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    联网飞行:为军用和商用飞机设计高速网络

    2018/8/13 17:23:41 | 人气: 2

    军用产品设计







    解决带宽热潮问题
    现代军用和商用飞机是技术丰富的环境,旨在提供越来越复杂的特性和功能。现代平台拥有航空电子设备,传感器,通信和其他数据交易系统,依靠高带宽网络为数百万人提供安全,
    舒适的旅行,并使其能够在具有挑战性的军事任务中取得成功。
    在现代商用客机上,高保真机上娱乐和连接(IFEC)系统大大增加了带宽需求。除了传统的座椅靠背娱乐控制台,旅行者现在期望(甚至选择航空公司)新兴设施,
    如车载Wi-Fi,流媒体到个人设备,甚至文本和语音呼叫。         军用产品设计
    在军用飞机上,任务和能力因平台而异,但收集和生成数据的传感器和系统数量的快速增长需要更强大的机载网络。近年来,许多军用飞机在其任务过程中收集,
    处理,存储和传输的数据量的增长是指数级的,并且预计将来会继续加速。
    由于其高性能,可靠性和普遍接受的开放标准,机载板载网络主要基于以太网工业协议(以太网/ IP)。以太网级标准正在不断发展,以支持航空业对更高速度的需求,但也需要更新,更快的网络连接方法。因此,铜缆和光纤的互连解决方案 - 与以太网网络一起使用的两种主要布线介质 - 正在通过额外的触点进行重新设计,以满足带宽和延迟要求。
    即使在交通数据量增加的情况下,新的连接器设计也可以支持高速和低延迟。随着新的接触配置的设计,它们被设计为适合现有的合格连接器主体类型,例如ARINC等,
    确保与最广泛使用的标准的连续性,并降低升级旧系统时形状和配合问题的风险。 

    以太网标准
    基于以太网的架构很受欢迎,原因有几个。该协议的好处包括:
    高速,每秒千兆位(Gbps)及以上
    无限的网络长度和可扩展性
    通过使用已建立的硬件组件(例如交换机,适配器和RJ-45连接器)实现稳健性和可靠性
    通过高带宽连接器提高网络范围的系统性能,包括Quadrax和ARINC标准及其各种接触配置

    军用产品设计






    网络设计:从哪里开始
    网络工程师应该通过问自己一系列问题开始新的商业和军事设计,包括: 

    在传输速率(Gbps)方面,网络的性能要求是什么?
    网络将引导什么类型的数据,以及什么距离?
    网络有多少个节点?
    您愿意承担多大程度的丢包?
    维护人员对光纤和/或铜缆布线的经验如何?
    目前平台上使用了哪些类型的连接器?他们能支持所需的速度吗?
    这些连接器将体验何种类型的环境?苛刻,外部条件或飞机内饰?
     此外,军事设计师应该问自己:

    飞机在什么样的环境下运行:速度,振动,冲击,高度,极端温度,沙子,灰尘和其他条件?
    飞机是否会受到高水平的电磁干扰,无论是由机载电力系统,环境辐射还是恶劣的频谱活动产生的?
    这些问题的答案将帮助工程师确定最佳的网络设备,包括:适当的电源,网络适配器,电缆,交换机和接入点,还有助于解决布线介质和适当互连的关键选择。
    连接器在以太网网络的性能和保真度方面发挥着至关重要的作用,对于实现网络性能和确保与两种主要布线介质(铜缆和光纤)的兼容性也至关重要。
    商用和军用平台的工程师和网络集成商应该了解以太网/ IP网络可以与双绞线铜缆或光纤一起使用。每个都有自己的优点和缺点,因此每个应用程序的最佳解决方案将基于多个考虑因素。

    铜与纤维
    通常,铜是受欢迎的,因为它广泛可用,价格合理,能够处理高压力环境,并且易于维护和维护。然而,铜的缺点包括重量,它可以快速增加(特别是在大捆绑中),
    长距离数据丢失的易感性,以及易受电磁干扰(EMI)的影响。
    相比之下,光纤仪表更轻,能够通过单根光纤传输多个数据流(相对于多条铜线),并且 - 通过使用光脉冲而不是射频信号 - 提供无损耗任何距离的数据传输。然而,纤维更脆弱,更难以维护并且维护成本高,需要专业技术人员。
    对于商用平台而言,推动飞机材料和车载系统发展的关键趋势是需要减轻重量并提高燃油效率。从这个角度来看,光纤的重量减轻优势是有吸引力的,但设计人员应该注意到
    可服务性挑战及其相关成本可能会抵消这些增益。根据网络要求和配置,光纤也可能对长距离电缆有意义,因为它可以作为多节点网络的主干,但铜可能更好地服务于更短的运行。
    对于军用飞机,很大程度上取决于平台及其使命。然而,当重量是一个关键因素时,如无人系统和旋转平台,纤维具有明显的优势。在空间非常宝贵和/或飞机拓扑要求传感器和处理电子
    设备位于不同位置但不牺牲传输信号完整性的平台上也是如此。光纤对EMI的抵抗力对于在有争议和拥挤的电磁频谱中运行的军事平台来说是一个相当大的好处。
    虽然,铜的坚固性通常更适合军用飞机的极端冲击和振动极限。

    连接器注意事项
    存在专用连接器以为双绞线铜缆和光纤网络提供互连。虽然在大多数现代飞机控制系统中没有正式的连接标准,但ARINC 600和38999型III系列连接器最常用于商用飞机应用
    在军用平台上,38999型G级空间级连接器很受欢迎,PHD和紧公差D38999型光纤连接器也很受欢迎,即使在承受巨大压力的超音速平台上也能提供卓越的性能。

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