FR3030162A1

FR3030162A1 - Procede d'echange de trames de donnees numeriques et systeme de communication associe

Info

Publication number: FR3030162A1
Application number: FR1402808A
Authority: FR
Inventors: Patrice Georges Paul Toillon; Champeaux Paul Marie Boivin; David Jose Faura; Michael Andre Templier; William Terroy
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-06-17
Anticipated expiration: 2034-12-10
Also published as: FR3030162B1; US20160173472A1; US10187365B2

Abstract

Ce procédé (100) utilisable dans un système de communication de données numériques comportant un réseau de communication constitué d'une pluralité de nœuds, et une pluralité d'équipements abonnés raccordés chacun à un nœud, comprend : - une phase d'émission (P1) comportant les étapes de limitation (105) de la taille de chaque trame à émettre, d'ajout (125) d'informations d'identification, et d'émission (130) des trames avec un intervalle d'émission prédéterminé ; et - une phase de transmission (P2) comportant les étapes de contrôle (140) de la conformité à des conditions d'entrée, de retrait (145) de chaque trame non-conforme, de réplication (150) de chaque trame conforme, de contrôle (155) de la conformité à des conditions de sortie, de retrait (160) de chaque trame non-conforme, d'émission (165) de chaque trame conforme, et de mémorisation (170) de l'information d'identification de chaque trame transmise.

Description

1 Procédé d'échange de trames de données numériques et système de communication associé La présente invention concerne un procédé d'échange de trames de données numériques. Plus particulièrement, l'invention se rapporte à un tel procédé d'échange dans un système de communication de données numériques pour des applications avioniques comportant au moins : - un réseau de communication constitué d'une pluralité de noeuds de communication reliés entre eux par des moyens de transmission comprenant des supports physiques et/ou sans fil pour transmettre les trames et comportant une pluralité de ports externes d'entrée et/ou de sortie raccordant ce noeud à au moins un autre noeud, au moins certains des noeuds comportant en outre au moins un port interne d'entrée et/ou de sortie raccordant ce noeud à un équipement abonné, chaque noeud de communication permettant de transmettre des trames issues de l'un des ports externes et/ou internes d'entrée vers au moins l'un des ports externes et/ou internes de sortie ; - une pluralité d'équipements abonnés, chaque équipement abonné étant raccordé à un noeud de communication via au moins un port interne et apte à émettre et/ou à recevoir des trames dans le et/ou issues du réseau de communication via ce noeud de 20 communication. La présente invention concerne également un système de communication mettant en oeuvre ce procédé. Différents procédés d'échange de trames de données numériques dans un réseau de communication existent dans l'état de la technique.

25 De manière générale, ces procédés comprennent différentes techniques d'échange de trames permettant en particulier de minimiser la perte de données lors de ces échanges. Une telle perte peut par exemple survenir lorsqu'un ou plusieurs noeuds de communication ne sont pas opérationnels ou lorsque des chemins physiques ou de moyens de communication sans fils raccordant ces noeuds, ne permettent pas une 30 transmission valide des trames. Le problème de perte de données lors de ces transmissions est traité avec une attention particulière dans les applications avioniques. En effet, une telle perte peut conduire au dysfonctionnement d'un système avionique ce que remet en cause la sécurité globale de l'aéronef utilisant ce système avionique.

35 Pour remédier à ce problème, il a été notamment proposé d'utiliser des réseaux de communication comportant des chemins et/ou des noeuds de communication redondants.

