航空数据总线技术分析研究

摘 要：随着现代社会经济不断发展，人们生活水平不断提升，人们的出行需求也发生很多变化，社会上对于航空运输的需求量及要求均在不断提升，因而航空运输行业也就得到快速发展。在当前航空运输行业发展过程中，越来越多的新技术及新科技得到广泛应用，而航空数据总线技术就是其中比较重要的一种，对航空运输行业的更好发展具有很大推动作用。本文就航空数据总线技术进行简单分析，以保证其得以更好应用。

关键词：航空运输；数据总线技术；分析

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

在现代航空运输行业快速发展的大背景下，为能够保证将更好服务提供给人们，并且保证航空公司得以更好运行，为飞机飞行提供更好保障，应当对现代化技术进行运用。通过对航空数据总线技术进行利用，能够对飞机飞行进行更好监视及控制，从而保证飞机更好运行，为人们生命安全提供更好保障。因此，作为航空单位工作人员，应当对航空数据总线技术加强认识，以保证更好运用该技术，使其作用得以更好发挥。

1 航空数据总线概述

所谓航空数据总线技术，其所指的就是在机械设备、子系统及模块之间进行应用的一种互联技术，就计算机网络角度而言，航空电子设备如同微机，这些航空电子设备之间通过机载数据总线进行连接，通过互联使网络系统得以形成，在此基础上也就能够使数据信息传输得以实现。就目前实际情况而言，机载数据总线技术的应用领域正在不断扩展，已经延伸到各种机动平台，包括卫星、舰船以及导弹与坦克等相关设备，就本质而言，其属于实时网络互连技术。对于航空数据总线技术而言，其是在航空电子综合系统的基础上发展而来的，整个发展历程共包括四个阶段：第一阶段为分离式航空电子系统，在利用该系统情况下，雷达及导弹等系统在处于工作状态时保持完全独立，对于初期系统而言，在实际运行过程中甚至需要飞行员进行判断；第二发展阶段为联合式航空电子系统，在该系统中各个子系统之间所具备的各自功能保持相互独立，对于不同设备而言，其所存在数据交互比较少；第三发展阶段为综合式航空电子系统，在这一系统中出现模块概念，主要就是通过计算机的利用使信息处理模块得以构成，将子系统取代，这种系统具备较良好可扩展性，具有较丰富功能，可对各种复发任务进行处理；第四发展阶段为先进综合式系统，其主要就是在对统一网络进行利用的基础上，使子系统、模块及处理芯片之间能够实现互联，所具备特点主要就是速度较高，具备良好的可扩展性，延迟比较低，并且能够容错[1-2]。

2 不同类型航空数据总线技术

2.1 AFDX技术

这一技术的研发单位为空客公司，这一技术的建立基础为商用交换以太网。依据航空电子实际需求，空客公司在ARINC429及MIL-STD-1553B技术的基础上，进一步改进其可靠性及实时性等方面内容，从而使电子特殊协议标准得以形成，该协议标准的目的就是使航空子系统间的数据交换能够实现。对于AFDX技术而言，其在大中型运输机航空网络中具有比较广泛的应用，并且在实际应用过程中表现出较强适应性。AFDX网络属于星型拓扑，其组成主要包括端系统与AFDX交换机，还有传输链路，其中每台交换机所能够连接的端系统大约为二十个，可使接入交换网络得以形成，不同AFDX交换机之间利用背板总线实行连接，从而可使骨干交换网络得以形成。

对于AFDX系统而言，其所具备的特点主要包括以下几个方面：其一，系统结构具有开放式特点，对于在AFDX网络基础上所构建的相关航电系统，其与国际上的开放式系统互连参考模型相符合，在接口、服务及支持形式等方面均选择非专利规范，其特点就是定义较充分，使用比较广泛，并且公众支持。其二，AFDX系统可实现分区技术及资源共享，在AFDX系统中，其所选择的分区技术与ARINC653相同，而分区技术主要就是能够对在核心模块上所运行多种不同软件依据其功能进行不同分区，其中每个分区的组成包括一个进程或者多个不同进程，对于分区内部全部进程而言，其均能够对分区内所有系统资源进行共享，同时，在AFDX系统中应用交换机技术，利用交换机各个不同单元之间可使数据交换得以实现。其三，AFDX系统具有较高的可靠性及确定性，对于AFDX网络而言，其所提供相关服务可得到较好保障，主要由其可靠性及确定性得以体现，其中AFDX具有确定性的体现主要就是控制最大网络传输延迟方面，在AFDX虚拟链路中均存在带宽分配间隔以及最大帧尺寸，在实际传输过程中所产生抖动具备一定范围限制，可进行控制，利用这种机制保障，AFDX帧可依据一定顺序实现无碰撞传输，主机与交换机之间存在确定连接关系，且主机与IP地址之间存在确定对应关系，同时IP地址及MAC地址之间存在确定对应关系，端口具备确定功能，数据具有确定含义，报文具有确定传递路径。此外，在AFDX网络中将余度概念引入，在两个相互独立的路径中帧可同时传输，而接收端系统只对先达到有效帧进行接收，从而也就能够使系统可靠性得以有效提升。

