DE69914617T2

DE69914617T2 - Datenverwaltungssystem fuer ein flugzeug

Info

Publication number: DE69914617T2
Application number: DE69914617T
Authority: DE
Inventors: R. Steven GALIPEAU; G. John WADE; G. Rory BRISKI; A. Mark PEABODY; M. Michael MOWRY; D. Gregg ARMSTRONG; L. Craig BURGESS; L. Kenneth GRAY; R. Garrett SPEARS
Original assignee: PRIMEX AEROSPACE CO REDMOND; Primex Aerospace Co
Current assignee: Astronics Advanced Electronic Systems Corp
Priority date: 1998-10-09
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2019-10-08
Also published as: ATE259075T1; EP1118044B1; JP2003534959A; US6249913B1; AU6510399A; WO2000022488A1; EP1118044A1; US20030208764A1; DE69914617D1; EP1118044A4; WO2000022488B1

Description

Diese Erfindung betrifft ein System zur Verwaltung der Strom- und Datenversorgung von einer Vielzahl von Nutzern, z. B. von Passagieren an Bord eines Verkehrsflugzeuges. Vorzugsweise beinhaltet ein solches System eine integrierte Sitzbox (ISB), die sich nahe einer Sitzgruppe befindet, die über Anschlussbuchsen verfügt, die die gewünschten Funktionen unterstützen. Die Funktionsmodule können ohne Beschränkung die Funktionen Sitzstromversorgung, Video, Fernsprechen, Audio, Geräuschaufhebung und Datenübertragung unterstützen.
Passagiere auf ausgedehnten Reisen, wie z. B. auf Langstreckenflügen, wünschen sich während des Fluges eine Auswahl von Zerstreuungen, um die Reisezeit angenehmer und/oder produktiver zu gestalten. Zurzeit stehen den Passagieren von Verkehrsflugzeugen vorprogrammierte Hörtitel zur Verfügung. In manchen Audio-System-Vorrichtungen befinden sich Tonaufnahmegeräte an Bord des Flugzeuges, die zeitgleich verschiedene Audio-Programme von optischen Compact-Discs (CDs) und/oder Magnettonbändern wiedergeben. Die verschiedenen Audio-Programme werden zu den einzelnen Sitzplätzen übertragen, wo der gewünschte Audio-Kanal von dem Passagier für ein individuelles Hören ausgewählt werden kann.
Manche Flugzeuge bieten auch einen einzigen Video-Kanal an, beispielsweise mit einem Spielfilm während des Flugs. Der Audio-Teil des Spielfilmes wird normalerweise mit anderen Audio-Programmen zusammen übertragen, die vom einzelnen Benutzer ausgewählt werden können. Zum Sehen wird das Video-Signal gesondert zu Video-Sendern übertragen, die strategisch überall im Flugzeug positioniert sind.
Zurzeit sind in der gehobenen Flugklasse in gewissen Flugzeugen Multi-Kanal Video verfügbar. Das Multi-Kanal Video wird über eine dem Multi-Kanal Audio entsprechende Methode bereitgestellt. Eine Vielzahl von entweder auf CD oder auf Magnettonbändern gespeicherten Video-Programmen wird zeitgleich über einen Video-Sender abgespielt und an die einzelnen Sitzplätze übertragen. Der Passagier kann dann den Video-Kanal, den er sehen möchte, auswählen.
Für die Video- wie auch für die Audioübertragung gilt, dass die sich an Bord befindenden Datenserver über Netzwerkverbindungen mehrere Megabit von Video- und Unterhaltungsdaten pro Sekunde herunter laden können, noch während sich das Flugzeug auf dem Rollfeld befindet. Diese Fähigkeit ermöglicht die Speicherung und die sich daran anschließende Übertragung von Fast-Echtzeit Audio- und Videosendungen. Ein im Flugzeug befindlicher Datenserver speichert und komprimiert digitale Audio- und Videoströme, stellt Video- und Audiodaten wieder her, bündelt sie in einen kontinuierlichen Strom und überträgt sie während des Fluges nahtlos zu dem Verteilungs-Netzwerk. Genau wie bei einem konventionellen örtlichen Netzwerk (LAN) werden die verschiedenen Audio-, Video- und sonstigen Daten in digitaler Form über eine Multidatenverbindung (MUX) verteilt. Diese Verbindungen können aus einer konventionellen Leitung oder aus einer einzelnen Fiberglasleitung bestehen. Die Datenübertragung von Videodaten im MPEG-Format (Moving Picturer Expert Group, Standard für digitale Audio- und Video-Komprimierung) wird üblicherweise im Bereich von 1,2 bis 4,0 Megabit pro Sekunde übertragen. Die üblichen Unterhaltungs-Systeme während des Fluges nutzen die Datenkomprimierung sowohl zum Zeitpunkt der Speicherung wie auch während der Übertragung aus. Die Kommunikation über Fiberglasleitungen und Hochgeschwindigkeitsdatenserver sind routinemäßig darauf ausgerichtet, mehrere Kanäle von Video- und Audioprogrammen an bis zu 300 Passagiere zur gleichen Zeit zu übertragen.
Außer Unterhaltung, entscheiden sich einige Passagiere für die Steigerung der Produktivität durch Arbeiten an Bord des Flugzeuges. Diese Passagiere besitzen üblicherweise kleine Personalcomputer, die allgemein als Notebook oder Laptop bezeichnet werden. Auch wenn diese Personalcomputer über ein Akku betrieben werden können, so ist die Akkubetriebszeit limitiert, üblicherweise auf 1–5 Stunden ununterbrochener Betriebszeit. Viele Personalcomputer sind mit Adaptern ausgestattet, die einen 15-Volt Gleichstromversorgung in für den Computer nutzbare Spannung umwandeln können. Wie in dem US Patent Nr. 5,754,445 aufgeführt ist, kann ein elektrische Stromversorgung an den einzelnen Sitzen eines Passagierflugzeuges angebracht werden, vorausgesetzt, dass für die Nutzung durch den einzelnen Passagier ausreichend Strom zur Verfügung steht, was den Passagieren erlaubt, über die Nutzung von elektrischen Stroms des Flugzeugs, mit ihren Personalcomputern zu arbeiten.
Ergänzend können die Passagiere an Bord eines Flugzeuges Fernsprecheinrichtungen nutzen, um mit der Familie, mit dem Büro oder um Faksimile-Mitteilungen zu empfangen oder zu senden. Durch den Einsatz eines Modems, können die Nutzer eines Personalcomputers ebenfalls Fernsprechsysteme nutzen, um E-Mails über ihren Personalcomputer zu empfangen oder zu senden. Einige Flugzeuge bieten bereits ein Fernsprechsystem an, bei dem an jeder einzelnen Sitzgruppe ein individuelles Handset angebracht ist, so dass der einzelne Anrufer über eine Anzahl von kommerziellen Fernsprech-Satelliten-Systeme Verbindungen mit am Boden befindlichen Telefonnummern herstellen kann. Üblicherweise sind solche Fernsprech-Systeme getrennt von den Audio- und Video-Systemen an Bord des Flugzeuges und benutzen Komponenten, die sich von denen dieser Systeme unterscheiden.
So beschreibt zum Beispiel das US Patent Nr. 5,790,787 ein Unterhaltungs- und Informationsnetzwerk, das einen oder mehrer CD-ROM-Player beinhaltet, zur Installation in einem für eine Vielzahl von Passagieren bestimmten Beförderungsmittel (wie beispielsweise ein Flugzeug oder ein Bus), oder in einem Auditorium, Stadion oder in Warteräumen (wie beispielsweise in einem Flughafen oder einem Einkaufszentrum).
Das Europäische Patent Nr. EP 0 631 247 beschreibt ein auf eine Flugzeuglinie ausgerichtetes Videospiel-System, das einen Multitasking-Hauptcomputer beinhaltet, auf dessen Festplatte Videospiele und andere Anwenderprogramme gespeichert sind. Der Hauptcomputer ist mit einer Reihe von Flugzeugbereichssteuerungscomputern verbunden, die dazu bestimmt sind, konventionelle Verwaltungsaufgaben in den Kabinen auszuführen. Der Bereichssteuerungscomputer erhält Daten von dem Hauptcomputer und verbindet Daten mit identifizierten Sitzbedienungsprozesseinheiten (SEBs). Jede SEB erhält Daten von, und verbindet Daten mit, einer Reihe von Einzelsitzdisplayeinheiten, die mit jedem einzelnen Sitz des Flugzeugs verbunden sind. Das auf die Flugzeuglinie ausgerichtete System ist dazu bestimmt, dem einzelnen Passagier zu erlauben, zwischen verschiedenen Nutzer-Modi auszuwählen. Dazu zählen: Spielfilme, Spiele, Einkaufen, Überblicksformulare, Sprachauswahl, Kommunikationsdienstleistungen/Datenverarbeitungsanwendungen (z. B. Telefondienstleistungen, Textverarbeitungsanwendungen und Faksimile-Anwendungen).
