О возможности замены стандарта ARINC 429 на AFDX | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 15 августа, печатный экземпляр отправим 2 сентября.

Опубликовать статью в журнале

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №26 (316) июнь 2020 г.

Дата публикации: 26.06.2020

Статья просмотрена: 8 раз

Библиографическое описание:

Белых, А. А. О возможности замены стандарта ARINC 429 на AFDX / А. А. Белых. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 26 (316). — С. 43-45. — URL: https://moluch.ru/archive/316/72096/ (дата обращения: 07.08.2020).



В статье рассмотрена возможность замены традиционных линий передачи данных между бортовым оборудованием воздушного судна на перспективный стандарт ARINC 664 часть 7 (AFDX).

Ключевые слова : ARINC 429, ARINC 664, Ethernet.

В авиационной технике, как очень консервативной отрасли, для осуществления взаимодействия между бортовым оборудованием широкое распространение получили (и используются до сих пор) как аналоговые, так и дискретные сигналы (типа «разрыв»/«корпус»). Указанные типы сигналов удобны тем, что не требуют сложной обработки (информационной составляющей) как отправляющей, так и принимающей стороной т. к. для интерпретации используются абсолютные значения сигнала (напряжение, ток, сопротивление и т. д.).

В 70-х годах 20-го века был разработан и в 80-х годах внедрен новый стандарт передачи ARINC 429. Настоящий стандарт предусматривает использование двухпроводной линии передачи, без возможности резервирования. Скорости передачи данных стандартизированы и составляют 12.5 кбит/с и 100 кбит/с. Каждая линия связи предоставляет возможность передачи информации только в одном направлении. В силу архитектурных особенностей технологии применяется ограничение на количество подключаемых приемников информации к одному передатчику (не более 20 шт.). В большинстве случаев используется топология типа «звезда» при которой каждый передатчик соединён с каждым приемником отдельной линией связи, к сожалению, использование топологии «общая шина» большого распространения не получила. Стандарт в силу архитектурных особенностей не предусматривает подтверждения получения данных принимающей стороной и к тому же содержит в себе те же ограничения на длину линии связи, что и RS-232 и RS-422. Не смотря на описанные недостатки стандарт, повсеместно применяется на воздушных судах гражданского назначения и ARINC 429 в настоящий момент является наиболее широко распространенным для обеспечения взаимодействия бортового оборудования. Это обуславливается, в том числе и тем, что низкие скорости передачи и простота интерфейсов подключения обеспечивает высокую надежность соединения, а возникающие ошибки приема/передачи в большей части объясняются ошибками в программном обеспечении.

С разработкой стандартов семейства Ethernet 802.3 появилась возможность замены традиционных авиационных интерфейсов на современный стандарт, снимающий многие ограничения и позволяющий более гибко и рационально организовывать линии связи между бортовым оборудованием. Стандарт разработан в 1973 году и развивается в настоящее время. Характеристики линии передачи на основе Ethernet превосходящие использующиеся традиционно интерфейсы в скорости передачи данных, возможности дуплексной передачи, обеспечения подтверждения получения данных принимающей стороной, отсутствия ограничения на количество приемников на один передатчик, возможности передачи как нескольких позволили перепрофилировать стандарт для работы в бортовых сетях.

Основными дополнениями, которые были привнесены в стандарт ARINC 664 часть 7 (AFDX — Avionics Full-Duplex Switched Ethernet) по сравнению с Ethernet 802.3 стали: возможность строго определять длительность передачи, размеры сообщений и периоды передачи. Все эти возможности обеспечиваются жесткой маршрутизацией сообщений (по заранее выделенным виртуальным каналам) от передатчика к приемнику, буферизацией (на портах коммутаторов).

Для бортового радиоэлектронного оборудования в контуре радиосвязи воздушных судов использование линий передачи на основе AFDX вместо традиционных интерфейсов позволило бы по большей части, отказаться, от многочисленных дублируемых линий передачи, упростить конструкцию аппаратуры внутренней связи и радиостанций, уменьшить количество используемого оборудования, в том числе за счет возможности использования единственного (дублируемого) маршрутизатора.