3030162 2 Ainsi, par exemple, pour des réseaux à topologie en boucle, il est connu le raccordement des noeuds de communication par des chemins physiques redondants, comme par exemple le raccordement en tresses interconnectées. Une telle technique de raccordement consiste à raccorder par une liaison directe, chaque noeud de la boucle aux 5 noeuds voisins de chaque noeud voisin immédiat de ce noeud. Ceci permet alors d'assurer la transmission de trames dans le réseau dans le cas de dysfonctionnement de l'un des noeuds voisins immédiats de ce noeud. Il est également connu l'utilisation de chemins physiques complémentaires dits « by-pass » mettant en oeuvre des composants actifs dédiés dits « by-pass » permettant 10 de raccorder directement un noeud de communication à un autre noeud de la boucle qui n'est pas son voisin immédiat. Dans tous les cas de raccordement par des chemins physiques redondants, une gestion de transmission de trames empruntant ces chemins, est nécessaire. Cette gestion doit permettre d'éviter notamment des collisions entre les trames et d'assurer 15 l'acheminement de chaque trame empruntant un chemin redondant. Dans les solutions existantes, cette gestion s'avère complexe et difficile à mettre en place dans les réseaux existants. De plus, de manière générale, cette gestion dépend de la topologie du réseau. La présente invention a pour but de proposer un procédé d'échange de trames permettant d'assurer une gestion d'échange de trames via des chemins physiques redondants de manière particulièrement simple, robuste et facilement adaptable à toute topologie du réseau et ceci sans faire appel à des composants actifs dédiés « by-pass ». Ce procédé présente une approche systématique contrôlée avec une loi simple et prédéfinie. À cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'échange de trames comprenant au moins une phase d'émission de trames mise en oeuvre par au moins un équipement abonné et comportant les étapes suivantes : - limitation de la taille de chaque trame à émettre par une valeur de taille maximale prédéterminée, - ajout d'informations d'identification dans chaque trame à émettre pour élaborer une trame dupliquée, et - émission des trames à émettre avec un intervalle d'émission prédéterminé et défini mathématiquement en fonction de la topologie du réseau, vers au moins un port interne d'entrée du noeud de communication correspondant ; et - une phase de transmission de trames mise en oeuvre par au moins un noeud de communication et comportant les étapes suivantes : 3030162 3 - contrôle de la conformité à des conditions d'entrée prédéterminées, de chaque trame reçue via un port externe ou interne d'entrée, - retrait de chaque trame non-conforme aux conditions d'entrée, - réplication de chaque trame conforme aux conditions d'entrée pour créer une 5 trame répliquée pour chaque port externe ou interne de sortie, - contrôle de la conformité à des conditions de sortie prédéterminées, de chaque trame répliquée, - retrait de chaque trame répliquée non-conforme aux conditions de sortie, - émission de chaque trame répliquée conforme aux conditions de sortie via le port 10 externe ou interne de sortie correspondant, - mémorisation de l'information d'identification de chaque trame transmise et respectant les conditions d'entrée et les conditions de sortie. Selon des modes particuliers de réalisation de l'invention, le procédé comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : 15 - l'intervalle d'émission est supérieur ou égal au temps maximal séparant l'instant d'émission d'une trame émise par un équipement abonné émetteur de l'instant où tous les ports externes d'entrée de l'ensemble des noeuds de communication ont au moins reçu une réplique de la trame. - la valeur de taille maximale de trames est sensiblement identique pour toutes les 20 trames à émettre et définie pour chacun des équipements abonnés. - chaque information d'identification pour une trame à émettre est basée sur un identificateur de l'équipement abonné ayant élaboré cette trame et de l'identificateur de chacun des ports de l'équipement abonné émettant la trame dupliquée correspondant à cette trame et de préférence, comprend au moins certaines des caractéristiques choisies 25 dans le groupe comportant au moins : - heure d'élaboration de cette trame ; - numéro de séquence d'élaboration de cette trame ; - identificateur d'un groupe de trames contenant cette trame, et - identificateur des noeuds de communication voisins immédiats dans la topologie 30 du réseau. - l'information d'identification pour une trame à émettre comprend en outre une séquence de contrôle d'intégrité de cette information d'identification, ladite séquence de contrôle étant basée sur un code de contrôle de redondance cyclique de cette information d'identification. 35 - ledit code de contrôle de redondance cyclique est obtenu à partir d'une loi prédéterminée pour l'équipement abonné ayant élaboré la trame correspondante. 3030162 4 - chaque trame est compatible avec le format du type ARINC 664. - ladite séquence de contrôle d'intégrité de l'information d'identification de cette trame est initialisée à partir de l'adresse MAC de l'équipement abonné ayant élaboré la trame correspondante. 5 - au moins un équipement abonné est raccordé au noeud de communication correspondant via une pluralité de ports internes d'entrée et/ou de sortie ; et la phase d'émission de trames mise en oeuvre par cet équipement abonné comprend en outre une étape de duplication de chaque trame à émettre pour créer une trame dupliquée pour chaque port interne d'entrée du noeud de communication correspondant. 10 - chaque condition d'entrée d'une trame reçue par un noeud de communication via un port externe et/ou interne d'entrée est configurable pour ce noeud de communication et choisie dans le groupe comprenant au moins : conformité aux informations d'identification de cette trame ; respect de la limitation de la taille de cette trame ; respect de l'intervalle d'émission de cette trame. 15 - ledit groupe comprend en outre le contrôle de la cohérence entre le résultat de calcul d'un code de contrôle de redondance cyclique de l'information d'identification de cette trame à partir d'une loi prédéterminé, et de la séquence de contrôle d'intégrité contenu dans cette trame, ladite loi prédéterminée étant dissemblable de la loi prédéterminée de l'équipement abonné ayant élaboré la trame (T) correspondante. 20 - les conditions d'entrée d'une trame reçue par un noeud de communication via un port externe et/ou interne d'entrée comprennent en outre la non-réception au préalable par ce port d'entrée d'une trame ayant au moins certaines informations d'identification identiques à celles de la trame reçue. - les conditions de sortie d'une trame à émettre par un noeud de communication 25 via un port externe et/ou interne de sortie comprennent la non-transmission au préalable par ce port de sortie d'une trame ayant au moins certaines informations d'identification identiques à celles de la trame à émettre. - le contrôle de la conformité aux conditions d'entrée est commun pour l'ensemble des ports externes et/ou internes d'entrée de chaque noeud de communication. 30 - au moins certaines conditions d'entrée sont contrôlées par le noeud de communication correspondant uniquement pour des trames entrant via un port interne d'entrée et provenant de l'équipement abonné correspondant, ou via un port externe d'entrée et provenant de l'équipement abonné d'un noeud de communication voisin. - les noeuds de communication forment au moins deux domaines de 35 communication distincts ; et chaque domaine de communication comporte au moins un noeud de communication comportant au moins un port extra-domaine, le port extra- 3030162 5 domaine étant un port d'entrée et/ou de sortie permettant de raccorder ce domaine de communication à un autre domaine de communication. - les conditions d'entrée et/ou de sortie appliquées à un port extra-domaine sont configurables pour le noeud de communication correspondant et basées sur les 5 informations d'identification de trames. - la valeur de taille maximale de trames et l'intervalle d'émission sont configurables de manière indépendante dans chaque domaine. L'invention a également pour objet un système de communication de données numériques pour des applications avioniques comportant au moins : 10 - un réseau de communication constitué d'une pluralité de noeuds de communication reliés entre eux par des moyens de transmission comprenant des supports physiques et/ou sans fil pour transmettre les trames et comportant une pluralité de ports externes d'entrée et/ou de sortie raccordant ce noeud à au moins un autre noeud, au moins certains des noeuds comportant en outre au moins un port interne d'entrée et/ou 15 de sortie raccordant ce noeud à un équipement abonné, chaque noeud de communication permettant de transmettre des trames issues de l'un des ports externes et/ou internes d'entrée vers au moins l'un des ports externes et/ou internes de sortie ; - une pluralité d'équipements abonnés, chaque équipement abonné étant raccordé à un noeud de communication via au moins un port interne et apte à émettre et/ou à 20 recevoir des trames dans le et/ou issues du réseau de communication via ce noeud de communication. Chaque équipement abonné comporte des moyens de traitement en émission aptes à : - limiter la taille de chaque trame à émettre par une valeur de taille maximale prédéterminée, 25 - ajouter des informations d'identification dans chaque trame à émettre pour élaborer une trame dupliquée, et - émettre des trames à émettre avec un intervalle d'émission prédéterminé et défini mathématiquement en fonction de la topologie du réseau, vers au moins un port interne d'entrée du noeud de communication correspondant.

