Avionics Full DupleX switched ethernet (AFDX) je redundantní a spolehlivá ethernetová síť vyvinutá a standardizovaná evropskými výrobci avioniky pro vybavení Airbus A380 , A350 a A400M a ATR72 600.
Jedná se o systém určený k použití jako podpora pro vnitřní komunikaci v letadle , nikoli pro komunikaci s exteriérem. Interní komunikace jsou v podstatě data vyměňovaná mezi různými složkami avioniky .
Ve světě klasické komunikace umožnilo použití „ vrstvených sítí “ umožnit nezávislost aplikací na komunikačních systémech, které používají. Tomu se říká abstrakce komunikačních prostředků.
Potřeby letectví jsou však diktovány obzvláště závažnými omezeními spolehlivosti a nadbytečnosti. Výsledkem je, že komunikační systémy letadel používají specifické komunikační linky a protokoly přizpůsobené jejich konkrétním požadavkům.
V praxi avionika využívá hlavně dvě kategorie palubní digitální komunikace :
Vývoj na leteckém trhu vede ke snižování nákladů, využívání pojmů modularity , opětovného použití a sdílení zdrojů , jak to moderní operační systémy vědí .
Cílem AFDX je proto reagovat na tyto změny s přihlédnutím k protichůdným cílům:
Když v roce 1999 bylo nutné učinit první volby k definování nového standardu, dvě konkurenční technologie pro generování AFDX byly na jedné straně kombinace Ethernet - TCP / IP z počítačového světa a na druhé straně Technologie ATM v telekomunikačním světě. Když princip přepínání (používaný ATM) dorazil na Ethernet, udělal z něj silný a vyspělý standard podporovaný mnohem větším trhem než trhem telekomunikací.
Jedná se tedy o přepínaný Ethernet (v plně duplexním režimu ) spojený s konkrétními úpravami, které umožňují zohlednit omezení v reálném čase a certifikaci zvoleného leteckého světa. Proto název AFDX: vionics F ull D uple X zapnutý Ethernet. AFDX je standardizován částí 7 standardu ARINC 664, což je standard, který také poskytuje následné potřeby, jako je důvěrnost nebo kompatibilita s protokolem IPv6 .
AFDX proto vychází z otevřených standardů a splňuje cíle modulárního komunikačního systému pro avioniku. Poskytuje prostředky sdílení zdrojů , oddělování toků i determinismus a dostupnost požadovanou pro letecké certifikace. Většina specifických funkcí AFDX je na úrovni vrstvy datového spojení .
AFDX je založen na principu komutované sítě , to znamená, že koncové zařízení odpovědné za odesílání nebo přijímání dat je organizováno kolem přepínačů odpovědných za přenos těchto dat.
S cílem uspokojit potřebu dostupnosti sítě je síť AFDX fyzicky nadbytečná : každé koncové zařízení odesílá zprávy na dvou různých kanálech do nezávislých sad přepínačů, které poskytují stejný přenos. To pomáhá snížit selhání přenosu a problémy spojené s poruchami hardwaru. Tato redundance také umožňuje „odeslání“ (odlet) letadla, pokud je vadný jeden nebo více přepínačů.
Segregace robustní z datového toku je založeno na rezervaci šířky pásma při komunikační kanál s názvem VL ( virtual link nebo virtuální link). Tyto kanály jsou spojeny s vysílačem a data jsou do nich přenášena přes Ethernet v režimu vysílání ( vícesměrové vysílání ). Přepínače umožňují segregaci toku mechanismem seznamu řízení přístupu (ACL) filtrujícím provoz na základě adres ( Ethernet nebo MAC ), podobně jako brány firewall IP.
Aby byla zajištěna shoda s omezeními přenosu dat v reálném čase , jsou AFDX VL spojeny se specifikacemi šířky pásma (nebo „kontrakty“). Tyto smlouvy nastavují maximální velikost přenášených rámců a minimální čas mezi každým rámcem. Tyto dva parametry pak umožňují vyhodnotit maximální šířku pásma dané VL. Kontrakt proto přebírají přepínače, které tyto VL spravují.
Determinismus a přenosové časy jsou zaručeny smlouvou o šířce pásma spojenou s přepínáním, která zabraňuje kolizím a opětovným přenosům .
Stručně řečeno, koncept VL umožňuje výpočet maximálních latencí přenosu, což umožňuje provádět leteckou certifikaci systému. V praxi je proto ethernetová síť nutně nedostatečně využívána, aby umožnila implementaci těchto záruk.
Pro AFDX zařízení nasazené v A380 , Airbus uložila silné časové omezení:
Pro splnění těchto požadavků si Airbus vybral dva dodavatele: Thales (standardní koncové zařízení CPIOM) a Rockwell Collins (přepínače) a ověřil další implementace pro nestandardní LRU, jako je SAFRAN ElectronicsDefense.
Použití otevřených standardů, jako je Ethernet, umožnilo snížit náklady na vývoj v určitých oblastech. Zejména v oblasti přístrojového vybavení pro laboratoře , protože standardní nástroje lze použít bez nutnosti konkrétního vývoje. Stejně tak na úrovni designu a vývoje je možné se spolehnout na již existující data a odborné znalosti .
Tyto výhody jsou však omezeny potřebou mít v letecké oblasti komponenty vyrobené podle certifikovaného procesu vývoje. Komerční komponenty (běžně dodávané komponenty ) však toto kritérium často nemohou splnit , a zařízení proto musí být vždy vyráběno speciálně pro trh v oblasti letectví.
Kromě toho tato první síť AFDX představovala velké problémy s technickým vývojem a nasazením, které se více týkaly obsahu (správy dat) než technologie, která byla dobře připravena výzkumnými programy.
AFDX nabízí nový přístup k designu avioniky, který je standardizovanější a modulárnější, zejména prostřednictvím (částečného) přijetí technologií „otevřeného“ světa. Jeho nasazení v budoucnu se zdá být posíleno jeho využitím Airbusem u A380 , A400M a budoucích A350 XWB , ale ještě více souhlasem Boeingu s tímto novým standardem. Tento protokol pravděpodobně využije i kosmický průmysl, například NASA, která jej na začátku roku 2007 studovala pro své nové průzkumné vozidlo s posádkou.