航空數據總線技術分析研究

孫勝旺

摘 要：隨著現代社會經濟不斷發展，人們生活水平不斷提升，人們的出行需求也發生很多變化，社會上對于航空運輸的需求量及要求均在不斷提升，因而航空運輸行業也就得到快速發展。在當前航空運輸行業發展過程中，越來越多的新技術及新科技得到廣泛應用，而航空數據總線技術就是其中比較重要的一種，對航空運輸行業的更好發展具有很大推動作用。本文就航空數據總線技術進行簡單分析，以保證其得以更好應用。

關鍵詞：航空運輸；數據總線技術；分析

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

在現代航空運輸行業快速發展的大背景下，為能夠保證將更好服務提供給人們，并且保證航空公司得以更好運行，為飛機飛行提供更好保障，應當對現代化技術進行運用。通過對航空數據總線技術進行利用，能夠對飛機飛行進行更好監視及控制，從而保證飛機更好運行，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，應當對航空數據總線技術加強認識，以保證更好運用該技術，使其作用得以更好發揮。

1 航空數據總線概述

所謂航空數據總線技術，其所指的就是在機械設備、子系統及模塊之間進行應用的一種互聯技術，就計算機網絡角度而言，航空電子設備如同微機，這些航空電子設備之間通過機載數據總線進行連接，通過互聯使網絡系統得以形成，在此基礎上也就能夠使數據信息傳輸得以實現。就目前實際情況而言，機載數據總線技術的應用領域正在不斷擴展，已經延伸到各種機動平臺，包括衛星、艦船以及導彈與坦克等相關設備，就本質而言，其屬于實時網絡互連技術。對于航空數據總線技術而言，其是在航空電子綜合系統的基礎上發展而來的，整個發展歷程共包括四個階段：第一階段為分離式航空電子系統，在利用該系統情況下，雷達及導彈等系統在處于工作狀態時保持完全獨立，對于初期系統而言，在實際運行過程中甚至需要飛行員進行判斷；第二發展階段為聯合式航空電子系統，在該系統中各個子系統之間所具備的各自功能保持相互獨立，對于不同設備而言，其所存在數據交互比較少；第三發展階段為綜合式航空電子系統，在這一系統中出現模塊概念，主要就是通過計算機的利用使信息處理模塊得以構成，將子系統取代，這種系統具備較良好可擴展性，具有較豐富功能，可對各種復發任務進行處理；第四發展階段為先進綜合式系統，其主要就是在對統一網絡進行利用的基礎上，使子系統、模塊及處理芯片之間能夠實現互聯，所具備特點主要就是速度較高，具備良好的可擴展性，延遲比較低，并且能夠容錯[1-2]。

2 不同類型航空數據總線技術

2.1 AFDX技術

這一技術的研發單位為空客公司，這一技術的建立基礎為商用交換以太網。依據航空電子實際需求，空客公司在ARINC429及MIL-STD-1553B技術的基礎上，進一步改進其可靠性及實時性等方面內容，從而使電子特殊協議標準得以形成，該協議標準的目的就是使航空子系統間的數據交換能夠實現。對于AFDX技術而言，其在大中型運輸機航空網絡中具有比較廣泛的應用，并且在實際應用過程中表現出較強適應性。AFDX網絡屬于星型拓撲，其組成主要包括端系統與AFDX交換機，還有傳輸鏈路，其中每臺交換機所能夠連接的端系統大約為二十個，可使接入交換網絡得以形成，不同AFDX交換機之間利用背板總線實行連接，從而可使骨干交換網絡得以形成。

對于AFDX系統而言，其所具備的特點主要包括以下幾個方面：其一，系統結構具有開放式特點，對于在AFDX網絡基礎上所構建的相關航電系統，其與國際上的開放式系統互連參考模型相符合，在接口、服務及支持形式等方面均選擇非專利規范，其特點就是定義較充分，使用比較廣泛，并且公眾支持。其二，AFDX系統可實現分區技術及資源共享，在AFDX系統中，其所選擇的分區技術與ARINC653相同，而分區技術主要就是能夠對在核心模塊上所運行多種不同軟件依據其功能進行不同分區，其中每個分區的組成包括一個進程或者多個不同進程，對于分區內部全部進程而言，其均能夠對分區內所有系統資源進行共享，同時，在AFDX系統中應用交換機技術，利用交換機各個不同單元之間可使數據交換得以實現。其三，AFDX系統具有較高的可靠性及確定性，對于AFDX網絡而言，其所提供相關服務可得到較好保障，主要由其可靠性及確定性得以體現，其中AFDX具有確定性的體現主要就是控制最大網絡傳輸延遲方面，在AFDX虛擬鏈路中均存在帶寬分配間隔以及最大幀尺寸，在實際傳輸過程中所產生抖動具備一定范圍限制，可進行控制，利用這種機制保障，AFDX幀可依據一定順序實現無碰撞傳輸，主機與交換機之間存在確定連接關系，且主機與IP地址之間存在確定對應關系，同時IP地址及MAC地址之間存在確定對應關系，端口具備確定功能，數據具有確定含義，報文具有確定傳遞路徑。此外，在AFDX網絡中將余度概念引入，在兩個相互獨立的路徑中幀可同時傳輸，而接收端系統只對先達到有效幀進行接收，從而也就能夠使系統可靠性得以有效提升。

