孫勝旺

摘 要：隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們生活水平不斷提升，人們的出行需求也發(fā)生很多變化，社會(huì)上對(duì)于航空運(yùn)輸?shù)男枨罅考耙缶诓粩嗵嵘蚨娇者\(yùn)輸行業(yè)也就得到快速發(fā)展。在當(dāng)前航空運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展過程中，越來越多的新技術(shù)及新科技得到廣泛應(yīng)用，而航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)就是其中比較重要的一種，對(duì)航空運(yùn)輸行業(yè)的更好發(fā)展具有很大推動(dòng)作用。本文就航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)進(jìn)行簡單分析，以保證其得以更好應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：航空運(yùn)輸；數(shù)據(jù)總線技術(shù)；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.14.137

在現(xiàn)代航空運(yùn)輸行業(yè)快速發(fā)展的大背景下，為能夠保證將更好服務(wù)提供給人們，并且保證航空公司得以更好運(yùn)行，為飛機(jī)飛行提供更好保障，應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)代化技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用。通過對(duì)航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)進(jìn)行利用，能夠?qū)︼w機(jī)飛行進(jìn)行更好監(jiān)視及控制，從而保證飛機(jī)更好運(yùn)行，為人們生命安全提供更好保障。因此，作為航空單位工作人員，應(yīng)當(dāng)對(duì)航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)加強(qiáng)認(rèn)識(shí)，以保證更好運(yùn)用該技術(shù)，使其作用得以更好發(fā)揮。

1 航空數(shù)據(jù)總線概述

所謂航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)，其所指的就是在機(jī)械設(shè)備、子系統(tǒng)及模塊之間進(jìn)行應(yīng)用的一種互聯(lián)技術(shù)，就計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)角度而言，航空電子設(shè)備如同微機(jī)，這些航空電子設(shè)備之間通過機(jī)載數(shù)據(jù)總線進(jìn)行連接，通過互聯(lián)使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得以形成，在此基礎(chǔ)上也就能夠使數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)靡詫?shí)現(xiàn)。就目前實(shí)際情況而言，機(jī)載數(shù)據(jù)總線技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷擴(kuò)展，已經(jīng)延伸到各種機(jī)動(dòng)平臺(tái)，包括衛(wèi)星、艦船以及導(dǎo)彈與坦克等相關(guān)設(shè)備，就本質(zhì)而言，其屬于實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)。對(duì)于航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)而言，其是在航空電子綜合系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，整個(gè)發(fā)展歷程共包括四個(gè)階段：第一階段為分離式航空電子系統(tǒng)，在利用該系統(tǒng)情況下，雷達(dá)及導(dǎo)彈等系統(tǒng)在處于工作狀態(tài)時(shí)保持完全獨(dú)立，對(duì)于初期系統(tǒng)而言，在實(shí)際運(yùn)行過程中甚至需要飛行員進(jìn)行判斷；第二發(fā)展階段為聯(lián)合式航空電子系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)之間所具備的各自功能保持相互獨(dú)立，對(duì)于不同設(shè)備而言，其所存在數(shù)據(jù)交互比較少；第三發(fā)展階段為綜合式航空電子系統(tǒng)，在這一系統(tǒng)中出現(xiàn)模塊概念，主要就是通過計(jì)算機(jī)的利用使信息處理模塊得以構(gòu)成，將子系統(tǒng)取代，這種系統(tǒng)具備較良好可擴(kuò)展性，具有較豐富功能，可對(duì)各種復(fù)發(fā)任務(wù)進(jìn)行處理；第四發(fā)展階段為先進(jìn)綜合式系統(tǒng)，其主要就是在對(duì)統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行利用的基礎(chǔ)上，使子系統(tǒng)、模塊及處理芯片之間能夠?qū)崿F(xiàn)互聯(lián)，所具備特點(diǎn)主要就是速度較高，具備良好的可擴(kuò)展性，延遲比較低，并且能夠容錯(cuò)[1-2]。

2 不同類型航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)

