FR3006135A1

FR3006135A1 - Systeme de telecommunication pour aeronef au sol.

Info

Publication number: FR3006135A1
Application number: FR1354640A
Authority: FR
Inventors: Stephane Besseau; Jean-Max Huet; Francois Michaud
Original assignee: Airbus Operations SAS; Airbus SAS
Current assignee: Airbus Operations SAS; Airbus SAS
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2014-11-28
Anticipated expiration: 2033-05-23
Also published as: FR3006135B1

Abstract

L'invention concerne un système de communication entre un aéronef et un centre opérationnel/centre de maintenance d'une compagnie aérienne. Le système de communication comprend un serveur embarqué (110) à bord de l'aéronef et un routeur au sol (120), relié au serveur embarqué au moyen d'une liaison sans fil à très haut débit (150), le routeur au sol étant en outre équipé d'une pluralité d'interfaces (125) respectivement reliées à une pluralité de réseaux de communication (180).

Description

SYSTÈME DE TÉLÉCOMMUNICATION POUR AÉRONEF AU SOL DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne de manière générale le domaine des télécommunications avioniques et plus particulièrement un système de télécommunication permettant le transfert de données au sol entre un aéronef et un serveur. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les besoins en transfert de données au sol entre un aéronef et le centre opérationnel (AOC) ou le centre de maintenance de la compagnie aérienne se sont considérablement accrus ces dernières années. En effet, un aéronef arrivant à la porte de débarquement ou stationnant au sol lors d'une escale doit transmettre des rapports de maintenance au centre opérationnel de manière à alerter le centre opérationnel des pannes éventuelles et, le cas échéant, lui signaler les équipements (LRUs) à vérifier ou à remplacer. Les rapports de maintenance sont généralement établis au cours du vol et transmis lorsque l'aéronef est au sol via le système de communication ACARS (Aircraft Communication Addressing and Reporting System), de préférence en encapsulant ces messages dans des paquets IP (AoIP : ACARS over IP) comme décrit dans la demande EP-A-2154865 déposée au nom de la présente demanderesse. D'autres rapports tels que les rapports QAR (Quick Access Recorder) ou DAR (Digital ACMS Recorder) peuvent compléter les analyses techniques pour la maintenance mais aussi servir pour des analyses de qualité des opérations. Ces rapports 5 étant particulièrement volumineux, sont actuellement transmis au sol, manuellement, par transport sur un support physique. Par ailleurs, un aéronef doit régulièrement mettre à jour les logiciels hébergés dans ses systèmes 10 embarqués. Pour réduire autant que possible le temps d'immobilisation de l'aéronef, cette mise à jour intervient de préférence de manière transparente lorsque l'aéronef stationne au sol. La multiplication des logiciels embarqués, en particulier dans les 15 aéronefs utilisant une architecture IMA (Integrated Modular Avionics), conduit là encore à devoir transférer des volumes importants de données dans un laps de temps relativement court. Certains acteurs du domaine aéronautique ont 20 proposé d'utiliser des supports de transmission grand public pour transmettre des données lorsque l'aéronef est au sol, par exemple via le réseau GPRS ou UMTS, une borne Wi-Fi voire une station Wi-Max. Etant donné la diversité des supports de 25 transmission utilisés dans les aéroports, l'aéronef devrait être alors équipé d'un grand nombre d'interfaces et d'antennes différentes, conformes aux différents standards possibles, pour pouvoir bénéficier des facilités de transmission à faible coût sur les 30 supports de transmission en question.

Le problème à la base de l'invention est de permettre le transfert au sol d'une grande quantité de données entre un aéronef et le centre opérationnel/ centre de maintenance de la compagnie aérienne, via des moyens de communication grand public sans avoir à multiplier le nombre d'interfaces de communication et/ou d'antenes à bord de l'aéronef. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention est définie par un système 10 de communication comprenant un serveur embarqué à bord d'un aéronef pour transmettre et recevoir des paquets de données ainsi qu'un routeur au sol relié au serveur embarqué au moyen d'une liaison sans fil à très haut débit, le routeur au sol étant en outre équipé d'une 15 pluralité d'interfaces destinées à être respectivement reliées à une pluralité de supports de transmission. Ainsi, les communications entre l'aéronef et le sol ne nécessitent plus de disposer à bord de l'aéronef d'une pluralité d'interfaces conformes à différents 20 standards mais d'une seule liaison à très haut débit, la prise en charge des différents standards étant déportée au niveau du routeur au sol. Par exemple, la liaison sans fil à très haut débit peut être une liaison conforme à la norme IEEE 25 802.11ac ou IEEE 802.11ad. Ladite pluralité de supports de transmission peut aussi comprendre des liaisons sans fil appartenant à des réseaux GPRS, UMTS, LTE, LTE-Advanced ou des liaisons WiFi, WiMAX, Gigabit WiMAX, AeroMACS.