Die Internationale Patentanwendung Nr. WO 96/31021 beschreibt ein Kommunikationsnetzwerk, das eine Infrarot-Schnittstelle benutzt (die sich in der Decke eines Gebäudes oder Flugzeuges befindet) und einen Radiofrequenzunterstützungskanal zur Übersendung von Daten von zentralen Zugangspunkten zu der Ausstattung in einem Gebäude oder Flugzeug.
Da die Anforderungen der Passagiere im Bereich der Elektronik immer vielfältiger und anspruchsvoller werden, ist eine vergleichbar bessere Hardware erforderlich, um solche individuellen Anwendungen zu unterstützen. Dies wird die Komplexität der Verkabelung der einzelnen Sitze sehr erhöhen. Aus Sicherheitsgründen müssen Sitze, die mit elektrischen Systemen ausgestattet sind, von geeigneten staatlichen Verwaltungsbehörden zertifiziert werden. Darüber hinaus sollten für jegliche Änderungen bezüglich der an diesen Sitzen angebrachten elektrischen Systeme zusätzliche Zertifizierungen erforderlich sein. Außerdem ist der verfügbare Raum sowohl innerhalb der Sitzstruktur wie auch unter den Sitzen eines Passagierflugzeuges ziemlich begrenzt und muss vorzugsweise für die Verstauung von Handgepäck frei gehalten werden.
Daher gibt es einen Bedarf für ein Datenverwaltungssystem eines Flugzeuges mit ausreichender Flexibilität, um die Bedürfnisse von Passagieren von Verkehrsflugzeugen hinsichtlich von Unterhaltung, Stromversorgung und Datenübertragung, zu befriedigen und zu berücksichtigen, und dies nicht nur in der Gegenwart sondern auch in der Zukunft.
Die Erfindung sieht ein Datenverwaltungssystem vor, um gewählte identifizierbare Sitze mit Daten zu versorgen, so wie es unter Patentansprüche 1 beschrieben ist. Die abhängigen Ansprüche sind in der bevorzugten Ausführungsform aufgezeichnet.
Die Bedienungsweise des Datenverwaltungssystems der vorliegenden Erfindung bietet dem Passagier die Fähigkeit von mehreren Optionen eine oder mehrere auszuwählen. Der Passagier kommuniziert mit dem Steuerungsnetzwerk über ein Netzwerkschnittstellenmodul in der integrierten Sitzbox, die in der Nähe des Passagiers angeordnet ist.
Sowohl das System selbst als auch die Bedienungsweise des Systems sind insbesondere für die Benutzung in Passagierflugzeugen geeignet.
Die 1 zeigt in der Draufsicht einen Teil eines Flugzeugrumpfes, der für die Benutzung des Datenverwaltungssystems der vorliegenden Erfindung ausgerichtet ist.
Die 2 zeigt in der Querschnittdarstellung das Kabel von Sitz zu Sitz.
Die 3 zeigt schematisch die Verbindung der integrierten Sitzboxen, die sich innerhalb einer Sitzreihe befinden.
Die 4 zeigt eine Ausführungsform einer fehlertoleranten Architektur für eine integrierte Sitzbox.
Die 5 zeigt in einer auseinandergezogenen Darstellung eine integrierte Sitzbox.
Die 6 zeigt schematisch eine Anzahl von Funktionsmodulen, die mit der integrierten Sitzbox benutzt werden können.
Die 7 zeigt eine digitale Passagierbedieneinheit, die zur Verbindung mit einem Audio-Funktions-Modul verwendet wird.
Die 8 ist eine Frontansicht einer Anschlussbuchse, von der Passagierseite aus gesehen, das für die Kommunikation mit den Funktionsmodulen verwendet wird.
Die 9 zeigt schematisch die Endgeräte des Flugzeugdatenverwaltungssystems der Erfindung.
Die 10a–10l zeigen ARINC-Standards, wie sie bereits in der Wissenschaft bekannt sind.
Die 11 zeigt einen im Flugzeug beförderten Internet-Server in Übereinstimmung mit der Erfindung.
Die 12 zeigt graphisch die Kommunikation zwischen einem Flugzeug und einem am Boden befindlichen System.
Die 1 zeigt in der Draufsicht einen Teil eines Flugzeugrumpfes (10) der für die Benutzung des Datenverwaltungssystems der Erfindung ausgerichtet ist. Eingebettet im Rumpf (10) befindet sich eine erste Kette von Sitzgruppen (12) und eine zweite Kette von Sitzgruppen (14). Die jeweiligen Ketten der Sitzgruppen sind durch einen Kabinengang (16) getrennt. Wie dargestellt ist jedes Glied der ersten Kette von Sitzgruppen eine Reihe von drei Sitzen (A, B, C) und jedes Glied der zweiten Kette von Sitzgruppen eine Reihe von drei Sitzen (D, E, F). Folglich ist jeder einzelne Sitz identifizierbar, und zwar durch eine Kombination der Reihennummer mit dem Positionsbuchstaben. Während diese Sitzgruppenanordnung typisch für ein Verkehrsflugzeug mit einem schmalen Körper ist, wie zum Beispiel eine Boeing aus der 727 oder 737-Jetserie, so sind gleichfalls auch andere Sitzanordnungen der vorliegende Erfindung zugänglich, einschließlich von Jets mit breitem Körper und mehreren parallel liegenden Kabinengängen, die zusätzliche Ketten von Sitzgruppen voneinander trennen.
In der Nähe von jeder Sitzreihe ist eine integrierte Sitzbox (18) angebracht, die in der Lage ist, zumindest eine der Daten und den Strom in eine für den Passagier, der auf einem der identifizierbaren Sitze sitzt, nutzbare Form umzuwandeln. Vorzugsweise wird diese ISB (18) unter den Gangsitzen C und D angebracht, bzw. unter den Sitzen, die an den Kabinengang (16) angrenzen bezüglich einer Anordnung in einem besonderen Flugzeug. Alternativ kann die ISB über den Sitzen in den oberen Staufächern oder unter dem Fußboden des Flugzeugs, oder in einem hohlen Teil einer Armstütze oder an jedem anderen passenden Ort angebracht werden. Die ISB kann flexible Platinen und/oder Halbleiterschaltsysteme nutzen. Ein Kabel von Sitz zu Sitz (20) liefert sowohl Strom als auch Daten zu den integrierten Sitzboxen (18) von einer Vielzahl von Datenquellen und zumindest von einer Stromversorgungsquelle. Ergänzend ermöglicht das Kabel von Sitz zu Sitz (20) die Kommunikation der sich im Flugzeug befindlichen Passagiere untereinander und der Kopfstelle des Datenverwaltungssystems des Flugzeugs, das eine Netzwerksteuerung beinhaltet, die in der Lage ist, eine Vielzahl von Datenquellen zu verwalten, was weiter unten detailliert beschrieben ist.
Die 2 zeigt in der Querschnittansicht eine erste bevorzugte Ausführungsform des Kabels von Sitz zu Sitz (20). Das Kabel von Sitz zu Sitz enthält sowohl Datenkommunikationsleitungen als auch Stromversorgungsleitungen und überträgt Daten und Strom von Datenquellen und Stromversorungsquellen zu ausgewählten identifizierbaren Sitzen über die Netzwerksteuerung. Zu den Anforderungen an ein Kabel von Sitz zu Sitz (20) gehört, dass es eine hinreichend hohe Bandbreite anbietet, um die verschiedenen vom Passagier gewünschten Funktionen zu unterstützen. Es sollte eine Hochgeschwindigkeits-Datenverteilung unterstützen, um in Echtzeit einen Datentransfer für Audio und Video und Fernsprechen anzubieten.