Для цифровой линии передачи данных «пилот — диспетчер» представляющей из себя автоматизированную систему управления воздушным движением (Controller-Pilot Data Link Communiсations) описываемой в концепции CNS/ATM (Communications, Navigation, Surveillance/Аir Traffic Management) использование однородных линий связи на от бортовых систем к маршрутизатору и от маршрутизатора к средствам радиопередачи позволит отказаться от использования дорогих специализированных каналов передачи, например таких как Classic Aero системы Inmarsat, при сохранении канала связи в любом регионе мира (за исключением полярных широт).

На рис. 1 представлена типовая архитектура контура внешней радиосвязи для передачи параметрических сообщений и сообщений в систему УВД. В данном примере показано что, информация от бортовых систем собирается в блоки управления радиосвязи (иногда называемым блоком управления связью) после чего преобразуется в необходимый формат и отправляется по линии передачи к средству радиосвязи.

Основными средствами радиосвязи в настоящий момент являются ОВЧ радиостанции, обеспечивающие работу в полосе 118–135 Мгц, с амплитудной модуляцией для передачи голосовых сообщений, с поддержкой режимов ACARS, VDL-2, VDL-3, VDL-4 для передачи цифровых данных. Основным недостатком использования ОВЧ радио является ограниченная дальность передачи и занятость голосовых каналов (всего не более 9200 каналов).

Спутниковые терминалы Inmarsat и Iridium используемые так же для передачи параметрической и голосовой информации избавлены от недостатков ОВЧ связи, однако стоимость их использования не сопоставима с дешевой ОВЧ связью. Для обеспечения голосовой связи терминалами спутниковой связи используются классические телефонные сети, т. е. для связи с диспетчером, авиакомпанией или другим воздушным судном нужно совершить звонок по заранее известному номеру телефона, что далеко не всегда возможно и требует дополнительного времени на поиск и набор номера, а так же на установку соединения.

Для передачи цифровых данных по каналам CNS/ATM используются специализированные канала передачи данных, а также операторы передачи данных наземным центрам УВД такие как ARINC и SITA. В отличии от использования МВ связи необходимо заблаговременное заключение договоров как с оператором спутниковой связи, так и с оператором авиационной сети связи.

Типовая архитектура контура внешней радиосвязи для передачи параметрических сообщений и сообщений в систему УВД

Рис. 1. Типовая архитектура контура внешней радиосвязи для передачи параметрических сообщений и сообщений в систему УВД

При этом информация от бортовых систем в модуль радиосвязи поступает как по аналоговым и дискретным линиям, так и по линиям передачи ARINC429 после чего данные подвергаются математической обработке и отправляется по каналам к средствам радиосвязи.

В случае использования линий связи на основе стандарта AFDX появляется возможность использовать для передачи голоса и данных семейство протоколов TCP/IP, что заметно снижает цену на услуги связи, сохраняя все преимущества, предоставляемые спутниковыми сетями связи.

Литература:

1. Самарцев Н. С., Колотилов Е. Д., Кошелев Б. В. Труды МАИ. 2017. № 93. С. 22.

2. Системы CNS/АТМ: учеб. пособие / Сост. В. А. Казаков. — 2-е изд., перераб. и доп. — Ульяновск: УВАУ ГА, 2008.

3. Кучерявый А. А. Лекции. Бортовые Информационные Системы УлГТУ, 2004. — 504 стр.

Основные термины (генерируются автоматически): ARINC, AFDX, бортовое оборудование, ATM, CNS, принимающая сторона, большая часть, внешняя радиосвязь, спутниковая связь, типовая архитектура контура.


Ключевые слова

ARINC 429, ARINC 664, Ethernet

Похожие статьи

Транкинговые системы связи и их использование в МЧС РФ

В данной статье рассмотрена сущность и принципы построения транкинговых систем связи. Описано значение транкинговых сетей для работы МЧС РФ.

По сравнению с другими классами систем подвижной радиосвязи для конвенциональных систем характерна, с одной стороны...

Системы встроенного контроля для интегрированного комплекса...

Библиографическое описание: Саидумаров, И. М. Системы встроенного контроля для интегрированного комплекса авионики / И. М

Следует напомнить, что до 80-х годов прошедшего столетия проектирование авионики велось без должного учета того, как она будет...

Анализ работы интегрированного комплекса авионики

Состав авионики различен для разных классов ЛА. Рассмотрим его на примере пассажирских магистральных самолетов, таких, как

Обмен данными между ЦСВК и модемом происходит в формате ARINC 429. Данные в формате ARINC 429 передаются последовательным кодом по...