30 Chaque noeud de communication comporte des moyens de traitement en transmission aptes à : - contrôler la conformité à des conditions d'entrée prédéterminées, de chaque trame reçue via un port externe ou interne d'entrée, - retirer chaque trame non-conforme aux conditions d'entrée, 35 - répliquer chaque trame conforme aux conditions d'entrée pour créer une trame répliquée pour chaque port externe ou interne de sortie, 3030162 6 - contrôler la conformité à des conditions de sortie prédéterminées, de chaque trame répliquée, - retirer chaque trame répliquée non-conforme aux conditions de sortie, - émettre chaque trame répliquée conforme aux conditions de sortie via le port 5 externe ou interne de sortie correspondant, - mémoriser l'information d'identification de chaque trame transmise et respectant les conditions d'entrée et les conditions de sortie. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est un schéma illustrant un système de communication selon 10 l'invention, le système de communication comportant un réseau de communication comprenant une pluralité de noeuds de communication, et une pluralité d'équipements abonnés ; - la figure 2 est un schéma illustrant un autre exemple de réalisation du réseau de la figure 1 ; 15 - la figure 3 est un schéma illustrant en détail un noeud de communication de la figure 1 ; - la figure 4 est un schéma illustrant en détail un équipement abonné de la figure 1 ; et - la figure 5 est un organigramme illustrant des étapes principales du procédé 20 selon l'invention. On a en effet illustré sur la figure 1, un exemple d'un système de communication 10 selon l'invention. Ce système de communication 10 est utilisable dans des applications avioniques et comporte par exemple un réseau de communication désigné sur la figure 1 par la 25 référence générale R. Le réseau de communication R est formé par exemple de deux domaines de communication qui sont désignés sur la figure 1 par les références générales D1 et D2. Chaque domaine de communication D1, D2 est constitué d'une pluralité de noeuds de communication permettant de transmettre des trames, et d'une pluralité d'équipements 30 abonnés aptes à émettre et/ou à recevoir des trames dans le et/ou issues du réseau de communication R, via au moins un noeud de communication. Le format de chaque trame à transmettre est conforme par exemple à la norme du type ARINC 664.

3030162 7 Les domaines de communication D1, D2 sont aptes à supporter par exemple des transmissions de trames de criticités différentes. En variante, les domaines de communication D1, D2 se distinguent par exemple par la nature des équipements abonnés.

5 Sur la figure 1, les noeuds de communication du domaine D1 sont au nombre de dix et sont désignés par les références générales Ni ià N1 1o. De manière analogue, les noeuds de communication du domaine D2 sont au nombre de dix et sont désignés par les références générales N21 à N210. Chaque noeud de communication N1 présente par exemple un commutateur 10 réseau. Un tel commutateur est également connu sous le terme anglais « Intermediate System » signifiant littéralement en français « système intermédiaire ». Sur la même figure 1, les équipements abonnés du domaine D1 sont au nombre de quatre et sont désignés par les références générales E11 à E15. Ces équipements sont raccordés au réseau de communication R respectivement via les noeuds N1 1, Ni 2, N1 7, 15 Ni set N1 io. De manière analogue, les équipements abonnés du domaine D2 sont au nombre de trois et sont désignés par les références générales E21 à E23. Ces équipements sont raccordés au réseau de communication R respectivement via les noeuds N21, N22 et N26. Chaque équipement abonné Eu présente par exemple un calculateur ou tout autre 20 équipement avionique raccordé au réseau de communication R. Les noeuds de communication Nu de chaque domaine de communication D1, D2 sont reliés entre eux par des moyens de transmission sans fil et/ou à supports physiques pour assurer la transmission des trames via le réseau R. Ainsi, sur la figure 1, les noeuds de communication sont reliés entre eux par un 25 premier ensemble de liaisons 12, 14 et par un deuxième ensemble de liaisons 16, 18. Le premier ensemble de liaisons 12, 14 forme une topologie physique ou logique en boucle comme ceci est illustré sur la figure 1. Ainsi, dans cette topologie, chaque noeud de communication N11 est raccordé à deux noeuds voisins suivant un sens horaire et un sens antihoraire de transmission de trames.

30 II doit tout de même être compris que la présente invention est applicable à toute topologie du réseau R et que la figure 1 ne représente qu'un exemple de topologies. Le deuxième ensemble de liaisons 16, 18 est constitué de liaisons formant des chemins supplémentaires augmentant le degré de redondance du premier ensemble de liaisons 12, 14 dans le réseau R.

3030162 8 Ainsi, sur la figure 1, le deuxième ensemble de liaisons physiques 16, 18 est constitué de liaisons intra-boucle raccordant au moins certains noeuds N1 de la boucle à au moins un autre noeud distinct de chacun des noeuds voisins de ces noeuds j. Bien entendu, de nombreux autres exemples de raccordement de noeuds Nu entre 5 eux dans le réseau de communication R par des liaisons présentant des chemins redondants, sont également possibles. Il est par exemple possible d'avoir le raccordement des noeuds dit « en mailles » (voir figure 2), dans lequel chaque noeud est relié à quatre noeuds voisins pour former un maillage.

10 Il est également possible d'avoir une combinaison des méthodes de raccordement précitées. Il est également possible d'avoir un réseau de communication avec un nombre de domaines différents de celui présenté sur la figure 1. En outre, ces domaines peuvent présenter des topologies différentes.

