FAA đã thiết lập một dự án NEXCOM để thay thế các trạm vô tuyến mặt đất thoại VHF tương tự của mình bằng 46000 trạm vô tuyến số nhiều chế độ. Các trạm vô tuyến NEXCOM sẽ duy trì dịch vụ thoại tương tự với dãn cách là 25KHz và cũng có khả năng cung cấp dịch vụ thoại tương tự với dãn cách 8.33 KHz và dịch vụ dữ liệu và thoại được số hoá VDL Mode3.
Khả năng của VDL Mode 3 trong việc hỗ trợ dịch vụ thoại giữa kiểm soát viên không lưu và phi công của nhiều sector kiểm soát trên một kênh VHF đơn cần được kiểm tra cực kỳ cẩn thận để tính toán được mức độ lỗi. Không thể xảy ra FAA sử dụng nhiều hơn 2 mạch trên một kênh cho dịch vụ thoại ATS.
VDL Mode3 với một phương pháp điều chế cho phép hỗ trợ thông tin dữ liệu trên tất cả cách mạch, sẽ cho ta chất lượng tốt hơn so với VDL Mode2. Tuy nhiên nó lại yêu cầu các kênh VHF dành riêng cho mỗi trạm mặt đất và do đó không đủ tần số có hiệu lực tại châu Âu hoặc Bắc Mỹ.
Vì lý do tần số, VDL Mode3 chỉ được thực hiện để đáp ứng thông tin thoại ATS được số hoá và dịch vụ đường liên kết dữ liệu VDL Mode 3 chỉ là một dịch vụ phụ kèm theo dịch vụ thoại. Máy bay vận tải có thể sử dụng một kết nối VDL Mode 2 riêng biệt thông qua một sóng VHF trao đổi dữ liệu khác dùng cho việc trao đổi dữ liệu AOC.
Lịch trình cuối cùng của FAA NEXCOM là hướng tới một thoả thuận sóng vô tuyến nhiều chế độ vào tháng 6 năm 2001. Khả năng hoạt động ban đầu (IOC ) của thoại VDL Mode3 được ấn định vào năm tài chính 2009. Khả năng hoạt động hoàn toàn thoại VDL Mode3 và việc triển khai trao đổi dữ liệu trên VDL Mode3 không thể xảy ra ngay tức thì sau khi thực hiện thoại IOC VDL Mode3. Thời gian xác định sẽ được quyết định và phụ thuộc vào kế hoạch chuyển đổi. Kế hoạch chuyển đổi sẽ được phát triển thông qua RTCA.
Vấn đề chính ảnh hưởng đến sự thực hiện VDL Mode3 tại Mỹ là ngày càng nhiều số lượng máy bay hoạt động tại Mỹ được lắp đặt các thiết bị vô tuyến sử dụng
kênh 8.33KHz của EU. Do đó rất khó để thuyết phục các nhà khai thác máy lắp đặt thiết bị VDL Mode3 và đợi đến năm 2009 để sử dụng kênh thoại VHF.
3.2.5. VDL Mode 4
VDL Mode4 được thiết kế bởi CAA Thụy Sỹ để cung cấp liên lạc liên kết dữ liệu không – không và không - địa. Nó sử dụng thuật toán đa truy nhập phân chia theo thời gian tự tổ chức ( STDMA : Self – Organising Time Division Muptiplex Access ) trên kênh VHF 25 KHz.
Thuật toán STDMA phân chia sự truy nhập tới kênh VHF thành 9000 khe thời gian trong một phút và yêu cầu các đầu cuối phải đồng bộ với tín hiệu thời gian GPS. Thuật toán được gọi là tự tổ chức bởi vì đầu cuối đặt trước việc sử dụng các khe thòi gian tương lai cho mỗi truyền dẫn và không dựa trên một hệ thống thiết lập tập trung.
Hệ thống STDMA cho phép sử dụng cùng một tần số bởi nhiều trạm mặt đất giống như trong VDL Mode 2 và VHF ACARS. Tuy nhiên các trạm mặt đất VDL Mode 4 cần được kết nối tới một hệ thống giám sát trung tâm do đó chúng không thể phát trên cùng khe thời gian.
Chuẩn VDL Mode 4 quy định các tiêu đề của bản tin và định dạng dữ liệu liên quan có trong bản tin STDMA. Có những nhãn đặc biệt để nhận dạng các bản tin bao gồm các bản tin quảng bá ADS hoặc các bản tin dịch vụ thêm vào dựa trên các trạm GNSS mặt đất. Phần sau sẽ trình bày về các bản tin đặc biệt này trong VDL Mode4. Ngoài các nhãn đề đặc biệt trên, giao thức VDL Mode 4 còn định nghĩa một tiêu đề để nhận dạng bản tin chứa ‘ Bản tin rỗng “ và một nhãn để chỉ thị một bản tin chứa một bản tin giao thức kiểu mạng ATN. Điều này cho phép VDL Mode 4 có khả năng cung cấp dịch vụ mạng con ATN.