Vorzugsweise verläuft eine IEEE-1394 Datenkommunikationsleitung (22) durch den zentralen Teil des Kabels von Sitz zu Sitz (20), wie zum Beispiel ein Quad Paket, obwohl auch andere Breitband-Kommunikations-Kabel genutzt werden können. Die IEEE-1394 Datenkommunikationsleitung (22) besitzt eine Vielzahl von Hochgeschwindigkeits-Kommunikations-Leitungen (24, 26, 28, 30). Diese Hochgeschwindigkeits-Kommunikations-Leitungen sind vorzugsweise 20 AWG (American Wire Gage, mit einem nominalen Durchmesser von 0.97 mm (0.038 Zoll)) Kupferdrähte (32), die mit einem dielektrischen Isolierungsmantel (34) umgeben sind, der üblicherweise aus Kunststoff ist. Während vier Hochgeschwindigkeits-Kommunikations-Leitungen in 2 zeigt sind, und vier Leitungen zurzeit bevorzugt werden, liegt es im Rahmen der Erfindung entweder mehr oder weniger Hochgeschwindigkeits-Kommunikations-Leitungen innerhalb des Kabels von Sitz zu Sitz anzuordnen. Vorzugsweise unterstützen Kommunikationsleitungen mit hoher Geschwindigkeit (24, 26, 28, 30) einen Datentransfer von mindestens 400 Megabyte pro Sekunde (Mbps). Kommunikationsleitungen mit höherer Geschwindigkeit, wie beispielsweise Kommunikationsleitungen mit 800, 1600 oder 3200 oder noch mehr Mbps, können für bestimmte Anwendungen vorgezogen werden. Üblicherweise sind die vier Hochgeschwindigkeits-Kommunikations-Leitungen miteinander verdrillt, um das allgemeine Betriebsgeräusch zu reduzieren, obwohl auch andere Kommunikationsleitungen, die für Hochgeschwindigkeits-Kommunikation nutzbar sind, ebenfalls genutzt werden können.
Dielektrische Füllstoffe (36), die üblicherweise aus Kunststoffkabeln bestehen, sind zwischen den Hochgeschwindigkeits-Kommunikations-Leitungen (24, 26, 28, 30) angeordnet, um eine angemessene Raumaufteilung zu erhalten. Die IEEE-1394 Datenkommunikationsleitung (22) ist in einem flexiblen Dielektrikum (38), wie beispielsweise ein Polymer, eingeschlossen. Das flexible Dielektrikum (38) ist von einem Kabelschild (40) umgeben, dass aus einem Strom leitenden Material, wie beispielsweise Aluminium, geformt ist. Das Kabelschild (40) isoliert die Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsleitungen (24, 26, 28, 30) von den fünf Stromversorgungsleitungen (42, 44, 46, 48, 50). Die Stromversorgungsleitungen liefern eine Betriebsvoltspannung zu den integrierten Sitzboxen. Üblicherweise ist die Betriebsvoltspannung dreiphasig, mit 115 Volt Wechselstrom bei 400 Hz. Die drei Phasen werden über die Stromversorgungsleitungen (42, 44, 46) geleitet, wobei die Stromversorgungsleitung (48) neutral ist und die Stromversorgungsleitung (50) eine Erdung ist.
Vorzugsweise bestehen die Stromversorgungsleitungen (42, 44, 46, 48, 50) aus 16 AWG Kupferdrähten (nominaler Durchmesser 1.38 mm (0.054 Zoll)) und sind mit einer flexiblen dielektrischen Ummantelung (52) isoliert, üblicherweise ein Mantel aus Kunststoff. Dielektrische Distanzstücke (54), üblicherweise aus Kunststoffkabeln, sind zwischen den Stromversorgungsleitungen zur Ausrichtung angeordnet.
Wahlweise wird zusätzlicher Strom für die Datenanschlüsse über eine Hilfsstromversorgungsleitung (56) bereitgestellt. Die Hilfsstromversorgungsleitung ist vorzugsweise ein verdrilltes Paar von 20 AWG Kupferdrähten, die eine Stromversorgungsleitung (58) und eine Erdung (60) beinhalten. Die Stromversorgungsleitung (58) und die Erdung (60) sind in einem flexiblen Dielektrikum (62) eingeschlossen, wie zum Beispiel ein Mantel aus Kunststoff für elektrische Isolation. Dielektrische Distanzstücke (64) können zur Ausrichtung bereitgestellt werden. Die Stromversorgungsleitung (58) und die Erdung (60) sind wahlweise von einer dielektrischen Abstandsstütze umgeben, welche eine mitwirkende Stromummantelung (66) ist. Die mitwirkende Stromummantelung kann ein flexibles Dielektrikum mit einer inneren Schicht, die von einer metallischen Außenschicht umgeben ist, beinhalten.
Die Hilfsstromversorgungsleitung (56) überträgt eine Voltspannung zwischen 8 Volt Gleichstrom und 40 Volt Gleichstrom, vorzugsweise mit 32 Volt Gleichstrom.
Ein umfassendes EMI (elektromagnetische Interferenz) Schutzschild (68), das aus Metall geformt ist, wie beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung, umgibt die Hochgeschwindigkeits-Kommunikations-Leitungen, Stromversorgungsleitungen und Hilfsstromversorgungsleitungen. Das umfassende EMI Schutzschild, wird von einem flexiblen Dielektrikum umgeben, wie zum Beispiel einem Polymer-Mantel (70), um eine Verschleiß-Resistenz zu sichern.
Die 3 zeigt, wie das Kabel von Sitz zu Sitz (20) die integrierten Sitzboxen, die sich entlang der Ketten von Sitzgruppen befinden, vernetzt. Vorzuziehen ist eine Kettenanordnung, bei der der Strom und die Daten von einer Kopfstelle (72) aus übertragen werden, und zwar nach unten zu einer vorderen Sitzbox (18) und dann folgend der Länge der Sitzkette nach über die ISB 18' und 18''. Die Zwei-Wege-Daten werden ebenfalls über die Kette übertragen. Vorzugsweise unterstützt das Netzwerk die Kettenverkabelung mit einem Minimum von 30 Sprüngen pro Kette.
Das Netzwerk unterstützt eine fehlertolerante Architektur, mit dem ein örtlicher Fehler in jeglicher Sitzbox oder in jeglichem Datennetzwerkschnittstellenmodul, dass in der Sitzbox enthalten ist, Stromverlust eingeschlossen, weder den Betriebsausfall der angrenzenden noch der folgenden integrierten Sitzboxen oder Datennetzwerkschnittstellenmodule verursacht. Bezug nehmend auf die 4, eine fehlertolerante Architektur für die integrierten Sitzboxen enthält einen Mikroprozessor (74), um die Funktionen des Datennetzwerkschnittstellenmoduls auszuführen. Das Kabel von Sitz zu Sitz (20) liefert von der Netzwerksteuerung aus mitwirkenden Gleichstrom, (über die Stromversorgungsleitung (58) in 2), die dazu genutzt wird, die physikalische Schicht (76) einer IEEE-1394 Schnittstelle zu verstärken. Der Rest des Moduls, den Mikroprozessor (74) und den Link (78) eingeschlossen, wird von einer lokalen Stromversorgungsquelle versorgt, die den 115 Volt Wechselstrom (über die Stromversorgungsleitungen (42, 44, 46) in 2) in eine für die Kabel von Sitz zu Sitz (20) nutzbare Form umwandelt. Die galvanische Isolierung, so wie sie durch die unterbrochene Linie (80) dargestellt ist, zwischen den zwei Erdungen ((50, 60) in 2) von diesen verschiedenen Stromversorgungsquellen ermöglichen, dass die physikalische Schicht (76) weiter funktioniert, auch wenn der Mikroprozessor (74) oder die örtliche Stromversorgung ausfallen sollte. Solange die physikalische Schicht funktionsfähig ist, werden die Daten an die nächste Sitzbox in der Kette geleitet.
Die 5 zeigt in einer auseinandergezogenen Darstellung eine integrierte Sitzbox (18). Das Chassis (82) sorgt für den Schutz der Umgebung von einer Vielzahl von unabhängig voneinander auswechselbaren Funktionsmodulen (84a–84f) und isoliert auf eine elektrische Art und Weise die Funktionsmodule von dem elektrischen Lärm innerhalb der Passagier-Kabine des Flugzeuges. Üblicherweise ist das Chassis aus einem Metall geformt, wie beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminium-Legierung, und ist zum Flugzeug über eine Erdung des Kabels von Sitz zu Sitz elektrisch geerdet. Zur Sicherheit ist eine weitere Erdung vorzugsweise über eine physische Verbindung zum Flugzeug vorgesehen. Diese physische Verbindung kann über eine Verschraubung von Chassis (82) und dem metallischen Sitzrahmen erfolgen, oder über Erdungsleitungen zum Flugzeugkörper, falls der Sitzrahmen aus einem nicht Strom leitenden Gemisch besteht, so wie man es in der Boeing 777 vorfindet.