15 La structure d'un noeud de communication Nu dans le cas du réseau R en boucle, par exemple du noeud Ni 1, est illustrée plus en détail sur la figure 3. Ainsi, en référence à la figure 3, le noeud Ni 1 comporte trois ports internes Li à L3 raccordant ce noeud à l'équipement abonné E1 1, un port externe CW raccordant ce noeud au noeud voisin N1 10 selon le sens horaire de la boucle via une liaison du premier 20 ensemble de liaisons, un port externe C-CW raccordant ce noeud au noeud voisin N1 2 selon le sens antihoraire de la boucle via une liaison du premier ensemble de liaisons, et un port externe I raccordant ce noeud par exemple au noeud Ni 6 via une liaison intraboucle du deuxième ensemble de liaisons. Chaque port interne Li à L3 du noeud de communication Ni 1 est apte à recevoir 25 des trames issues de l'équipement abonné Ei 1 et à transmettre des trames issues des ports externes vers cet équipement Ei 1. De manière analogue, chaque port externe du noeud de communication Ni 1 est apte à recevoir des trames issues du noeud de communication auquel il est raccordé, et à transmettre des trames issues d'autres ports externes et/ou internes du noeud de 30 communication Ni 1 vers le noeud de communication auquel il est raccordé. Ainsi, chaque port interne ou externe du noeud de communication N1 1 fait office d'un port d'entrée pour des trames entrant dans le noeud N1 1 et d'un port de sortie pour des trames sortant du noeud N1 1. Plus particulièrement, sur la figure 3, les ports internes d'entrée sont désignés par 35 les références Lie à Lie, les ports internes de sortie par les références Lis à Las, les ports 3030162 9 externes d'entrée par les références CWe, C-CWe et le, et les ports externes de sortie par les références C1/1/s, C-CWs et Is. Bien entendu, d'autres possibilités d'affectation des fonctions d'entrée et de sortie pour les ports externes et/ou internes du noeud N1 1 peuvent être envisagées.

5 Le noeud de communication N1 1 comporte en outre des moyens de mémorisation et des moyens de traitement en transmission désignés respectivement par les références générales 21 et 22 sur la figure 3. Les moyens de traitement 22 permettent de contrôler la transmission des trames via le noeud N1 1 et plus particulièrement, mettent en oeuvre une phase de transmission P2 10 de trames du procédé selon l'invention comme ceci sera expliqué par la suite. Les moyens de mémorisation 21 sont aptes à mémoriser des informations d'identification de chaque trame reçue et/ou transmise par le noeud N11. En outre, les moyens de mémorisation 21 sont aptes à mémoriser le port d'entrée par lequel cette trame est entrée dans le noeud N1 1 et dans les cas échéants, le port de sortie par lequel 15 la trame est sortie du noeud. Les autres noeuds Nu du réseau de communication R ont sensiblement la même structure. Toutefois, au moins certains ports de ces noeuds N1 peuvent se différer des ports du noeud N1 1 décrits précédemment. Ainsi, par exemple, chacun des noeuds N110, N15, N210 et N25 comporte en outre 20 un port externe D de raccordement extra-domaine. Ces ports de raccordement extra- domaine D permettent de raccorder les domaines D1 et D2 entre eux. En revanche, ces noeuds sont par exemple dépourvus d'un port externe I. Les noeuds qui ne sont raccordés à aucun équipement abonné, comme par exemple les noeuds N13 ou N29, sont par exemple dépourvus de port interne L.

25 La structure d'un équipement abonné Eu, par exemple de l'équipement E11, est illustrée plus en détail sur la figure 4. Les autres équipements abonnés E1 des domaines de communication D1, D2 ont sensiblement la même structure. Ainsi, en référence à cette figure 4, l'équipement E1 1 comporte par exemple trois ports de raccordement K1 à K3 raccordant cet équipement au noeud N11.

30 Chaque port de raccordement K1 à K3 fait office d'un port d'entrée pour des trames entrant dans l'équipement E1 1 et d'un port de sortie pour des trames sortant de l'équipement E11. Bien entendu, le nombre de ports de raccordement au sein de chaque équipement abonné Eu et l'affectation de fonctions d'entrée et de sortie pour ces ports, peuvent varier 35 en fonction de la nature de l'équipement abonné E,1considéré.

3030162 10 L'équipement abonné El 1 comporte en outre des moyens de production et de consommation de trames et des moyens de traitement en émission de trames. Ces moyens sont désignés respectivement par les références générales 23 et 24 sur la figure 4.

5 Ainsi, les moyens de production et de consommation de trames 23 sont aptes à recevoir des trames reçues via les ports de raccordement K1 à K3 et émises par d'autres équipements abonnés Eu via le réseau de communication R. Les moyens de production et de consommation de trames 23 sont aptes en outre à émettre des trames vers d'autres équipements abonnés E1 via les moyens de 10 traitement en émission 24 mettant en oeuvre une phase d'émission de trames P1 du procédé selon l'invention comme ceci sera expliqué par la suite. Le procédé 100 d'échange de trames de données numériques selon l'invention va désormais être décrit en référence à la figure 5 représentant un organigramme de ses étapes principales.

15 Ce procédé est basé sur la méthode d'inondation contrôlée de trames ou « controlled flooding » en anglais, consistant à créer des répliques de chaque trame à émettre et à contrôler la propagation de ces répliques selon des lois simples. Ainsi, lors de la phase d'émission de trames P1, un équipement abonné Eu, par exemple l'équipement El 1, émet sur le réseau de communication R des trames. Cette 20 phase d'émission P1 comporte plusieurs étapes décrites ci-dessous. Lors de l'étape 105 initiale, les moyens de production et de consommation de trames 23 de l'équipement El, produisent au moins une trame T à émettre. Lors de l'étape 110 suivante, les moyens de traitement en émission 24 de l'équipement E11 limitent la taille de la trame T à émettre par une valeur de taille 25 maximale prédéterminée pour cet équipement. Cette valeur de taille maximale est par exemple sensiblement identique pour toutes les trames à émettre par le même équipement E11 et est par exemple définie indépendamment pour chacun des équipements abonnés E. En variante, la valeur de taille maximale est commune pour l'ensemble des 30 équipements abonnés E1 du même domaine de communication D1, D2, ou plus globalement du réseau R. Lors de l'étape 115 suivante, les moyens de traitement en émission 24 de l'équipement El 1 déterminent le temps passé après l'émission d'une trame précédente par l'équipement E1 1.