CAA Thụy Sỹ và các đối tác thương mại đã xây dựng một mạng quảng bá ADS bắc Âu ( NEAN) VDL Mode 4, sử dụng và lắp đặt các thiết bị kiểu VDL Mode 4 trên máy bay của các hãng SAS và Lufthansa.
Một điều nữa làm gia tăng vị thế của VDL Mode 4 là ITU ấn định dải tần cho những ứng dụng đặc biệt. Băng tần thông tin hàng không từ 118- 137 MHz là dùng cho thoại tương tự di động hàng không và thông tin dữ liệu cho các ứng dụng của ADB – S và GNSS GBAS, ICAO và các nhà chức trách hàng không quốc gia đang đề xuất một sửa đổi sao cho những ứng dụng này được ấn định ở băng tần vô tuyến hàng không từ 108 – 118 MHz. Điều này sẽ được đa ra tại hội nghi liên lạc vô tuyến thế giới của ITU năm 2003.
Nếu đường liên kết dữ liệu dẫn đường và giám sát phải sử dụng băng tần liên lạc khác so với đường liên kết dữ liệu thông tin, thì có nghĩa là không thể sử dụng một kênh đơn VDL để thực hiện ADS- B và CPDLC.
3.2.5.1.Bản tin quảng bá ADS
Trong hệ thống FANS chức năng giám sát được cung cấp bởi ứng dụng liên kết dữ liệu giám sát phụ thuộc độc lập trong đó hệ thống trên máy bay sử dụng một đường liên kết dữ liệu để gửi báo cáo về vị trí của mình.
Quy định ban đầu của ICAO về ứng dụng của ADS cho rằng nó sẽ sử dụng giao thức liên mạng ATN để trao đổi các bản tin trên mạng không - địa. Nó cho phép các hệ thống ADS dưới mặt đất yêu cầu các hệ thống ADS trên máy bay gửi các báo cáo theo chu kỳ thời gian hoặc vào lúc xảy ra sự kiện đặc biệt.
Khi định nghĩa giao thức ATN được hoàn thành, nó cho ta thấy rõ ràng rằng có thể giảm khoảng thời gian báo cáo về vị trí xuống còn 30s nhưng nếu chu kỳ này nhỏ hơn sẽ không tạo nên hiệu quả việc sử dụng đường liên kết sóng vô tuyến.
Trong khi ứng dụng ADS/ATN có thể thay thế và hoàn thiện báo cáo thoại về vị trí nhưng hiện tại nó được chấp nhận rộng rãi rằng nó không có hiệu quả khi thay thế Radar giám sát trong những khu vực có lưu lượng bay lớn.
Để việc sử dụng ADS có thể đáp ứng được nhu cầu ở những khu vực có lưu lượng bay dày đặc ở Châu Âu hoặc Bắc Mỹ, nơi được bao phủ bằng Radar giám sát, thì ADS phải có khả năng giám sát tốt như Radar. Khi đó tốc độ cập nhật thông tin về vị trí phải giảm xuống trong vòng 4s như được cung cấp bởi hệ thống Radar.
Rõ ràng rằng các ứng dụng ADS/ATN không đáp ứng đầy đủ trong những vùng có lưu lượng bay lớn do đó nhóm chịu trách nhiệm về ADS đã quyết định thiết kế một hệ thống ADS quảng bá (ADS-B ) trong đó tất cả máy bay định kỳ phát quảng bá một bản tin có chứa thông tin về vị trí sử dụng GNSS.
Các nhà thiết kế mong muốn rằng các bản tin quảng bá ADS được xử lý bởi các hệ thống giám sát xung quanh máy bay để cung cấp lịch trình bay với một “ màn hình hiện thị thông tin về lưu lượng bay “ chỉ ra vị trí của những máy bay quanh mình trong hoàn cảnh “ Bay tự do “ trong tương lai.
Khái niệm về bản tin quảng bá ADS nảy sinh từ Radar giám sát thứ cấp Mode S ( SSR Mode S ). Nó sẽ nhận vị trí của máy bay được tính toán từ GNSS trong bộ đáp ứng Mode S. Tuy nhiên vị trí được tính toán từ GNSS chính xác hơn nhiều so với vị trí được
tính toán từ Radar, do đó sẽ có sự giám sát tốt hơn và rẻ hơn khi sử dụng bản tin quảng bá ADS đơn giản trên máy bay.