2.1 AFDX技術(shù)

這一技術(shù)的研發(fā)單位為空客公司，這一技術(shù)的建立基礎(chǔ)為商用交換以太網(wǎng)。依據(jù)航空電子實(shí)際需求，空客公司在ARINC429及MIL-STD-1553B技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改進(jìn)其可靠性及實(shí)時(shí)性等方面內(nèi)容，從而使電子特殊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)得以形成，該協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的目的就是使航空子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換能夠?qū)崿F(xiàn)。對(duì)于AFDX技術(shù)而言，其在大中型運(yùn)輸機(jī)航空網(wǎng)絡(luò)中具有比較廣泛的應(yīng)用，并且在實(shí)際應(yīng)用過程中表現(xiàn)出較強(qiáng)適應(yīng)性。AFDX網(wǎng)絡(luò)屬于星型拓?fù)洌浣M成主要包括端系統(tǒng)與AFDX交換機(jī)，還有傳輸鏈路，其中每臺(tái)交換機(jī)所能夠連接的端系統(tǒng)大約為二十個(gè)，可使接入交換網(wǎng)絡(luò)得以形成，不同AFDX交換機(jī)之間利用背板總線實(shí)行連接，從而可使骨干交換網(wǎng)絡(luò)得以形成。

對(duì)于AFDX系統(tǒng)而言，其所具備的特點(diǎn)主要包括以下幾個(gè)方面：其一，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)具有開放式特點(diǎn)，對(duì)于在AFDX網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上所構(gòu)建的相關(guān)航電系統(tǒng)，其與國際上的開放式系統(tǒng)互連參考模型相符合，在接口、服務(wù)及支持形式等方面均選擇非專利規(guī)范，其特點(diǎn)就是定義較充分，使用比較廣泛，并且公眾支持。其二，AFDX系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)分區(qū)技術(shù)及資源共享，在AFDX系統(tǒng)中，其所選擇的分區(qū)技術(shù)與ARINC653相同，而分區(qū)技術(shù)主要就是能夠?qū)υ诤诵哪K上所運(yùn)行多種不同軟件依據(jù)其功能進(jìn)行不同分區(qū)，其中每個(gè)分區(qū)的組成包括一個(gè)進(jìn)程或者多個(gè)不同進(jìn)程，對(duì)于分區(qū)內(nèi)部全部進(jìn)程而言，其均能夠?qū)Ψ謪^(qū)內(nèi)所有系統(tǒng)資源進(jìn)行共享，同時(shí)，在AFDX系統(tǒng)中應(yīng)用交換機(jī)技術(shù)，利用交換機(jī)各個(gè)不同單元之間可使數(shù)據(jù)交換得以實(shí)現(xiàn)。其三，AFDX系統(tǒng)具有較高的可靠性及確定性，對(duì)于AFDX網(wǎng)絡(luò)而言，其所提供相關(guān)服務(wù)可得到較好保障，主要由其可靠性及確定性得以體現(xiàn)，其中AFDX具有確定性的體現(xiàn)主要就是控制最大網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲方面，在AFDX虛擬鏈路中均存在帶寬分配間隔以及最大幀尺寸，在實(shí)際傳輸過程中所產(chǎn)生抖動(dòng)具備一定范圍限制，可進(jìn)行控制，利用這種機(jī)制保障，AFDX幀可依據(jù)一定順序?qū)崿F(xiàn)無碰撞傳輸，主機(jī)與交換機(jī)之間存在確定連接關(guān)系，且主機(jī)與IP地址之間存在確定對(duì)應(yīng)關(guān)系，同時(shí)IP地址及MAC地址之間存在確定對(duì)應(yīng)關(guān)系，端口具備確定功能，數(shù)據(jù)具有確定含義，報(bào)文具有確定傳遞路徑。此外，在AFDX網(wǎng)絡(luò)中將余度概念引入，在兩個(gè)相互獨(dú)立的路徑中幀可同時(shí)傳輸，而接收端系統(tǒng)只對(duì)先達(dá)到有效幀進(jìn)行接收，從而也就能夠使系統(tǒng)可靠性得以有效提升。

2.2 光纖通道技術(shù)

對(duì)于光纖通道技術(shù)而言，其主要就是將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及計(jì)算機(jī)通道技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，從而得到一種全新通信機(jī)制。光纖通道技術(shù)的基礎(chǔ)為COTS，對(duì)于I/O通道鎖要求帶寬及可靠性能夠支持，并且可支持網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接能力及距離，還能夠支持其靈活性，從而可使當(dāng)前較流行的相關(guān)通道標(biāo)準(zhǔn)及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議能夠在同一物理接口上運(yùn)行，目前該技術(shù)已經(jīng)成為一種較理想的ANSI通信標(biāo)準(zhǔn)，可對(duì)數(shù)據(jù)、音頻及視頻進(jìn)行高速傳輸。對(duì)于光纖通道技術(shù)而言，其基本特點(diǎn)主要包括以下三個(gè)方面內(nèi)容。