35 Si la valeur déterminée est inférieure à un intervalle d'émission prédéterminé, les moyens de traitement 22 retardent l'émission de la trame T et déterminent le temps passé 3030162 11 après l'émission de la trame précédente jusqu'au moment que la valeur déterminée ne devient supérieure ou égale à l'intervalle d'émission prédéterminé. Cet intervalle d'émission prédéterminé ou distance minimale d'émissions successives de trames connu également sous le terme « Maximum Access Frame Rate » 5 en anglais, est par exemple défini mathématiquement en fonction de la topologie du réseau R. Ainsi, par exemple, l'intervalle d'émission est supérieur ou égal au temps maximal séparant l'instant d'émission d'une trame T émise par un équipement abonné E1 du maximum des instants d'un ensemble d'instants de réception.

10 Chaque élément de cet ensemble (ou instant de réception) correspond à l'instant de réception de la première réplique de cette trame T pour un port donné d'un noeud de communication Nu du domaine de communication D, correspondant à l'équipement abonné E,1ayant émis la trame. Cet ensemble est donc constitué d'autant d'éléments qu'il y a de ports d'entrée dans le domaine correspondant (c'est-à-dire, le nombre total de 15 ports d'entrée pour l'ensemble des noeuds r^l,, du domaine correspondant). En variante, l'intervalle d'émission est supérieur ou égal au temps maximal séparant l'instant d'émission d'une trame T émise par un équipement abonné E1 du maximum des instants d'un ensemble d'instants de réception. Chaque élément de cet ensemble (ou instant de réception) correspond à l'instant 20 de réception de la première réplique de cette trame T pour un port d'entrée donné d'un noeud de communication du réseau R. Cet ensemble est donc constitué d'autant d'éléments qu'il y a de ports d'entrée dans le réseau de communication R (c'est-à-dire, le nombre total de ports d'entrée pour l'ensemble des noeuds Nu du domaine correspondant).

25 L'intervalle d'émission est par exemple sensiblement identique pour toutes les trames à émettre par le même équipement E11 et est par exemple définie indépendamment pour chacun des équipements abonnés E;;. En variante, l'intervalle d'émission est commun pour l'ensemble des équipements abonnés Eu du même domaine de communication D1, D2, ou plus globalement du réseau 30 R. Lors de l'étape 120 suivante, les moyens de traitement en émission 24 dupliquent la trame à émettre T pour créer une trame dupliquée T, pour chaque port de raccordement K1 à K3 de cet équipement El 1 au noeud N1 1. La trame dupliquée T, est par exemple strictement identique à la trame T excepté 35 le champ « Identificateur de chacun des ports de raccordement (par exemple K1 à K3) de 3030162 12 l'équipement abonné ayant émis cette trame» et donc excepté le codage de contrôle des informations d'identification. Lors de l'étape 125 suivante, les moyens de traitement en émission 24 ajoutent des informations d'identification dans chaque trame T, dupliquée.

5 Ainsi, par exemple, les informations d'indentifications sont ajoutées dans l'entête de chaque trame Ti dupliquée et permettent d'identifier cette trame Ti de façon unique dans le réseau R. En outre, ces informations permettent par exemple d'identifier toutes les duplications T, correspondant à la trame T émise.

10 Chaque information d'identification est basée par exemple sur un identificateur de l'équipement abonné ayant élaboré cette trame. Dans le cas de l'équipement E1 1, chaque information d'identification est donc basée sur son identificateur, comme par exemple son adresse MAC. En outre, chaque information d'identification peut comprendre au moins certaines 15 des caractéristiques choisies dans le groupe comportant au moins : - heure d'élaboration de la trame T correspondante ; - numéro de séquence d'élaboration de la trame T correspondante ; - identificateur d'un groupe de trames contenant la trame T correspondante ; - Identificateur de chacun des ports de raccordement (par exemple K1 à K3) de 20 l'équipement abonné ayant émis cette trame. En outre, au moins certaines informations d'identification peuvent comprendre une séquence de contrôle d'intégrité de cette information d'identification comme par exemple un code de contrôle de redondance cyclique CRC de cette information d'identification. La séquence de contrôle d'intégrité de l'information d'identification peut par 25 exemple être initialisée à partir de l'adresse MAC de l'équipement E1 1. Ainsi, l'entête ou au moins une partie correspondant aux informations d'identification ajoutés dans chaque trame T, dont le format est conforme à la norme du type ARINC 664, peut prendre la forme suivante : 30 35 3030162 13 Bits Contenu [47 - 46] Données du type « unicast, Iocally administrated » [45 - 28] Données du type « xmit datation » [27 - 14] Code de contrôle de redondance cyclique CRC de l'information d'identification [13 - 8] Identificateur de l'équipement ayant élaboré cette trame [7 - 0] Identificateur de chacun des ports de raccordement (par exemple K1 à K3) de l'équipement abonné ayant émis cette trame Lors de l'étape finale 130 de la phase d'émission P1, les moyens de traitement 24 émettent chaque trame dupliquée T, sur le réseau R via le port de raccordement K1 à K3 correspondant.

5 Bien entendu, la mise en oeuvre de la phase d'émission P1 par les autres équipements abonnés E;; est analogue à celle décrite ci-dessus en prenant en compte un certain nombre de différences, comme par exemple le nombre de ports de raccordement dans cet équipement Eu ou encore le noeud de communication via lequel il est raccordé au réseau R.