Sechs Funktionsmodule (84a–84f) sind exemplarisch und nicht als Begrenzung vorgesehen. Sowohl mehr als auch weniger Funktionsmodule gehören zum Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung.
Eine Rückplatte (86) formt einen Teil des Chassis. Anschlüsse, die sich im hinteren Teil (92) des Flugzeuges befinden, empfangen das Kabel von Sitz zu Sitz (20), und zwar indem es in die integrierte Sitzbox (18) über die Zugangsöffnung (88) eintritt und über die Ausgangsöffnungen (90) austritt. Der hintere Teil des Flugzeuges (92) unterstützt die Funktionsmodule (84a–84f) und verteilt den Strom und die Kommunikationssignale von den Kabeln von Sitz zu Sitz zu den verschiedenen Funktionsmodulen.
Jedes Funktionsmodul (84a–84f) lässt sich unabhängig voneinander in das Chassis (82) einfügen, und kann abhängig von den Anforderungen des Flugzeuges variiert werden. Ebenso können einzelne Module ausgebaut werden um die Funktionalität zu ändern oder defekte Module zu ersetzen.
Die 6 zeigt schematisch eine Anzahl von Funktionsmodulen, die mit jeder integrierten Sitzbox (18) verwendet werden können. Bevorzugte Beispiele von diesen Modulen enthält die folgende Darstellung:
ISPS Module
Das Sitzstromversorgungs- (ISPS) Modul (94) ist detailliert im bereits erwähnten US Patent Nr. 5,754,445 beschrieben. Das ISPS-Modul (94) empfängt von dem Kabel von Sitz zu Sitz (20) 115-Volt-Dreiperiodenwechselstrom (96). Ein Stromumwandler (98) wandelt den Wechselstrom (96) in eine für Personalcomputer nutzbare Form um, beispielhaft ist ein 11–16 Volt Gleichstrom, wobei 15 Volt Gleichstrom mit 75 Watt vorzuziehen sind. Der Gleichstrom-Umwandler (100) versorgt den Schnittstellensteckplatz des Passagiers (168), der sich an jedem Sitzplatz befindet.
Der über das Kabel von Sitz zu Sitz (20) geleitete Wechselstrom wird für kritische Funktionen des Flugzeuges verwendet, wie zum Beispiel zur Navigation und zur Steuerung. Ein gewisses Minimum an Strom muss für die kritischen Funktionen verbleiben. Ein Steuerungsschaltkreis (104), der in Kommunikation mit einer in der Kopfstelle befindlichen Master-Steuereinheit steht (dargestellt in 9), bestimmt, ob die Befriedigung von den individuellen Bedürfnissen eines Passagiers hinsichtlich der elektrischen Stromversorgung dazu führt, dass der verfügbare Strom im Flugzeug die Mindestschwelle der erforderlichen Strommenge unterschreitet. Die Master-Steuereinheit informiert die Sitzstromversorgung (94) über die Verfügbarkeit von Sitzstrom über ein ISPS-fähiges Signal (108) und über ein über das ISPS-System verfügbares Signal (106). Diese Signale werden (108, 106) werden über ein Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) an die ISPS gesendet. ISPS-fähige Signale (108) werden dazu genutzt, um das System außer Betrieb zu setzen, und zwar in solchen Situationen, in denen das gesamte System ausgeschaltet werden muss. So wird das ISPS beispielsweise eingesetzt, wenn sich das Flugzeug in einer Höhe von weniger als 3048 Metern (10,000 Fuß) befindet oder die Flugbesatzung das System manuell außer Betrieb setzt. Das ISPS-systemfähige Signal (106) wird dazu genutzt, um die Stromverwaltungsfunktion des Systems zu steuern. Wird zum Beispiel die Mindestschwelle des Strombedarfs erreicht, wird dieses Signal gesendet, um die Stromversorgung von allen weiteren Anschlussbuchsen zu unterbinden, solange nicht zusätzlicher Strom verfügbar ist, üblicherweise erfolgt dies durch die Beendigung der individuellen Stromversorgungsbedürfnisse von anderen Passagieren.
Ein BITE (built-in test equipment) – Stromkreis (110) überwacht den Status des ISPS Moduls (94) und überträgt die ISPS BITE Status (112) Informationen an das Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) zur Weiterleitung an die Kopfstelle. Dies ermöglicht die Identifikation von defekten Modulen zur Entfernung durch den Service-Dienst, genauso wie für die Ersetzung oder Reparatur.
Datennetzwerkmodule
Das Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) simuliert eine moderne Schnittstelle zwischen dem Personalcomputer eines Passagiers (Laptop, Notebook, und ähnliches) und dem Datenverwaltungssystem. Das Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) überträgt Daten von der Kopfstelle zu dem Personalcomputer des Passagiers oder anderen Datenempfägern über den IEEE-1394 Datenanschluss (22), oder einen vergleichbaren Datenanschluss.
Das Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) ordnet einer Sitzgruppe eine markierte Route zu, über die die Daten übertragen werden und entscheidet, ob der zu einer markierten Route gehörende Sitz durch die in diesem Augenblick integrierte Sitzbox (18) unterstützt wird und empfangen wurde. In diesem Fall werden die Daten an die Ausgangsschnittstelle (168) des Passagiers übertragen. Das Datennetzwerkschnittstellenmodul enthält eine Netzwerkschnittstellenkarte (zeigt in 12), die ein Betriebssystem in Echtzeit (RTOS) verwendet, und zwar für die Übertragung von Daten in Echtzeit. Ein passender RTOS ist VxWORKs, das von Wind River Systems of Alameda in Kalifornien, in den USA, hergestellt wird.
Die Datenanschlussbuchsen der Anschlussschittstellen des Passagiers (168) sind üblicherweise serielle Anschlussbuchsen des Typs RS 232 für langsame Datenübertragungen und oder Universal Serial Bus (USB) Anschlussbuchse für Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung. Obgleich auch andere Computer-Standards für den Datentransfer verwendet werden können.
Das Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) unterstützt zwei Wege der Kommunikation und überträgt Daten von dem einzelnen Passagier-Sitzplätzen zurück zu der Kopfstellensteuerung, der einen an Bord des Flugzeuges befindlichen Internetserver beinhalten kann. Die Daten enthalten eine Sitzgruppenroutenmarkierung, um an die richtige Örtlichkeit geleitet zu werden, zum Beispiel an einen anderen Passagier (ein On-air-Intranet) an eine Videosteuerung (um eine gewünschten Spielfilm auszuwählen und anzusehen) oder an Stellen außerhalb des Flugzeuges (damit der Passagier E-Mails von Servern von zu Hause oder von seiner Arbeitsstelle empfangen kann).
Das Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) empfängt BITE-Status (116) von den anderen Funktionsmodulen und überträgt über den IEEE-1394 Datenanschluss (22) BITE-Status Informationen an die Kopfstelle, so dass defekte Module identifiziert und ersetzt oder außer Betrieb gesetzt werden können.
Audio- und Geräuschaufhebungsmodule
Ein Audiomodul (120) empfängt mehrer Hörtitel über den IEEE-1394 Datenanschluss (22) oder ähnliches, während die Stromversorgung über die Hilfsstromversorgungsleitung (56) erfolgt. Die Hörtitel werden zu dem Anschluss (102') geliefert, der üblicherweise ein USB-Anschluss ist. Eine vom Passagier bediente digitale Passagier-Steuerungs-Einheit (DPCU) (124) kann zum einen zur Auswahl der gewünschten Hörtitel verwendet werden und zum anderen zur Auswahl der vom einzelnen Passagier verwendeten Kopfhörer zum Hören des ausgewählten Hörtitels.
Bezug nehmend auf die 7, die DPCU (124) ermöglicht es dem Passagier zwischen einem Audio- und einem Videomodus auszuwählen, sofern anwendbar, und zwar über die Verwendung eines Kippschalters (126). Ein Kanal-Auswahl-Display (128) zeigt an, ob sich die DPCU entweder im Video- oder Audiomodus befindet und auch die letzten Benutzereinstellungen. Vorzugsweise ist das Kanal-Auswahl-Display (128) ein von hinten beleuchtetes LCD-Display mit einem Rückbeleuchtungslevel, der sich automatisch an die Beleuchtungsbedingungen der Umgebung anpasst. Die Fluglinien haben die Möglichkeit, über die Kopfstellen-Steuerung auszuwählen, welches Audio- oder Videoprogramm auf einem bestimmten Kanal gespielt wird und die Grundeinstellung der Lautstärke vorzunehmen.