2.2 光纖通道技術

對于光纖通道技術而言，其主要就是將網絡技術及計算機通道技術進行結合，從而得到一種全新通信機制。光纖通道技術的基礎為COTS，對于I/O通道鎖要求帶寬及可靠性能夠支持，并且可支持網絡技術連接能力及距離，還能夠支持其靈活性，從而可使當前較流行的相關通道標準及網絡協議能夠在同一物理接口上運行，目前該技術已經成為一種較理想的ANSI通信標準，可對數據、音頻及視頻進行高速傳輸。對于光纖通道技術而言，其基本特點主要包括以下三個方面內容。

首先，光纖通道技術可實現高帶寬遠距離傳輸。在利用光纖通道技術進行數據傳輸過程中，其傳輸速率能夠達到133MB/s—1.0625G/s，其數據吞吐量比較大，對于不同模塊之間的規模較大的數據能夠適用，在實際傳輸過程中選擇銅纜、光纖及屏蔽雙絞線作為介質，這些介質的傳輸速率最大時可達到10G/s，其傳輸距離最大可達到10km。其次，光纖通道技術具有較強實時性及可靠性。在光纖通道技術中具備多種不同策略進行錯誤處理，具有32位循環冗余校驗碼，且利用優先級進行管理，因而可使其高可靠性得到保證。同時，在該技術應用過程中，端與端之間數據傳輸延遲在10s之內，對于非應答方式積極傳感器數據傳輸均能夠支持，可使其實時性要求得到滿足。再次，光纖通道技術具有良好可擴展性。對于光纖通道技術而言，其采用開放式國際標準，具備靈活拓撲結構，不但能夠使不同生產廠家所生產產品之間能夠相互協作應用，并且節點的增加及減少均比較方便，可使不同應用需求均得到滿足，可使物理器件及附加設備種類減少，從而可使經濟成本得以降低。

2.3 TTE技術

TTE技術也就是時間觸發以太網技術，也就是利用時間觸發將事件觸發代替，通過合理調度可實現定時觸發發送通信任務，也就是時間觸發流量。對于時間觸發而言，其目的主要就是通過全局時鐘精確同步，能夠有效防止數據幀占用物理鏈路，從而可使通信延遲及時間偏移確定性得到較好保障。相比于事件觸發而言，時間觸發的優點就是系統更加穩定，資源損耗更少，并且實用性及可靠性更強。對于TTE網絡而言，其就是以IEEE 802.3以太網為基礎而實現的一種時間觸發網絡協議，其具有完全分布特點，并且具備嚴格確定性。對于TTE總線技術，其不但具備時間觸發協議優勢，且具備以太網技術優勢，在同一網絡平臺上能夠對普通網絡數據流、AFDX數據流以及TTE網路數據流進行兼容，其安全性更高，且容錯機制更強，應用前景比較廣闊，在大型飛機綜合互聯中具有十分廣泛的應用，并且在實際應用中表現出明顯優勢，具有重要作用[2-3]。

3 結語

在當前航空運輸中，越來越多的現代化技術及方法均得到廣泛應用，在很大程度上促進航空運輸發展。航空數據總線技術作為一項現代化技術，在現代航空運輸中表現出十分明顯的應用優勢，并且發揮著十分重要的作用，因而需要對該技術加強認識及掌握，從而對其進行更好應用，使航空數據總線技術在實際應用中更充分發揮其作用，使航空運輸得到更好保障，為航空運輸行業更好發展提供理想的技術支持。

參考文獻：

[1]唐寧，常青.航空數據總線技術分析研究[J].現代電子技術，2014，37（04）：64-69.

[2]馬萌.航空專用數據總線技術研究[J].數字技術與應用，2013（10）：61-63.

[3]胡辛，李紅軍，曹鬧昌，向新.航空電子數據總線技術研究[J].現代電子技術，2010，33（14）：96-98.