En outre, ladite pluralité de supports de transmission peut comprendre au moins une liaison filaire. Le routeur est avantageusement équipé d'au moins 5 un port USB pour pouvoir être équipé d'interfaces supplémentaires. Le routeur au sol comprend avantageusement un premier buffer pour stocker des paquets de données transmis par le serveur embarqué sur la liaison sans 10 fil à très haut débit, les paquets de données ainsi stockés étant ensuite transmis sur l'un desdits supports de transmission. Le routeur au sol peut également comprendre un second buffer pour stocker des paquets de données à 15 destination de l'aéronef, lesdits paquets de données étant transmis au serveur embarqué via la liaison sans fil à très haut débit lorsque la présence de l'aéronef est détectée par le routeur au sol, cette présence pouvant être détectée au moyen d'un message 20 d'identification crypté transmis par le serveur embarqué. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de 25 l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention fait en référence avec la figure jointe représentant schématiquement un système de communication pour aéronef au sol selon un mode de réalisation de 30 l'invention.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'idée à la base de l'invention est d'utiliser un support de transmission sans fil unique, à très haut débit, entre l'aéronef et un routeur au sol, le routeur au sol étant relié à une pluralité de supports de transmission grand public de manière à pouvoir router des paquets de données de l'aéronef vers ces différents supports et réciproquement à pouvoir transférer des paquets de données à destination de l'aéronef à partir de l'un quelconque de ces supports. Ainsi, l'adjonction, le remplacement ou la suppression d'un support de transmission n'impactera pas le système de télécommunication de l'aéronef. En outre, le très haut débit entre l'aéronef et le routeur au sol permettra d'effectuer le transfert de données en mode transparent, c'est-à-dire sans nécessiter de temps d'immobilisation supplémentaire de l'aéronef pour les besoins du transfert de données. La figure unique représente de manière 20 schématique un système de communication au sol selon un mode de réalisation de l'invention. On a désigné par 110 un serveur embarqué à bord de l'aéronef 100. Ce serveur est relié à une pluralité d'applications avioniques qui peuvent être hébergées 25 dans des modules avioniques 115 de type IMA ou bien dans des équipements dédiés. Le serveur 100 peut par exemple recevoir des messages ACARS de ces applications et encapsuler les messages dans des paquets IP pour les transmettre au routeur au sol 120. Réciproquement, le 30 serveur peut recevoir des paquets IP et récupérer, le cas échéant, des messages ACARS qu'ils contiennent. Les modules avioniques peuvent être reliés au serveur embarqué au moyen d'un réseau AFDX (Avionics Full DupleX Network) ou d'un réseau ARINC 429, de manière connue en soi.

Le serveur embarqué 110 peut en outre transférer ou recevoir des fichiers, sous forme de paquets IP, selon le protocole FTP (File Transfer Protocol) ou, de préférence, selon une variante sécurisée, le protocole FTPS (File Transfer Protocol Secure). Ainsi par exemple, des fichiers de mise à jour de logiciels embarqués peuvent être reçus par le serveur embarqué 110 avant d'être téléchargés dans l'équipement avionique concerné. Le routeur au sol, 120, peut être installé dans une passerelle d'embarquement ou plus généralement à proximité immédiate de la porte d'embarquement. Alternativement, il peut être installé à bord d'un véhicule, par exemple d'un véhicule chargé de la maintenance des aéronefs, le véhicule venant se placer à proximité de l'aéronef lorsque celui-ci stationne au sol. Ce sera notamment le cas lorsque l'aéronef ne peut accéder directement à la porte d'embarquement. La liaison entre le serveur embarqué, 110, et le routeur au sol, 120, est une liaison sans fil à très haut débit, 150. Par très haut débit, on entend ici des débits allant de plusieurs centaines de Mb/s à une dizaine de Gb/s. Par exemple la liaison en question pourra être une liaison WiGig à 60GHz, dite aussi WiFi 802.11 ad, autorisant un débit de 7 Gb/s, soit un débit presque 50 fois supérieur au débit d'une liaison WiFi 802.11 n classique. Le standard 802.11ad a été publié le 28.12.2012 et est disponible sur le site www.techstreet/ieee/subgroups/38370. Alternativement, la liaison pourra être une liaison WiFi 5G, dite aussi WiFi 802.11ac, autorisant un débit allant de 500 Mb/s à près de 7 Gb/s, selon le nombre de canaux utilisés. Le routeur au sol 120 comporte par ailleurs une pluralité d'interfaces 125 respectivement reliées à une pluralité de supports de transmission, 180, utilisant des liaisons sans fil, 160 ou des liaisons filaires, 170. Par exemple, dans le premier cas, en fonction des moyens de communication disponibles dans l'aéroport ou le hangar de maintenance, le routeur pourra être équipé d'une ou plusieurs interfaces choisies parmi une interface GPRS, une interface 3G (système UMTS), une interface 4G (LTE, LTE-Advanced, WiMAX, Gigabit WiMAX), une interface WiFi, une interface Gatelink telle que spécifiée dans la norme Arinc 822, une interface WiMAX (IEEE 802.16) voire une interface AeroMACS (Aeronautical Mobile Airport Communication Systems) basée sur un profil particulier du standard WiMAX (IEEE 802.16). On pourra trouver une description du système AeroMACS dans l'ouvrage de James M. Budinger and Edward Hall (2011) intitulé Aeronautical Mobile Airport Communications System (AeroMACS), Future Aeronautical Communications, Dr. Simon Plass (Ed.) Dans le second cas précité, le routeur pourra être relié par une liaison filaire à un réseau Ethernet (LAN) de l'aéroport.