Die DPCU-Schnittstellen mit dem Audiomodul wurden über den Anschluss (102') und mit dem Kopfhörer des Passagiers über entweder einen einfachen Stereo (z. B. 3.18 mm (1/8 Zoll) Durchmesser) Kopfhöreranschluss (nicht aufgezeigt) oder duale Mono-Anschlüsse (130), die standardisierte Formate haben, so zum Beispiel ein 12.7 mm (0.50 Zoll) Format oder ein 13.5 mm (0.531 Zoll) Format.
Die Abdeckung (132) der DPCU (124) besteht üblicherweise aus Kunststoff in Form einer kundengerechten Verkleidung, die in einer bestimmten Farbe und zwischenmenschlichem Design, abhängig von der Fluglinie, um einen hohen Grad an Kundengerechtheit der Fluglinien zu vermitteln und zwar ohne umfangreiche zusätzliche Kosten.
Ein Geräuschaufhebungsmodul (134), was unten beschrieben ist, kann entweder eine Komponente eines Audiomoduls (120) sein oder in ein separates Modul innerhalb der integrierten Sitzbox eingesetzt werden. Wenn ein Geräuschaufhebungsmodul vorhanden ist, kann die DCPU (124) ein durch den Passagier gesteuerter An-und-Aus-Kippschalter (136) für die Geräuschaufhebung umfassen.
Um auf die 6 zurück zu kommen, so kann der Anschluss (102) über ein individuelles Mikrofon, das über die DPCU (124) Kopfhörervorrichtung (130) angeschlossen ist, auch Daten von dem Passagier empfangen. Die Daten werden zu der Kopfstelle zurück übertragen und zu der entsprechenden Örtlichkeit über eine markierte Sitzgruppenroute geleitet. Die Audiodaten können zu einem Flugbegleiter geleitet werden, um eine Dienstleistung anzufordern oder sie können als Audiodaten auch vom Flugzeug weg übertragen werden.
Genau wie bei den vorigen Modulen, so überträgt auch das Audiomodul (120) BITE Status Informationen (138) über den IEEE-1394 Anschluss (22), oder einen vergleichbaren Datenanschluss, zurück zum Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) und dann zur Kopfstelle, so dass defekte Module ausgewechselt oder außer Betrieb gesetzt werden können.
Das Audiomodul (120) unterstützt ein Minimum von 24 getrennten Audiokanälen, mit einer minimalen Auswahl von 8 Stereo-Kanälen, die 16 Kanäle beanspruchen und 8 Monokanälen. Das System bietet von der Audioquelle bis zum Kopfhöreranschluss (130), einen dynamischen Rahmen von 20 Hz bis zu 20 KHz, um ein Hören in „CD-Qualität" zu erreichen.
Das Geräuschaufhebungsmodul (134) ist mit für dieses System entworfenen Geräuschaufhebungskopfhörern kompatibel. Hintergrundgeräusche werden über ein Mikrofon im Kopfhörer zu dem Geräuschaufhebungsmodul übertragen. Das Geräuschaufhebungsmodul erzeugt dann „weiße Geräusche", in einer Frequenz und so wird die wirksame Aufhebung der Hintergrundgeräusche des Flugzeuges erlangt. Dieses weiße Geräusch wird über den Anschluss (102) an die einzelnen Kopfhörer der Passagiere übertragen. Die Kopfhörer haben eine entsprechende Impedanz mit Kopfhörern, die standardgemäß in Flugzeugen verwendet werden, so zum Beispiel mit 300 Ohm.
Die Elektronik zur Unterstützung der Geräuschaufhebung wurde in den US Patenten Nr. 5,440,642 und 5,481,615 beschrieben, beide zugunsten der Noise Cancellation Technologies, Inc. Die Eigenschaften der Geräuschaufhebung sind so gestaltet, dass sie in Reihe mit dem Audiosystem verbunden werden können. Die Geräuschaufhebung wird im Allgemeinen vom Passagier auswählbar sein, an oder aus, wobei die An-Position die Grundeinstellung ist. Wie auch immer, die Geräuschaufhebung wird im Allgemeinen außer Betrieb gesetzt, wenn die Flugbesatzung eine Durchsage macht.
Fernsprechmodul
Das Fernsprechmodul (142) wird mit Strom von der Hilfsstromversorgungsleitung (56) versorgt und überträgt Telekommunikation in Form von Daten über den IEEE-1394 Datenanschluss (22), oder einem vergleichbaren Datenanschluss. Das System unterstützt einen modernen Personalcomputer bei Übertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 56 Kbps, um einen Hochgeschwindigkeits-Zugang zu den Dienstleistungen an Bord des Flugzeuges anzubieten, wie beispielsweise ein Intranet.
Die erste Fernsprech-Ausführungsform besteht in einem Telefonhörer (144), der mit einem Fernsprechmodul (142) an jeder Sitzgruppe verbunden ist. Vom Aussehen her sind diese mit den aktuell in den meisten Flugzeugen installierten Fernsprechsystemen vergleichbar.
Als zweite Fernsprech-Ausführungsform kommuniziert der Telefonhörer (144) mit dem Datennetzwerkschnittstellenmodul (144) über einen USB-Anschluss über den Anschluss (102'). Die Verarbeitung des Fernsprechsignals kann entweder über das Datennetzwerkschnittstellenmodul erfolgen, sofern für die Verarbeitung entsprechender Strom verfügbar ist, oder kann über separate Fernsprechmodule (142) übertragen werden. Diese Ausführungsform unterstützt mobile Telefone, die nicht permanent an jeder Sitzgruppe befestigt sind. Die Bordbesatzung kann einige Telefone einlagern, damit diese auf Anfrage eines Passagiers verfügbar sind oder sie könnten an einer zentralen Stelle aufgestellt werden, so dass die Passagiere diese an sich nehmen und zu ihrem Sitz bringen können.
Als Alternative zu dieser zweiten Ausführungsform könnte ein Passagier ein eigenes Handy benutzen, dass mit dem Anschluss (102') unter Verwendung eines passenden Adapters verbunden wird. Da der allgemeine Gebrauch von Handys an Bord eines Flugzeuges andere Flugzeugsysteme stören kann, sollte der Adapter eine Wiege enthalten, die die Handy-Antenne deaktiviert und die Daten über den Adapter in einem passenden Format, wie beispielsweise USB, an das Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) überträgt.
Als dritte Fernsprech-Ausführungsform ist die Funktionalität als Fernsprecher als Teil eines Audiosystems hinzugefügt. In dieser Ausführungsform würde der Audiokopfhörer ein Mikrofon beinhalten. Die DPCU (124) würde die Nummernauswahl zum Wählen und zum Kommunizieren mit Hilfe von Kopfhörern und Mikrofonen unterstützen. Beim Durchlaufen der Audiomodule, kann das Geräuschaufhebungsmodul (134) verwendet werden, um die Fernsprechkommunikation qualitativ zu steigern.
Das Fernsprechmodul (142) beinhaltet Fernsprech BITE Status Informationen (148), die über ein Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) zur Kopfstelle übertragen wird, um die Identifikation von defekten Modulen zu ermöglichen.
Videomodule
Ein Videomodul (152) empfängt Strom von einer Hilfsstromversorgungsleitung (56) und Daten von dem IEEE-1395 Datenanschluss (22), oder einem vergleichbaren Datenanschluss. Das Videomodul ist über eine IEEE-1394 Schnittstelle oder über einen USB-Anschluss über den Anschluss (102'') mit einem Videodisplay verbunden. Die Video-Ausgabe kann auf dem Videodisplay (154), welches im Flugzeug aufgestellt ist, angezeigt werden. Alternativ können die Videodaten über ein Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) geroutet werden, um dieses Video an den Personalcomputer des Passagiers zu liefern, um es auf dem Computermonitor anzusehen.
Das Videomodul (152) überträgt ebenfalls Daten zurück zur Kopfstelle, und zwar über ein Datennetzwerkschnittstellenmodul (114), wodurch es dem Passagier ermöglicht wird, ein gewünschtes Video und den gewünschten Startzeitpunkt auszuwählen (video on demand) oder um aus einer Reihe von Videos eines auszuwählen, dass zu einem vorher bestimmten Zeitpunkt beginnt (teilweises video on demand). Die Auswahl wird über die DPCU (124) eingegeben. Es ist vorgesehen, dass das System dem Passagier mindestens 12 Videokanäle anbieten wird. Jeder Videokanal wird mindestens 2 Stereo-Audio-Kanäle haben, um zweisprachiges Hören zu unterstützen und mindestens drei Kanäle werden dreisprachige Hörtitel unterstützen. Die Hörtitel werden die Geräuschaufhebungs-Technologie, so wie oben beschrieben, unterstützen.
