturbato (BMI, bad minute indicator) riporta il numero di unità temporali di 5 secondi che non soddisfano il requisito ED-136 (MOS < 4,00) e fornisce informazioni statistiche perfette sullo stato della rete vocale.

Il BMI è l’indicatore chiave per la valutazione delle reti vocali ANSP e deve essere prossimo allo zero.

Tecnologia R&S®AVQA

Il sistema R&S®AVQA è una soluzione di monitoraggio passivo midpoint per i servizi di comunicazione in tempo reale. Comprende le sonde R&S®AVQA distribuite e il gestore centrale R&S®AVQA. Le sonde R&S®AVQA ricevono una copia della rete valutata mediante porte SPAN o TAP non intrusive. Le sonde analizzano in tempo reale i flussi e i segnali di comunicazione e generano registri dei dati di qualità (QDR) che sono inviati al gestore centrale R&S®AVQA. Il gestore centrale R&S®AVQA gestisce la business logic e il data warehouse. Essa recupera i dati di qualità dalle sonde, esegue la post-elaborazione degli stessi e genera rapporti e allarmi in base ai KPI definiti.

Punteggio medio di qualità (MOS)

Il punteggio medio di qualità (MOS, Mean Opinion Score) si basa su una scala di valutazione da 1 (insufficiente) a 5 (ottima) per la valutazione della qualità delle chiamate. Il MOS è nato come metodo di misurazione soggettivo, che prevedeva la valutazione della qualità di una telefonata in base alla percezione delle persone che la ascoltavano in una stanza silenziosa. Questa metodologia di test è stata standardizzata nella raccomandazione P.800 dell’ITU-T. Ottenere valutazioni soggettive basate sul metodo del MOS può essere dispendioso in termini economici e di tempo, pertanto sono stati definiti dei modelli per le stime MOS, come il modello ITU-T G.107 (modello elettronico), utilizzati dai sistemi di monitoraggio passivo.