航空电子网络技术：FC协议与未来趋势

"航空电子网络技术" 航空电子网络技术是现代航空系统中不可或缺的一部分，它涉及到飞机内部电子设备之间的通信和数据交换。该技术的发展始于20世纪80年代，旨在解决传统电缆布线带来的空间、重量和功耗问题，以及飞行员的控制和显示集成。随着电子系统的综合化和模块化，带宽需求逐渐增加，这催生了航空电子网络的进一步发展。 波分多路网络技术和超宽带网络技术是航空电子网络技术的两个重要方向。波分多路技术利用不同波长的光信号在同一根光纤上传输，实现了高带宽和高效能的数据传输。而超宽带网络技术则利用极短的脉冲信号进行通信，提供极高的数据传输速率和低延迟，适合实时性和可靠性要求极高的航空环境。 实时性是航空电子网络的核心要求之一。传输过程中需要确保信息的即时性，以满足飞行控制、传感器数据交换和任务执行的需求。例如，SAE预测未来的航空电子网络将实现小于100微秒的传感器数据传输与分配，以及小于10微秒的指令与响应信息传输，这要求网络具备高度的实时响应能力。 为了确保网络的高可靠性，航空电子网络需要具备单故障容错能力，即在网络组件出现故障时仍能保持基本功能。此外，数据流和控制/状态数据的误码率需控制在极低水平，以防止错误信息影响飞行安全。例如，未检测到的数据流误码率应小于10^-14，控制/状态数据误码率应小于10^-8。 80年代中期，莱特实验室的航电综合计划——宝石柱(PavePillar)项目提出并推动了高速数据总线（HSDB）的引入，如线性令牌传递总线（LTPB，AS4074）。LTPB基于光纤介质，采用线形（星形）拓扑结构，通过逻辑环路和令牌传递来控制数据传输，确保了高效和可靠的通信。 随着航空电子系统综合程度的不断提高，网络必须能够适应多样化的带宽需求。理想的统一网络应该具备高速、低延迟的特点，提供G级带宽，并支持不同类型的信号和消息交换。此外，还需要具备错误检测与纠错、容错机制、可扩展性、热插拔能力，以及支持多种数据传输模式（如有连接和无连接）、多种连接方式（串行或并行）和多种介质（如铜缆、光纤和PCB）。同时，采用工业开放标准有助于降低成本，提升兼容性。 FC（Fibre Channel）协议标准自1988年起由ANSI X3T11标准委员会制定，形成了一个庞大的协议簇。在军事应用中，FC-AE分委员会专注于航空电子环境的研究。FC协议因其结合了通道和网络的优点，被广泛应用在诸如F-35、AWACS、B-1B、F/A-18和V-22等先进飞行器中，体现了其在航空电子网络领域的领先地位。