Die Videomodul BITE Status Informationen (156) werden über ein Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) von dem Videomodul (152) zur Kopfstelle übertragen, um die Identifikation von defekten Modulen zu ermöglichen.
Hilfsstromversorgungsmodule
Hilfsstromversorgungsmodule (160) wandeln den Flugzeugstrom (162) von 115 Volt Wechselstrom, mit 400 Hz in für die Hilfsstromversorgungsleitung (56) erforderlichen Gleichstrom. Jeder passende Stromumwandler kann verwendet werden. Als Stromumwandler ist der buck-boost-Umwandler besonders gut geeignet.
Die Hilfsstromversorgungsmodul (160) BITE Status Informationen (164) werden über das Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) zur Kopfstelle übertragen, um die Identifikation von defekten Modulen zu ermöglichen. Das Wechselstromausfallsignal (166) wird zu der Datennetzwerkschnittstelle (114) übertragen, um das System davor zu warnen, dass der Wechselstrom ausgefallen ist und der Gleichstrom in Kürze ausgegangen sein wird.
Die 8 zeigt eine exemplarische Passagier-Frontansicht. einer vorher beschriebenen Anschlussbuchse für die Verbindung von Passagieren mittels eines Kabels, dass eine Verbindung zwischen dem Personalcomputer des Passagiers und dem Schnittstellensteckplatz (168), mit dem ISPS und dem Datennetzwerkschnittstellenmodul herstellt. Alternative Anordnungen von Anschlüssen, Steckern und Stöpseln können ebenfalls funktionieren.
Der Schnittstellensteckplatz (168) des Passagiers beinhaltet ein Freigabelicht (170), welches auf elektrische Art und Weise mit dem Steuerungsschaltkreis des Sitzstromversorgungsmoduls verbunden ist. Jedes mögliche und zugleich passende Signal kann verwendet werden. So kann zum Beispiel das Freigabelicht (170) grün leuchten, wenn Strom verfügbar ist und kann ausgeschaltet sein, wenn kein Strom verfügbar ist. Alternativ kann das Freigabelicht (170) rot leichten, wenn kein Strom verfügbar ist oder um einen Hardware-Fehler anzuzeigen, der entweder das ISPS Modul oder die integrierte Sitzbox betrifft.
Stromanschlüsse (172) ermöglichen es dem Passagier für seinen Eigengebrauch, Zugang zum Strom zu erlangen, wenn das Freigabelicht (170) anzeigt, dass solcher Strom verfügbar ist. Die Datenanschlüsse (174, 175) stellen den Zugang zu dem RS 232 Anschlussbuchse und den USB-Anschlüssen her, die in der integrierten Sitzbox enthalten sind und auf elektrische Art und Weise mit einem oder mehreren vom Passagier bedienten Einrichtungen verbunden sind, so wie beispielsweise mit einem Personalcomputer, einen Telefonhörer oder einer von der Fluglinie angebotenen Tafel, die dem Passagier die Verwendung von vielen Elementen des Systems erlaubt, wie zum Beispiel ein Internetzugang, E-Mail und Video- und Audioprogrammierung.
Eine exemplarische Stecker-Sequenz verwendet zwei Anschlüsse (172, 172a) zur Stromversorgung und zwei Anschlüsse (173, 173a) um Strom zu ermöglichen, sofern dieser verfügbar ist. Zwei Anschlüsse (174, 174a) werden für eine langsame Datenübertragung über einen RS-232-Anschlussbuchse verwendet, und zwei Anschlüsse (175, 175a) werden für eine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung über USB verwendet. Der Anschluss (176) ist aufgeteilt für langsame Datenübertragung und für Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung, als eine gemeinsame Grundlage.
Die 9 zeigt schematisch die die Erfindung betreffende Kopfstelle (178) oder das Kopfstellenteil des Datenverwaltungssystems des Flugzeuges und ist durch eine unterbrochene Linie (180) von dem Rest des Systems getrennt. Unter Bezugnahme auf die vorhergehend dargestellten Figuren ist ein Teil des Kabels von Sitz zu Sitz (20) dargestellt. Der Flugzeugstrom (162), der während des Rotierens der Turbinenmaschinen des Flugzeuges erzeugt werden kann wird an eine Master-Steuerungseinheit (182) geliefert. Die Master-Steuerungseinheit (182) leitet den Flugzeugstrom zu den Stromversorgungsleitungen der Kabel von Sitz zu Sitz (20) weiter, sofern ISPS dem Steuerungsschaltkreis (184) es ermöglicht, dass er anzeigt, dass Strom für den Gebrauch durch den Passagier verfügbar ist und sicher bereit gestellt werden kann. So ist zum Beispiel üblicherweise die Benutzung von elektronischen Geräten an Bord des Flugzeuges verboten, sofern sich das Flugzeug in einer Höhe von unter 3048 Metern (10,000 Fuß) befindet.
Die Netzwerksteuerung (186) ist mit einer Subsystem-Software ausgestattet, die zur Steuerung von einer Vielzahl von Datenströmen und zur Lieferung von Daten über den IEEE-1394 Datenanschluss, oder einen vergleichbaren Anschluss, programmiert ist, zur Verwendung durch den Passagier. Die Netzwerksteuerung (186) ist mit einer Sequenz von markierten Sitzgruppenrouten ausgestattet, die mit der Sitzanordnung des Flugzeuges übereinstimmen. Sofern die Sitzanordnung geändert wird, wird die Netzwerksteuerung (186) neu programmiert, um die geänderte Sitzanordnung wieder zu spiegeln.
Kommunikation vom Flugzeug weg (188) wird über eine Flugzeugantenne zu einem geeigneten Luft zu Boden Kommunikationssystem übertragen, wie es beispielsweise von dem nordamerikanischen Telefonsystem (NATS) oder dem terrestrischen Flugtelekommunikationssystem (TFTS) in Europa oder über eine Reihe von geeigneten Satelliten gestützten Telekommunikationssystemen angeboten wird. Daten und Fernsprechdaten können so zum Flugzeug und vom Flugzeug weg entsprechend dem üblichen Protokoll bezüglich dieser Art von Systemen fließen.
Eine an Bord befindliche Internetmassenspeichereinheit (190) wird üblicherweise noch bevor das Flugzeug in die Luft geht, mit dem Inhalt einer Anzahl, zum Beispiel von einigen tausend, der am meisten besuchten Internetseiten, geladen. Irgendwann sollten kritische Daten, wie zum Beispiel Börsenkurse, Sportergebnisse, Wetter und Nachrichten während des Fluges auf den neuesten Stand gebracht werden, und zwar in einer dynamischen Art und Weise über eine Luft zu Boden Kommunikationsverbindung (188). Während des Fluges kann der einzelne Passagier Zugang zu diesen Inhalten über Hochgeschwindigkeits-Kommunikations-Leitungen des Kabels von Sitz zu Sitz erlangen.
Vorzugsweise beinhaltet die Internetmassenspeichereinheit (190) um die 18 Gigabyte Speicherkapazität, genug um ungefähr 10,000 Internetseiten zu speichern. Ein Internetserver (192) verbindet sich mit der Netzwerksteuerung (186) um die Internetinhalte zu dem entsprechenden Passagier zu liefern.
Eine Videowiedergabegeräteinheit (194) speichert verschiedene Videos in jedem gewünschten Format, wie beispielsweise als Tonband oder Compact Disc, und überträgt den Videoeingang über eine Hochgeschwindigkeits-Kommunikations-Leitung.
Die Hochgeschwindigkeits-Kommunikations-Leitung hat eine Bandbreite, die in der Lage ist, eine Mehrkanalvideoverteilung zu unterstützen. Das Videosignal kann als Rundfunksignal, als video on demand oder als fast video on demand verteilt werden. Es ist vorgesehen, dass die Wiedergabegeräteeinheiten für mehrere Videos im selben Flugzeug eingesetzt werden, um einen digitalen Ausgang zu erzeugen, damit die Passagiere mit einem Minimum an 12 Kanälen versorgt werden können.