10 Lors de la phase de transmission de trames P2, un noeud N;;, par exemple le noeud N11, reçoit au moins une trame Ti ou Td à transmettre issue de l'un de ses ports d'entrées. Un tel port d'entrée correspond par exemple à l'un de ses ports internes L1 à L3 du noeud N11, ou bien à l'un des ports externes C-CW, CW ou I. Lors de l'étape 140 initiale, les moyens de traitement en transmission 22 du noeud 15 N1 1 contrôlent la conformité de la trame T, ou Tu reçue via le port d'entrée correspondant, à des conditions d'entrée prédéterminées. Chaque condition d'entrée est configurable par exemple de manière indépendante pour chaque noeud N;; ou commune pour tous les noeuds Ni; formant le même domaine de communication D1, D2 ou commune pour l'ensemble des noeuds Nu du réseau R.

20 Chaque condition d'entrée est choisie par exemple dans le groupe comprenant au moins : - conformité aux informations d'identification de la trame T, ou Tu ; - respect de la limitation de la taille de la trame T, ou T4 ; - respect de l'intervalle d'émission de la trame T, ou T. 25 - réception de chaque trame (port interne ou port externe de chaque noeud de communication) : contrôle de la cohérence entre le résultat (OK ou NOK) du contrôle du CRC appliqué à l'information d'identification de la trame permettant l'identification de 3030162 14 l'équipement source et le champ de la trame contenant l'identification de l'équipement source. Les conditions d'entrée comprennent en outre la non-réception au préalable par le port d'entrée correspondant d'une autre trame ayant au moins certaines informations 5 d'identification identiques à celles de la trame reçue Ti ou T1. Autrement dit, les conditions d'entrée ne sont pas satisfaites si au moins certaines informations d'identification de la trame T, ou Tu sont contenues dans les moyens de mémorisation 21 pour le port correspondant. Le contrôle de la conformité aux conditions d'entrée de la trame T, ou T1 est par 10 exemple effectué par les moyens de traitement 22 en fonction de la nature de son port d'entrée. Il est possible ainsi d'avoir par exemple des contrôles différents pour les ports d'entrée internes et pour les ports d'entrée externes. En variante, le contrôle de la conformité aux conditions d'entrée est commun pour 15 l'ensemble des ports d'entrée du noeud de communication N1 1. En outre, le contrôle de l'identificateur de l'équipement abonné E1 ayant émis la trame Ti, cet identificateur étant compris dans les informations d'identifications de cette trame T' peut être effectué sur la base d'une loi prédéfinie et connue, d'affectation de chaque identificateur d'équipement abonné E, j au réseau de communication R.

20 Cette loi doit être cohérente au sens résultats mais peut être dissemblable, elle- même prédéfinie et connue, de la loi ayant élaboré l'identificateur de l'équipement abonné Eu. Par exemple cette dissemblance peut s'appliquer sur la loi en elle-même et/ou sur l'algorithme associé de façon à améliorer l'intégrité globale du système. En outre, le contrôle du code de contrôle de redondance cyclique CRC de 25 l'information d'identification de l'équipement abonné E, j ayant émis la trame T,, ce code de contrôle étant compris dans les informations d'identifications de cette trame Th peut être effectué sur la base d'une loi prédéfinie et connue, d'affectation de chaque identificateur d'équipement abonné E, j au réseau de communication R. Encore en variante ou en complément, au moins certaines conditions d'entrée sont 30 contrôlées par le noeud de communication correspondant N1 uniquement pour des trames entrant via un port interne d'entrée et provenant de l'équipement abonné E1 correspondant, ou via un port externe d'entrée et provenant de l'équipement abonné E11 d'un noeud de communication voisin. En référence à la figure 1, ceci signifie qu'au moins certaines conditions d'entrée 35 sont contrôlées par le noeud de communication N1 1 uniquement pour des trames entrant 3030162 15 via l'un des ports internes L1 à L3, ou via le port externe C-CW et provenant de l'équipement abonné E12. Si au moins l'une des conditions d'entrée précitées n'est pas satisfaite, les moyens de traitement 22 retirent la trame T, ou Tu lors de l'étape 145.

5 Si l'ensemble des conditions d'entrée est satisfait, les moyens de traitement 22 répliquent la trame T, ou Tu pour créer une trame répliquée Ti (strictement identique à Ti ou Tu ) pour chaque port externe ou interne de sortie du noeud N11, lors de l'étape 150. Lors de la même étape 150, les moyens de traitement 22 transmettent chaque trame vers le port externe ou interne de sortie correspondant. Une telle transmission est 10 systématique au sein de chaque noeud de communication Nu. Lors de l'étape 155, les moyens de traitement 22 contrôlent la conformité de chaque trame répliquée Ti; à des conditions de sortie prédéterminées, pour le port de sortie correspondant. Les conditions de sortie de chaque trame répliquée Tu comprennent notamment la 15 non-transmission au préalable d'une autre trame ayant au moins certaines informations d'identification identiques à celles de la trame répliquée Tu. Autrement dit, les conditions de sortie ne sont pas satisfaites si au moins certaines informations d'identification de la trame Tu sont contenues dans les moyens de mémorisation 21 pour le port de sortie correspondant.

20 Si les conditions de sortie ne sont pas satisfaites, les moyens de traitement 22 retirent la trame répliquée Tu lors de l'étape 160. Si les conditions de sortie sont satisfaites, la trame répliquée Tu est émise vers le port de sortie correspondant lors de l'étape 165. Lors de l'étape 170, les moyens de mémorisation 21 mémorisent l'information 25 d'identification de chaque trame Tu transmise et respectant les conditions d'entrée et les conditions de sortie. Les moyens de mémorisation 21 mémorisent en outre les ports via lesquels la trame T, a été transmise. Bien entendu, la mise en oeuvre de la phase de transmission P2 par les autres noeuds N;; est analogue à celle décrite ci-dessus.

30 Toutefois, une différence dans le traitement des trames par les moyens 22 peut être faite par exemple pour les noeuds comportant les ports de raccordement extra-domaine D, comme par exemple pour les noeuds N1 10, N15, N210 et N25. Ainsi, par exemple, les conditions d'entrée et/ou de sortie appliquées à un port extra-domaine D peuvent être configurées de manière indépendante par le noeud de 35 communication N11 correspondant et basées par exemple sur les informations d'identification de trames.