Le routeur au sol, 150, est avantageusement équipé d'au moins une prise USB permettant d'ajouter des cartes d'interfaces supplémentaires de type « plug and play » pour lui permettre d'utiliser d'autres supports de transmission au fur et à mesure qu'ils deviennent disponibles.

Dans tous les cas, le routeur au sol, 150, possède autant d'adresses IP que de réseaux auxquels il est connecté. Les paquets de données, provenant de l'aéronef et transférés au routeur au sol via la liaison à très haut débit, sont routés via Internet à la machine destinataire, 190, par exemple au serveur de maintenance de la compagnie aérienne. Réciproquement, les messages du serveur de maintenance ou du centre opérationnel de la compagnie aérienne sont routés via Internet jusqu'au routeur au sol, 120, puis transférés au serveur embarqué via la liaison sans fil à très haut débit, 150. Avantageusement, le routeur au sol, 120, est équipé d'un buffer pour stocker les paquets sur la voie descendante. Ce buffer permet l'adaptation de débit entre la liaison très haut débit, 150, et les supports de transmission, 180. Ainsi, lorsque l'aéronef stationne au sol, par exemple lorsqu'il est à la porte d'embarquement, un rapport de maintenance même volumineux peut être transmis dans un bref intervalle de temps, le buffer étant ensuite vidé à plus faible débit via l'un des supports de transmission. Réciproquement, le routeur au sol peut stocker des paquets sur la voie montante dans l'attente de l'arrivée de l'aéronef à la porte d'embarquement.

Lorsque la présence de l'aéronef est détectée, par exemple lorsque le routeur reconnaît un message d'indentification crypté de l'aéronef, le routeur vide son buffer sur la liaison sans fil à très haut débit, 150. Par exemple, lorsqu'une mise à jour logicielle doit être effectuée sur un aéronef, le serveur de maintenance peut transmettre le fichier correspondant au serveur au sol, avant que l'aéronef n'ait atterri, celui-ci n'étant téléchargé qu'ultérieurement via la liaison 150. Ainsi, on utilise de manière optimale le très haut débit sur la liaison, 150, aussi bien sur la voie descendante que sur la voie montante, le débit étant en outre rendu sensiblement indépendant du support de transmission utilisé.15

Claims

REVENDICATIONS1. Système de communication comprenant un serveur embarqué (110) à bord d'un aéronef (100) pour 5 transmettre et recevoir des paquets de données, caractérisé en ce qu'il comprend un routeur au sol (120) relié au serveur embarqué au moyen d'une liaison sans fil à très haut débit (150), le routeur au sol étant en outre équipé d'une pluralité d'interfaces 10 (125) destinées à être respectivement reliées à une pluralité de supports de transmission (180).
2. Système de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison sans 15 fil à très haut débit (150) est une liaison conforme à la norme IEEE 802.11ac ou IEEE 802.11ad.
3. Système de communication selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite 20 pluralité de supports de transmission (180) comprend des liaisons sans fil (160) appartenant à des réseaux GPRS, UMTS, LTE, LTE-Advanced ou des liaisons WiFi, WiMAX, Gigabit WiMAX, AeroMACS. 25
4. Système de communication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite pluralité de supports de transmission comprend en outre au moins une liaison filaire (170).
5. Système de communication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le routeur est équipé d'au moins un port USB.
6. Système de communication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le routeur au sol (120) comprend un premier buffer pour stocker des paquets de données transmis par le serveur embarqué sur la liaison sans fil à très haut débit (150), les paquets de données ainsi stockés étant ensuite transmis sur l'un desdits supports de transmission (180).
7. Système de communication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le routeur au sol (120) comprend un second buffer pour stocker des paquets de données à destination de l'aéronef, lesdits paquets de données étant transmis au serveur embarqué via la liaison sans fil à très haut débit (150) lorsque la présence de l'aéronef est détectée par le routeur au sol.
8. Système de communication selon la revendication 7, caractérisé en ce que la présence de l'aéronef est détectée au moyen d'un message d'identification crypté transmis par le serveur embarqué.