Das Videosystem ist dafür vorgesehen, da es mindestens 2 Stereokanäle über Videokanal anbietet, zweisprachiges Hören auf jedem Videokanal und mindestens ein 3-Kanal-System für die Verteilung von dreisprachigen Hörtiteln in Stereo, zu unterstützen. Die Audio-Anteile der Videotitel können mit der Hintergrundgeräuschaufhebung versorgt werden, falls dies gewünscht wird.
Eine oder mehrere, und üblicherweise mehrere, Audiowiedergabegeräteeinheiten (196) erzeugen mehrere, üblicherweise in der Ordnung von 24, getrennte Audiokanäle. Der Audioausgang kann in einem analogen Format sein, in Übereinstimmung mit ARINC (Aeronautitical Radio Incorporated) (628) (Kabinenausstattungsschnittstellen (CEI), Teile 1–4B, Kabinenverwaltungs- und Unterhaltungssystem), oder vorzugsweise in einem digitalen Format. Es ist vorgesehen, dass 16 von den 24 getrennten Kanälen 8 Stereoaudioprogramme bilden werden und die übrigen 8 Kanäle 8 Monokanäle. Das System liefert Töne in einem dynamischen Bereich von 20 Hz bis zu 20 KHz, so dass das Audiosignal an den Passagieranschlussbuchsen in CD-Qualität sein wird.
Die ARINC Standards können im World Wide Web unter www.arinc.com nachgeprüft werden, siehe 10a–10l.
Die Flugzeugsysteme (198) liefern Daten zum Passagier, die den Flug betreffen. Solche Daten sollten die Tageszeit, die Flugnummer, die Leitwerknummer des Flugzeugs, die Höhe, die Windstärke, den Steuerkurs, die Temperatur, die Position und die geschätzte Ankunftszeit beinhalten. Andere Informationen, wie zum Beispiel der Status von Anschlussflügen, können ebenso geliefert werden.
Ergänzende Videoeingänge, die eine Karte der Flugroute mit einem darüber gesetzten Flugzeug mit der aktuellen Position, Fernsehprogramme oder eine Kamera, die eine Sicht, die dem des Piloten des Flugzeugs vergleichbar ist, beschafft, beinhalten, können dem Passagier angeboten werden.
Eine Arbeitsstation (200) für die Zeit während des Fluges steht der Bordbesatzung zur Verfügung, um auszuwählen, welche Programme für die Passagiere verfügbar sind. Solch eine Programmierung während des Fluges kann eine Auswahl von Video- und Audioprogrammen beinhalten, Ermöglichung und Außerbetriebsetzung des Laptopstroms und die Auswahl von Informationen für den Passagier, wie zum Beispiel Flugsicherheitsinformationen, Flugsteige von Anschlussflügen und den Flugstatus. Diese Arbeitsstationen während des Fluges können ebenso von der Bordbesatzung dazu benutzt werden, um Zugang zu Dienstleistungen an Bord des Flugzeuges und außerhalb des Flugzeuges zu erlangen. Solche Dienstleistungen können den Zugang zum Internet, berufliche und private E-Mails, zu Betriebsdatenbanken der Fluglinie und zur Berichterstattung an die Betriebscenter der Fluglinie beinhalten. Eine andere Anwendung für diese Arbeitsstation besteht in einer letzten Wartung um bei der Identifizierung von fehlerhaften Komponenten des Systems und bei der Reparatur oder beim Austausch von Teilen zu helfen.
Die 11 zeigt schematisch, in einer ausführlicheren Art und Weise, den im Flugzeug eingebauten Internetserver, eine Kombination von einer Netzwerksteuerung und einem Internetserver.
Während es verschiedene Möglichkeiten gibt, dem einzelnen Passagier zu ermöglichen, dass er mit der Kopfstellensteuerung kommuniziert und, falls notwendig, auch vom Flugzeug weg kommunizieren kann, zeigt die 12 schematisch eine Kommunikationsausführungsform. Der Passagier überträgt über einen Personalcomputer (226) eine Anforderung, indem er jede Software nutzt, die durch die Verwendung eines Punkt zu Punkt Protokolls (PPP) kommuniziert und mit einem seriellen Kommunikationsleitungsanschluss, wie z. B. einem RS 232 oder einem USB kommuniziert. Ohne Anspruch auf Vollständigkeit beinhalten folgende Programme Kommunikationsprogramme: Outlook von Microsoft (Redmond, Washington, USA), Outlook Express von Microsoft, Eudora Pro von Qualcomm (San Diego, Kalifornien, USA), Lotus CC: Mail von Lotus Development Corporation (Cambridge, Massachusetts, USA), Netscape Communicator von Netscape (Mountain View, Kalifornien, USA) und Internet Explorer von Microsoft.
Unter Verwendung eines Punkt zu Punkt Protokolls kommuniziert der Personalcomputer (226) mit der Netzwerkschnittstellenkarte (228). Die Netzwerkschnittstellenkarte ist eine Komponente des Datennetzwerkschnittstellenmoduls, das sich in der integrierten Sitzbox befindet. Die Netzwerkschnittstellenkarte (228) erleichtert die Kommunikation mit dem Personalcomputer durch Simulierung einer modernen Schnittstelle. Eine exemplarische Netzwerkschnittstellenkarte, die als ein RTOS arbeitet ist VxWORKs.
Zu den Funktionen der Netzwerkschnittstellenkarte gehört die Identifizierung der Sitzgruppe und die Hinzufügung einer Paket-Routing-Nummer zu den Daten, die vom Personalcomputer (226) erzeugt wurden, so dass jede Antwort richtig geroutet wird und die Verbindungen zwischen den Personalcomputern und dem Datenverwaltungssystem verwaltet werden.
Von der Netzwerkschnittstellenkarte (228) aus werden die Informationen über eine Hochgeschwindigkeits-Kommunikations-Leitung eines Kabels von Sitz zu Sitz in einem Übertragungssteuerungsprotokoll/Internetprotokoll (TCP/IP) an die Netzwerksteuerung (186) übertragen. Die Netzwerksteuerung verwaltet das Routing von Informationen und die Einrichtung von Netzwerkschnittstellenkarten (228). Ergänzend kann die Netzwerksteuerung (186) für das Datenverwaltungssystem ein Wartungsportal bereitstellen.
Wenn die Information, wegen der der Personalcomputer angefragt hat, das Flugzeugsystem (198) betrifft, dann wird die gewünschte Information über ARINC 429/485 (Mark 33 Digitales Informationstransfersystem) zur Netzwerksteuerung zurück übertragen, um sie dann wieder zurück zum Personalcomputer (226) zu übertragen. Wenn die gewünschte Information die Kommunikation mit dem Internet oder am Boden befindlichen Server erfordert, so kann die Netzwerksteuerung (186) die Information über eine Vielzahl von verschiedenen Wegen routen. Die Informationen können übertragen (230) werden, entweder durch ein eigenes oder ein Standard Luft zu Boden Protokoll, wie beispielsweise Airnet (Redmond, Washington, USA) Protokoll (ANETP) und an einen am Boden befindlichen Server (232) übertragen werden. Der am Boden befindliche Server verwaltet die Kommunikation zwischen dem Flugzeug und dem Internet und speichert E-Mail und Internetdaten für die Rückübertragung zur Netzwerksteuerung (186) zwischen, und zwar für die Rückübertragung zur Netzwerksteuerung zu einer geeigneten Zeit durch die Verwendung von Linux, ein Betriebssystem, das Datenpakete in zeitlichen Intervallen überträgt, und dies fast in Echtzeit.
Alternativ kommuniziert die Netzwerksteuerung (186) über TCP/IP, vorzugsweise über eine 100 Basis T-Leitung zu einem an Bord des Flugzeuges befindlichen Internetservers (192). Der an Bord des Flugzeuges befindliche Internetserver (192) speichert Webseiten und E-Mails solange zwischen, bis sie zu einem geeigneten Zeitpunkt vom Flugzeug weg übertragen werden. Ergänzend kann der an Bord befindliche Internetserver sowohl die Echtheit der eingehenden und abgehenden Informationen verifizieren als auch für die Einziehung der Verbindungsgebühren sorgen.