3030162 16 Ces conditions peuvent plus particulièrement vérifier les conditions de la criticité des trames transmises de l'un des domaines D1, D2 vers l'autre. On conçoit alors que la présente invention comporte un certain nombre d'avantages.

5 Le procédé d'échange selon l'invention permet d'assurer une gestion d'échange de trames via une multiplicité de chemins différents (donc redondance des chemins) ou « poly-links » augmentant le degré de disponibilité et d'intégrité du réseau de communications de manière particulièrement simple et robuste. Ce procédé présente une approche systématique contrôlée avec une loi simple 10 prédéfinie et non-configurable. Le précédé est facilement adaptable à toute topologie du réseau de communication et offre un haut niveau de surveillance d'échange de trames et de non propagation des trames erronées.

Claims

REVENDICATIONS1.- Procédé (100) d'échange de trames (T) de données numériques dans un système (10) de communication de données numériques pour des applications avioniques comportant au moins : - un réseau (R) de communication constitué d'une pluralité de noeuds (N1i) de communication reliés entre eux par des moyens de transmission comprenant des supports physiques et/ou sans fil pour transmettre les trames (T) et comportant une pluralité de ports externes d'entrée et/ou de sortie raccordant ce noeud (N;;) à au moins un autre noeud (N,;), au moins certains des noeuds (Nu) comportant en outre au moins un port interne d'entrée et/ou de sortie raccordant ce noeud (N,i) à un équipement abonné (E-,i), chaque noeud de communication (N;;) permettant de transmettre des trames (T) issues de l'un des ports externes et/ou internes d'entrée vers au moins l'un des ports externes et/ou internes de sortie ; - une pluralité d'équipements abonnés (E1;), chaque équipement abonné (Eli) étant raccordé à un noeud de communication (N;;) via au moins un port interne et apte à émettre et/ou à recevoir des trames dans le et/ou issues du réseau de communication (R) via ce noeud de communication (N;;) ; caractérisé en ce qu'il comprend au moins une phase d'émission (P1) de trames mise en oeuvre par au moins un équipement abonné (E;;) et comportant les étapes suivantes : - limitation (105) de la taille de chaque trame (T) à émettre par une valeur de taille maximale prédéterminée, - ajout (125) d'informations d'identification dans chaque trame (T) à émettre pour élaborer une trame dupliquée (T,), et - émission (130) des trames (T,) à émettre avec un intervalle d'émission prédéterminé et défini mathématiquement en fonction de la topologie du réseau (R), vers au moins un port interne d'entrée du noeud de communication correspondant (Nil) ; et - une phase de transmission (P2) de trames (T1j) mise en oeuvre par au moins un noeud de communication (N;;) et comportant les étapes suivantes : - contrôle (140) de la conformité à des conditions d'entrée prédéterminées, de chaque trame (Tii, T,) reçue via un port externe ou interne d'entrée, - retrait (145) de chaque trame non-conforme aux conditions d'entrée, - réplication (150) de chaque trame (T' Tu) conforme aux conditions d'entrée pour créer une trame répliquée (Ti) pour chaque port externe ou interne de sortie, 3030162 18 - contrôle (155) de la conformité à des conditions de sortie prédéterminées, de chaque trame répliquée (T,J), - retrait (160) de chaque trame répliquée (T1) non-conforme aux conditions de sortie, - émission (165) de chaque trame répliquée (T1) conforme aux conditions de sortie via le port externe ou interne de sortie correspondant, - mémorisation (170) de l'information d'identification de chaque trame transmise et respectant les conditions d'entrée et les conditions de sortie. 10
2.- Procédé (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intervalle d'émission est supérieur ou égal au temps maximal séparant l'instant d'émission d'une trame (T) émise par un équipement abonné émetteur (Eu) de l'instant où tous les ports externes d'entrée de l'ensemble des noeuds de communication (N;;) ont au moins reçu une réplique (T1) de la trame (T). 15
3.- Procédé (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la valeur de taille maximale de trames (T) est sensiblement identique pour toutes les trames (T) à émettre et définie pour chacun des équipements abonnés (E;;). 20
4.- Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque information d'identification pour une trame (T) à émettre est basée sur un identificateur de l'équipement abonné (E1) ayant élaboré cette trame (T) et de l'identificateur de chacun des ports de l'équipement abonné (E1 i) émettant la trame dupliquée (T,) correspondant à cette trame (T) et de préférence, comprend au moins 25 certaines des caractéristiques choisies dans le groupe comportant au moins : - heure d'élaboration de cette trame (T) ; - numéro de séquence d'élaboration de cette trame (T) ; - identificateur d'un groupe de trames contenant cette trame (T), et - identificateur des noeuds de communication (N, J) voisins immédiats dans la 30 topologie du réseau (R).
5.- Procédé (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'information d'identification pour une trame (T) à émettre comprend en outre une séquence de contrôle d'intégrité de cette information d'identification, ladite séquence de contrôle étant basée 35 sur un code de contrôle de redondance cyclique (CRC) de cette information d'identification. 3030162 19
6.- Procédé (100) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit code de contrôle de redondance cyclique (CRC) est obtenu à partir d'une loi prédéterminée pour l'équipement abonné (E1) ayant élaboré la trame (T) correspondante. 5
7.- Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque trame (T, T,, Tu) est compatible avec le format du type ARINC 664. 10
8.- Procédé (100) selon les revendications 6 et 7, caractérisé en ce que ladite séquence de contrôle d'intégrité de l'information d'identification de cette trame est initialisée à partir de l'adresse MAC de l'équipement abonné (E1) ayant élaboré la trame (T) correspondante. 15
9.- Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé : - en ce qu'au moins un équipement abonné (E, J) est raccordé au noeud de communication (N;;) correspondant via une pluralité de ports internes d'entrée et/ou de sortie ; et 20 - en ce que la phase d'émission de trames (P1) mise en oeuvre par cet équipement abonné (E, J) comprend en outre une étape de duplication (120) de chaque trame (T) à émettre pour créer une trame dupliquée (T,) pour chaque port interne d'entrée du noeud de communication (N, J) correspondant. 25