Интеграция сетей радиосвязи специального назначения в единое...

Анализ боевых действий и системы управления ВС РФ предопределяет необходимость построения перспективной системы связи, которая должна обеспечить создание инфокоммуникационной инфраструктуры...

Анализ существующих современных радионавигационных систем

В состав современных спутниковых радионавигационных систем входят три подсистемы: Подсистема навигационных искусственных спутников Земли (НИСЗ); Подсистема контроля и управления (наземный командно-измерительный комплекс (КИК)...

Автономная система навигации и ориентирования беспилотных...

В связи с этим перед разработчиками вооружения и военной техники ставились задачи создания новых разведывательных и боевых комплексов БЛА, способных автономно функционировать в городских районах с плотной и высотной застройкой, при наличии естественных и...

Автономная система ориентирования беспилотного летательного...

В качестве дополнительных или альтернативных спутниковым системам навигации и наведения беспилотников могут служить бортовые системы ориентирования с реализацией методов получения изображений и распознавания объектов в формате 3D. В статье изложены основные...

Системный подход к разработке и интеграции системы гибридной...

Большая часть публикуемых по теме изобретений патентуется в США основными мировыми поставщиками — компаниями UTC Hamilton

В соответствии с требованиями системной инженерии архитектура системы должна соответствовать ее функциональным требованиям.

Радиосигналы в спутниковых радионавигационных системах...

При создании третьего поколения спутников ГЛОНАСС-К разработчики используют сигналы с принципом кодового разделения (CDMA) [1]. Два закрытых сигнала предназначаются для спецпотребителей в диапазонах частот L1(1575,42 МГц) и. L2 (1227,6 МГц), и один...

Похожие статьи

Транкинговые системы связи и их использование в МЧС РФ

В данной статье рассмотрена сущность и принципы построения транкинговых систем связи. Описано значение транкинговых сетей для работы МЧС РФ.

По сравнению с другими классами систем подвижной радиосвязи для конвенциональных систем характерна, с одной стороны...

Системы встроенного контроля для интегрированного комплекса...

Библиографическое описание: Саидумаров, И. М. Системы встроенного контроля для интегрированного комплекса авионики / И. М

Следует напомнить, что до 80-х годов прошедшего столетия проектирование авионики велось без должного учета того, как она будет...

Анализ работы интегрированного комплекса авионики

Состав авионики различен для разных классов ЛА. Рассмотрим его на примере пассажирских магистральных самолетов, таких, как

Обмен данными между ЦСВК и модемом происходит в формате ARINC 429. Данные в формате ARINC 429 передаются последовательным кодом по...

Интеграция сетей радиосвязи специального назначения в единое...

Анализ боевых действий и системы управления ВС РФ предопределяет необходимость построения перспективной системы связи, которая должна обеспечить создание инфокоммуникационной инфраструктуры...

Анализ существующих современных радионавигационных систем

В состав современных спутниковых радионавигационных систем входят три подсистемы: Подсистема навигационных искусственных спутников Земли (НИСЗ); Подсистема контроля и управления (наземный командно-измерительный комплекс (КИК)...

Автономная система навигации и ориентирования беспилотных...

В связи с этим перед разработчиками вооружения и военной техники ставились задачи создания новых разведывательных и боевых комплексов БЛА, способных автономно функционировать в городских районах с плотной и высотной застройкой, при наличии естественных и...

Автономная система ориентирования беспилотного летательного...

В качестве дополнительных или альтернативных спутниковым системам навигации и наведения беспилотников могут служить бортовые системы ориентирования с реализацией методов получения изображений и распознавания объектов в формате 3D. В статье изложены основные...

Системный подход к разработке и интеграции системы гибридной...

Большая часть публикуемых по теме изобретений патентуется в США основными мировыми поставщиками — компаниями UTC Hamilton

В соответствии с требованиями системной инженерии архитектура системы должна соответствовать ее функциональным требованиям.

Радиосигналы в спутниковых радионавигационных системах...

При создании третьего поколения спутников ГЛОНАСС-К разработчики используют сигналы с принципом кодового разделения (CDMA) [1]. Два закрытых сигнала предназначаются для спецпотребителей в диапазонах частот L1(1575,42 МГц) и. L2 (1227,6 МГц), и один...

Задать вопрос