單對以太網(wǎng)變革飛機連接，降低連接成本優(yōu)化艙內(nèi)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠(yuǎn)）隨著人們對機上娛樂、安全監(jiān)控和其他飛機電子設(shè)備的功能期望值越來越高，飛機中的客艙網(wǎng)絡(luò)以及相關(guān)連接組件也一直在隨著用戶的需求在改進(jìn)更迭。

此前，我們熟知的以太網(wǎng)和相關(guān)的物理層組件是無法應(yīng)用在航空網(wǎng)絡(luò)上的，但隨著單對以太網(wǎng)在熱門領(lǐng)域的崛起，航空網(wǎng)絡(luò)和其連接開始向單對以太網(wǎng)靠攏來解決性能、體積和標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)的挑戰(zhàn)。

單對以太網(wǎng)進(jìn)入客艙設(shè)備網(wǎng)絡(luò)

以往提到單對以太網(wǎng)，總是聚焦在汽車、工業(yè)4.0、物聯(lián)網(wǎng)和5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域，單對以太網(wǎng)是這些場景里新的電纜解決方案的關(guān)鍵要素之一。單對以太網(wǎng)的應(yīng)用遠(yuǎn)不止這些場景，在航空領(lǐng)域，單對以太網(wǎng)同樣被納入客艙總線標(biāo)準(zhǔn)開始應(yīng)對飛機上的連接挑戰(zhàn)。

在航空航天應(yīng)用里，單對以太網(wǎng)初始版本面向100BASE-T1，后續(xù)版本將面向1000BASE-T1以及更高帶寬。單對以太網(wǎng)的開發(fā)最早追溯到2011年，當(dāng)年Broadcom發(fā)布了其BroadR-Reach標(biāo)準(zhǔn)，允許汽車制造商在基于100 Mb/s以太網(wǎng)的開放可擴展網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)上實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

根據(jù)IEEE 802.3的傳輸標(biāo)準(zhǔn)，單對以太網(wǎng)技術(shù)逐漸在汽車中取代CAN和其他總線系統(tǒng)，將控制、通信以及各類其他安全功能統(tǒng)一集中到以太網(wǎng)上運行。單對以太網(wǎng)進(jìn)入客艙網(wǎng)絡(luò)后，同樣掀起這種變革。

這種標(biāo)準(zhǔn)強大的互連技術(shù)，適用于溫度變化和存在振動的嚴(yán)苛操作環(huán)境，還支持經(jīng)濟高效的網(wǎng)絡(luò)連接和適用于中等數(shù)據(jù)量和低延遲的分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。這都是極為契合客艙設(shè)備網(wǎng)絡(luò)需求的，那單對以太網(wǎng)和相關(guān)連接組件究竟能給飛機帶來哪些具體的好處呢？

單對以太網(wǎng)連接如何升級客艙設(shè)備網(wǎng)絡(luò)

如果說，工業(yè)場景引入單對以太網(wǎng)最直接的驅(qū)動因素是為了滿足應(yīng)用程序?qū)Ω咝щp向通信的需求，那客艙設(shè)備網(wǎng)絡(luò)引入單對以太網(wǎng)最直觀的改變在于連接組件的緊湊度、重量和成本的優(yōu)化。

現(xiàn)在飛機上的各種電子設(shè)備越來越多，座椅屏幕、傳感器、各種開關(guān)、SSD、IFE服務(wù)器等等設(shè)備用于支持飛機上的各種功能。隨之而來的是機身內(nèi)大量的連接線束的鋪設(shè)。大量的布線，毫無疑問會增加整機重量，重量又會直接影響到飛行里程。

與其他有線連接比較，單對以太網(wǎng)在相同的緊湊接口中提供PoDL供電，只使用兩根線纜即可完成對數(shù)據(jù)和電力的傳輸。替代之后的線纜使用量直接減半，整個布線空間更為簡潔緊湊，設(shè)備走線布置的自由度更高，同時更少的線纜意味著更低的成本。單對以太網(wǎng)的引入讓飛機更為輕便，連接組件成本也能節(jié)省不少。

與此同時，單對以太網(wǎng)將以太網(wǎng)降低到終端執(zhí)行器級別，并將終端執(zhí)行器直接連接到飛機中控系統(tǒng)，對于相關(guān)傳感器、數(shù)據(jù)采集器互聯(lián)有著極大的幫助。

根據(jù)相關(guān)連接器廠商對飛機單對以太網(wǎng)連接設(shè)備的測算，使用飛機單對以太網(wǎng)連接設(shè)備可以減少以太網(wǎng)布線重量約50%，從而減少負(fù)載約50kg。對于這些連接設(shè)備替換后的機艙可靠性也無需擔(dān)心，這種飛機單對以太網(wǎng)連接組件會采用復(fù)合材料和加工端子的組合，既能抵抗低溫也能承受高溫，機械強度上也完全匹配機艙環(huán)境。

在本身的帶寬和速度上，單對以太網(wǎng)一如既往的強大。對于航空應(yīng)用，隨著未來市場需求的升級，1Gbs和10 Gbs數(shù)據(jù)速度的鏈路以及超過750MHz頻率的標(biāo)準(zhǔn)也在規(guī)劃路線上。匹配鏈路的新連接器設(shè)計同樣在規(guī)劃中。

小結(jié)

單對以太網(wǎng)在機艙系統(tǒng)中的應(yīng)用，既能夠幫助飛機網(wǎng)絡(luò)降低連接成本，優(yōu)化重要，還能應(yīng)付依靠多功能性和被普遍接受的開放標(biāo)準(zhǔn)解決飛機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)復(fù)雜性，支持現(xiàn)代機艙中的分布式網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計。隨著飛機電子設(shè)備的功能越來越多，單對以太網(wǎng)將更大范圍地應(yīng)用在航空場景中。