10.- Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque condition d'entrée d'une trame (T, , Ti) reçue par un noeud de communication (N;;) via un port externe et/ou interne d'entrée est configurable pour ce noeud de communication (N, I) et choisie dans le groupe comprenant au moins : - conformité aux informations d'identification de cette trame (Tb Tu) ; 30 - respect de la limitation de la taille de cette trame (T,, Tu) ; - respect de l'intervalle d'émission de cette trame (T,, Tu).
11.- Procédé (100) selon la revendication 10 prise en combinaison avec la revendication 6, caractérisé en ce que ledit groupe comprend en outre le contrôle de la 35 cohérence entre le résultat de calcul d'un code de contrôle de redondance cyclique (CRC) de l'information d'identification de cette trame (T,, T1) à partir d'une loi prédéterminé, et de 3030162 20 la séquence de contrôle d'intégrité contenu dans cette trame (T1, Tu), ladite loi prédéterminée étant dissemblable de la loi prédéterminée de l'équipement abonné (E1 i) ayant élaboré la trame (T) correspondante. 5
12.- Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conditions d'entrée d'une trame (T' Ti) reçue par un noeud de communication (N;;) via un port externe et/ou interne d'entrée comprennent en outre la non-réception au préalable par ce port d'entrée d'une trame (T,, Tu) ayant au moins certaines informations d'identification identiques à celles de la trame (T,, T1) reçue. 10
13.- Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conditions de sortie d'une trame (Tu) à émettre par un noeud de communication (N, j) via un port externe et/ou interne de sortie comprennent la non-transmission au préalable par ce port de sortie d'une trame (T1) ayant au moins certaines 15 informations d'identification identiques à celles de la trame (Tu) à émettre.
14.- Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le contrôle de la conformité aux conditions d'entrée est commun pour l'ensemble des ports externes et/ou internes d'entrée de chaque noeud de 20 communication (N, ).
15.- Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que au moins certaines conditions d'entrée sont contrôlées par le noeud de communication (N, j) correspondant uniquement pour des trames entrant via un port 25 interne d'entrée et provenant de l'équipement abonné (E1) correspondant, ou via un port externe d'entrée et provenant de l'équipement abonné (E1) d'un noeud de communication (N, j) voisin.
16.- Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, 30 caractérisé : - en ce que les noeuds de communication (Nu) forment au moins deux domaines (D1, D2) de communication distincts ; et - en ce que chaque domaine de communication (D1, D2) comporte au moins un noeud de communication (N1) comportant au moins un port extra-domaine (D), le port 35 extra-domaine (D) étant un port d'entrée et/ou de sortie permettant de raccorder ce domaine de communication (D1, D2) à un autre domaine de communication (D1, D2). 3030162 21
17.- Procédé (100) selon la revendication 16, caractérisé en ce que les conditions d'entrée et/ou de sortie appliquées à un port extra-domaine (D) sont configurables pour le noeud de communication (N, J) correspondant et basées sur les informations 5 d'identification de trames.
18.- Procédé (100) selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce que la valeur de taille maximale de trames et l'intervalle d'émission sont configurables de manière indépendante dans chaque domaine (D1, D2). 10
19.- Système (10) d'échange de trames (T) de données numériques dans un système (10) de communication de données numériques pour des applications avioniques comportant au moins : - un réseau (R) de communication constitué d'une pluralité de noeuds (Nu) de 15 communication reliés entre eux par des moyens de transmission comprenant des supports physiques et/ou sans fil pour transmettre les trames (T) et comportant une pluralité de ports externes d'entrée et/ou de sortie raccordant ce noeud (N1) à au moins un autre noeud (N,,), au moins certains des noeuds (N,,) comportant en outre au moins un port interne d'entrée et/ou de sortie raccordant ce noeud (N, J) à un équipement abonné (E- 20 ,J), chaque noeud de communication (Ni) permettant de transmettre des trames (T) issues de l'un des ports externes et/ou internes d'entrée vers au moins l'un des ports externes et/ou internes de sortie ; - une pluralité d'équipements abonnés (E, ), chaque équipement abonné (E1) étant raccordé à un noeud de communication (N1) via au moins un port interne et apte à 25 émettre et/ou à recevoir des trames dans le et/ou issues du réseau de communication (R) via ce noeud de communication (Nil) ; caractérisé en ce que chaque équipement abonné (E1) comporte des moyens de traitement (24) en émission aptes à : - limiter (105) la taille de chaque trame (T) à émettre par une valeur de taille 30 maximale prédéterminée, - ajouter (125) des informations d'identification dans chaque trame (T) à émettre pour élaborer une trame dupliquée (T,), et - émettre (130) des trames (T,) à émettre avec un intervalle d'émission prédéterminé et défini mathématiquement en fonction de la topologie du réseau (R), vers 35 au moins un port interne d'entrée du noeud de communication correspondant (N,,) ; et 3030162 22 en ce que chaque noeud de communication (N;;) comporte des moyens de traitement (22) en transmission aptes à : - contrôler (140) la conformité à des conditions d'entrée prédéterminées, de chaque trame (T1, T,) reçue via un port externe ou interne d'entrée, 5 - retirer (145) chaque trame non-conforme aux conditions d'entrée, - répliquer (150) chaque trame (Ti, Tu) conforme aux conditions d'entrée pour créer une trame répliquée (T1) pour chaque port externe ou interne de sortie, - contrôler (155) la conformité à des conditions de sortie prédéterminées, de chaque trame répliquée (Tu), 10 - retirer (160) chaque trame répliquée (T1) non-conforme aux conditions de sortie, - émettre (165) chaque trame répliquée (Ti) conforme aux conditions de sortie via le port externe ou interne de sortie correspondant, - mémoriser (170) l'information d'identification de chaque trame transmise et respectant les conditions d'entrée et les conditions de sortie.