2.2 光纤通道技术

对于光纤通道技术而言，其主要就是将网络技术及计算机通道技术进行结合，从而得到一种全新通信机制。光纤通道技术的基础为COTS，对于I/O通道锁要求带宽及可靠性能够支持，并且可支持网络技术连接能力及距离，还能够支持其灵活性，从而可使当前较流行的相关通道标准及网络协议能够在同一物理接口上运行，目前该技术已经成為一种较理想的ANSI通信标准，可对数据、音频及视频进行高速传输。对于光纤通道技术而言，其基本特点主要包括以下三个方面内容。

首先，光纤通道技术可实现高带宽远距离传输。在利用光纤通道技术进行数据传输过程中，其传输速率能够达到133MB/s—1.0625G/s，其数据吞吐量比较大，对于不同模块之间的规模较大的数据能够适用，在实际传输过程中选择铜缆、光纤及屏蔽双绞线作为介质，这些介质的传输速率最大时可达到10G/s，其传输距离最大可达到10km。其次，光纤通道技术具有较强实时性及可靠性。在光纤通道技术中具备多种不同策略进行错误处理，具有32位循环冗余校验码，且利用优先级进行管理，因而可使其高可靠性得到保证。同时，在该技术应用过程中，端与端之间数据传输延迟在10s之内，对于非应答方式积极传感器数据传输均能够支持，可使其实时性要求得到满足。再次，光纤通道技术具有良好可扩展性。对于光纤通道技术而言，其采用开放式国际标准，具备灵活拓扑结构，不但能够使不同生产厂家所生产产品之间能够相互协作应用，并且节点的增加及减少均比较方便，可使不同应用需求均得到满足，可使物理器件及附加设备种类减少，从而可使经济成本得以降低。

2.3 TTE技术

TTE技术也就是时间触发以太网技术，也就是利用时间触发将事件触发代替，通过合理调度可实现定时触发发送通信任务，也就是时间触发流量。对于时间触发而言，其目的主要就是通过全局时钟精确同步，能够有效防止数据帧占用物理链路，从而可使通信延迟及时间偏移确定性得到较好保障。相比于事件触发而言，时间触发的优点就是系统更加稳定，资源损耗更少，并且实用性及可靠性更强。对于TTE网络而言，其就是以IEEE 802.3以太网为基础而实现的一种时间触发网络协议，其具有完全分布特点，并且具备严格确定性。对于TTE总线技术，其不但具备时间触发协议优势，且具备以太网技术优势，在同一网络平台上能够对普通网络数据流、AFDX数据流以及TTE网路数据流进行兼容，其安全性更高，且容错机制更强，应用前景比较广阔，在大型飞机综合互联中具有十分广泛的应用，并且在实际应用中表现出明显优势，具有重要作用[2-3]。

3 结语

在当前航空运输中，越来越多的现代化技术及方法均得到广泛应用，在很大程度上促进航空运输发展。航空数据总线技术作为一项现代化技术，在现代航空运输中表现出十分明显的应用优势，并且发挥着十分重要的作用，因而需要对该技术加强认识及掌握，从而对其进行更好应用，使航空数据总线技术在实际应用中更充分发挥其作用，使航空运输得到更好保障，为航空运输行业更好发展提供理想的技术支持。

参考文献：

[1]唐宁，常青.航空数据总线技术分析研究[J].现代电子技术，2014，37（04）：64-69.

[2]马萌.航空专用数据总线技术研究[J].数字技术与应用，2013（10）：61-63.

[3]胡辛，李红军，曹闹昌，向新.航空电子数据总线技术研究[J].现代电子技术，2010，33（14）：96-98.

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