Der an Bord befindliche Internetserver (192) überträgt zu einer geeigneten Zeit die zwischen gespeicherten Mitteilungen zu einer Telefonkabineneinheit (234) über eine Standardfernsprechleitung, wie zum Beispiel ein CEPT-E1, ein weltweiter Fernsprechstandard, der ein ARINC (741) (Flugsatellitenkommunikationssystem) Protokoll nutzt. Die Telefonkabineneinheit (234) kommuniziert mit der Flugzeugantenne (236), die die Informationen zu einem kommerziellen am Boden eingerichteten Fernsprechsystem überträgt, wie z. B. das nordamerikanische Telefonsystem (NATS) oder das europäische terrestrische Flugtelekommunikationssystem (TFTS). Das am Boden eingerichtete System überträgt die Daten über ein öffentliches Umschaltfernsprechnetzwerk (PSTN) zu einem Internet (238) Anbieter.
In einer alternativen Ausführungsform überträgt ein an Bord eines Flugzeuges befindlicher Internetserver Informationen entweder über eine CEPT-E1-Leitung, eine moderne oder über eine ARINC (429) Leitung zu einer Satellitenkommunikationsdateneinheit (240) mittels der Flugzeugantenne (236') zu einem kommerziellen Satellitendatenübertragungsversorgungsnetz, wie z. B. das INMARSAT. Ein Mitglied-Satellit (242) überträgt die Daten zu einer Bodenstation (244) zur Übertragung zu einem PSTN (246) und von dort aus zum Internet. Wie bei der vorigen Ausführungsform, überträgt der am Boden befindliche Server (232) Informationen zwischen dem Internet (238) und dem an Bord befindlichen Internetserver (192).
Auch wenn das System der Erfindung insbesondere für ein Datenverwaltungssystem für ein Flugzeug beschrieben ist, so ist es ebenfalls verwendbar für andere Örtlichkeiten, in denen eine große Anzahl von Personen in identifizierbaren Plätzen positioniert sind, wie zum Beispiel auf einem Passagierschiff, Bus oder Bahn. Ergänzend kann das System in festen Örtlichkeiten genutzt werden, wie beispielsweise in Auditorien, Klassenräumen, Hotels und Schlafsälen.

Claims

Datenverwaltungssystem zum Liefern von Daten an gewählte identifizierbare Sitze (12A–C), umfassend: (a) eine Vielzahl von Datenquellen (194, 196, 198, 190, 200); (b) mindestens eine Stromversorgungsquelle (162); und (c) eine Netzwerksteuerung (186), die die Vielzahl von Datenquellen (194, 196, 198, 190, 200) verwalten kann; dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin folgendes umfasst: (d) eine integrierte Sitzbox (18), die in der Nähe einer Gruppe der identifizierbaren Sitze (12A–C) angeordnet ist, wobei die integrierte Sitzbox (18) die Daten und/oder die Stromversorgung in eine Form umsetzt, die für einen Passagier, der einen der identifizierbaren Sitze (12A–C) belegt, nützlich ist; (e) eine an die integrierte Sitzbox (18) angekoppeltes Datennetzwerkschnittstellenmodul (114), wobei das Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) fehlertolerant ist, so dass ein Ausfall in einer integrierten Sitzbox (18) die normale Funktionsweise sukzessiver Datennetzwerkschnittstellenmodule (114) nicht stört, wobei das Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) eine physikalische Schicht der Stromversorgungsverteilung (76) enthält, die von einem Datenverteilungsmikroprozessor (74) galvanish isoliert (80) ist; und (f) ein Kabel (20) von Sitz zu Sitz, in dem sich Datenkommunikationsleitungen (22) und Stromersorgungsleitungen (42, 44, 464, 48, 50) befinden, wodurch sowohl Daten aus der Vielzahl von Datenquellen (194, 196, 198, 190, 200) als auch Stromversorgung von mindestens einer Stromversorgungsquelle (162) durch die Netzwerksteuerung (186) zu gewählten der identifizierbaren Sitze (12C–C) geroutet werden.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die integrierte Sitzbox (18) eine Vielzahl unabhängig auswechselbarer Funktionsmodule (84A–E) enthält und eines der unabhängig auswechselbaren Funktionsmodule (84A–E) das Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) ist.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der auswechselbaren Funktionsmodule (84A–E) aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: Sitzstromversorgung (94), Audio (120), Video (152), Geräuschaufhebung (134), Fernsprechen (142) und Kombinationen davon, die in der integrierten Sitzbox (18) installiert sind.
Datenvertwaltungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass, die Vielzahl unabhängig auswechselbarer Module (84A–E) ein sitzinternes Stromvesorgungsmodul (94) umfasst, das 115-Volt-Dreiperiodenwechselstrom in 11–16 Volt Gleichstrom umsetzt.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das sitzinterne Stromversorgungsmodul (94) eine Freigabeschaltung (104) enthält, wodurch die 11–16 Volt Gleichstrom nur dann einer Anschlussbuchse zugeführt werden, wenn eine vorbestimmte minimale Schwellenstromversorgungsanforderung erfüllt ist.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl unabhängig auswechselbarer Module (84A–E) ein Audiofunktionsmodul (12) mit einer Anschlussbuchse (102) zum Aufnehmen einer digitalen Passagierbedieneinheit (124) umfasst.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Passagierbedieneinheit (124) eine Anschlussbuchse (130) zum Aufnehmen des Kopfsprechhörers eines Passagiers enthält.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfsprechhörer des Passagiers ein Mikrofon enthält, das eine bidirektionale Fernsprechkommunikation ermöglicht.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die digitale Passagierbedieneinheit (124) eine Tastatur enthält und das Audiomodul (120) Fernsprechen unterstützt, wodurch der Passagier über eine Kombination des Kopfsprechhörers mit dem Mikrofon mit einem öffentlichen Fernsprechwählnetz (246) kommunizieren kann.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fernsprechmodul (120) eine Schnittstelle mit einer Ablage aufweist, die wirkt, um eine Antenne eines Mobiltelefons zu deaktivieren, es aber einem Passagier gestattet, über das Mobiltelefon und das Fernsprechmodul mit einem öffentlichen Fernsprechwählnetz (246) zu kommunizieren.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (20) von Sitz zu Sitz eine Vielzahl der integrierten Sitzboxen (18) sowohl mit anderen der integrierten Sitzboxen (18) als auch mit einem Kopfstellenteil (178) verbindet.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel (20) von Sitz zu Sitz mindestens eine der Stromversorgungsleitungen (42, 44, 46, 48, 50) und mindestens eine der Datenkommunikationsleitungen (22) enthält, die elektrisch voneinander isoliert in einem gemeinsamen Gesamtmantel (70) angeordnet sind.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenkommunikationsleitung (22) Daten von mindestens 400 Megabit pro Sekunde übertragen kann.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Datenkommunikationsleitung (22) vier miteinander verdrillte isolierte Kupferleitungen (24, 26, 28, 30) umfasst.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Stromversorgungsleitung (42, 44, 46, 48, 50) Dreiphasenwechselstrom, eine Erde und einen Neutralleiter unterstützt.
Auf einem Transportsystem installiertes Datenverwaltungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfstellenteil (178) folgendes enthält: eine Master-Steuereinheit (182), die wirkt, um eine Stromversorgung des Transportsystems zu dem Kabel (20) von Sitz zu Sitz zu routen, eine Netzwerksteuerung (186), die wirkt, um den Fluss mehrerer Datenströme zwischen gewählten Einrichtungen (194, 196, 198, 190, 200) und gewählten Passagieren (12A–C) zu steuern, und einen Internetserver (192), der den Fluss mehrerer Datenströme zwischen einem Massenspeichereinheitenserver (190) und gewählten Passagieren (12A–C) steuern kann.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Datennetzwerkschnittstellenmodul (114) in Echtzeit einen Datentransfer zwischen einem gewählten Passagier und dem Kopfstellenteil (178) bewirken kann.
Datenwaltungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Massenspeichereinheitenserver (190) auf dem Transportsystem befindet und mindestens 18 Gigabyte Speicherung enthält.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem weiterhin eine Workstation enthält, die eine Schnittstelle mit dem Kopfstellenteil (178) aufweist und für mindestens eine Funktion aus der folgenden Gruppe wirkt: Deaktivieren defekter integrierter Sitzboxen (18), Deaktivieren der Benutzung integrierter Sitzboxen (18), die mit inkompatiblen persönlichen Geräten verbunden sind, Deaktivieren des Lieferns von Video und Deaktivieren des Lieferns eine Stromversorgung.
Datenverwaltungssystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist: ein Flugzeug, ein Schiff, ein Bus und ein Zug.
Datenvenwaltungssystem nach Anspruch 1, das Datenverwaltung für einen Veranstaltungsort bereitstellt, an dem sich eine Anzahl von Menschen an identifizierbaren Positionen befindet.