首先，光纖通道技術(shù)可實(shí)現(xiàn)高帶寬遠(yuǎn)距離傳輸。在利用光纖通道技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸過程中，其傳輸速率能夠達(dá)到133MB/s—1.0625G/s，其數(shù)據(jù)吞吐量比較大，對(duì)于不同模塊之間的規(guī)模較大的數(shù)據(jù)能夠適用，在實(shí)際傳輸過程中選擇銅纜、光纖及屏蔽雙絞線作為介質(zhì)，這些介質(zhì)的傳輸速率最大時(shí)可達(dá)到10G/s，其傳輸距離最大可達(dá)到10km。其次，光纖通道技術(shù)具有較強(qiáng)實(shí)時(shí)性及可靠性。在光纖通道技術(shù)中具備多種不同策略進(jìn)行錯(cuò)誤處理，具有32位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼，且利用優(yōu)先級(jí)進(jìn)行管理，因而可使其高可靠性得到保證。同時(shí)，在該技術(shù)應(yīng)用過程中，端與端之間數(shù)據(jù)傳輸延遲在10s之內(nèi)，對(duì)于非應(yīng)答方式積極傳感器數(shù)據(jù)傳輸均能夠支持，可使其實(shí)時(shí)性要求得到滿足。再次，光纖通道技術(shù)具有良好可擴(kuò)展性。對(duì)于光纖通道技術(shù)而言，其采用開放式國際標(biāo)準(zhǔn)，具備靈活拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，不但能夠使不同生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)產(chǎn)品之間能夠相互協(xié)作應(yīng)用，并且節(jié)點(diǎn)的增加及減少均比較方便，可使不同應(yīng)用需求均得到滿足，可使物理器件及附加設(shè)備種類減少，從而可使經(jīng)濟(jì)成本得以降低。

2.3 TTE技術(shù)

TTE技術(shù)也就是時(shí)間觸發(fā)以太網(wǎng)技術(shù)，也就是利用時(shí)間觸發(fā)將事件觸發(fā)代替，通過合理調(diào)度可實(shí)現(xiàn)定時(shí)觸發(fā)發(fā)送通信任務(wù)，也就是時(shí)間觸發(fā)流量。對(duì)于時(shí)間觸發(fā)而言，其目的主要就是通過全局時(shí)鐘精確同步，能夠有效防止數(shù)據(jù)幀占用物理鏈路，從而可使通信延遲及時(shí)間偏移確定性得到較好保障。相比于事件觸發(fā)而言，時(shí)間觸發(fā)的優(yōu)點(diǎn)就是系統(tǒng)更加穩(wěn)定，資源損耗更少，并且實(shí)用性及可靠性更強(qiáng)。對(duì)于TTE網(wǎng)絡(luò)而言，其就是以IEEE 802.3以太網(wǎng)為基礎(chǔ)而實(shí)現(xiàn)的一種時(shí)間觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其具有完全分布特點(diǎn)，并且具備嚴(yán)格確定性。對(duì)于TTE總線技術(shù)，其不但具備時(shí)間觸發(fā)協(xié)議優(yōu)勢，且具備以太網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢，在同一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上能夠?qū)ζ胀ňW(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流、AFDX數(shù)據(jù)流以及TTE網(wǎng)路數(shù)據(jù)流進(jìn)行兼容，其安全性更高，且容錯(cuò)機(jī)制更強(qiáng)，應(yīng)用前景比較廣闊，在大型飛機(jī)綜合互聯(lián)中具有十分廣泛的應(yīng)用，并且在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，具有重要作用[2-3]。

3 結(jié)語

在當(dāng)前航空運(yùn)輸中，越來越多的現(xiàn)代化技術(shù)及方法均得到廣泛應(yīng)用，在很大程度上促進(jìn)航空運(yùn)輸發(fā)展。航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)作為一項(xiàng)現(xiàn)代化技術(shù)，在現(xiàn)代航空運(yùn)輸中表現(xiàn)出十分明顯的應(yīng)用優(yōu)勢，并且發(fā)揮著十分重要的作用，因而需要對(duì)該技術(shù)加強(qiáng)認(rèn)識(shí)及掌握，從而對(duì)其進(jìn)行更好應(yīng)用，使航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中更充分發(fā)揮其作用，使航空運(yùn)輸?shù)玫礁帽Ｕ?，為航空運(yùn)輸行業(yè)更好發(fā)展提供理想的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐寧，常青.航空數(shù)據(jù)總線技術(shù)分析研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2014，37（04）：64-69.

[2]馬萌.航空專用數(shù)據(jù)總線技術(shù)研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2013（10）：61-63.

[3]胡辛，李紅軍，曹鬧昌，向新.航空電子數(shù)據(jù)總線技術(shù)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2010，33（14）：96-98.