Der nächste Schritt: Unterhaltung auf Kurzstreckenflügen
Es ist ungefähr 100 Jahre her, seit Motorflugzeuge und damit die zivile Luftfahrt in Betrieb genommen wurden. Während technologische Fortschritte immer längere und sicherere Flugreisen mit weniger Emissionen und weniger Schadstoffen ermöglicht haben, zielten die jüngsten Innovationen in erster Linie darauf ab, den Passagierkomfort zu erhöhen.
Nach den Visionen der großen Flugzeughersteller sollen bis 2050 die Emissionen halbiert, Flugzeuge durch den Einsatz von Carbon deutlich leichter werden, Glaskuppeldächer auf Flugzeugen möglich sein und holografische Elemente in das Kabinendesign integriert werden . Die derzeitige Ausgangslage erscheint jedoch vergleichsweise bescheiden und konzentriert sich hauptsächlich auf die Unterhaltung der Passagiere. Seit die Europäische Agentur für Flugsicherheit (EASA) im Jahr 2013 offiziell die Verwendung mobiler Geräte in Flugzeugen erlaubte, eröffnet dies eine ganze Reihe neuer Möglichkeiten in Sachen Unterhaltung für Passagiere. Jetzt liegt die Unterhaltung der Passagiere in kleineren Flugzeugen gut in diesem Bereich. Denn während das zusätzliche Gewicht der Systeme und die komplizierte Verkabelung es früher für Kurz- und Mittelstreckenflüge unwirtschaftlich gemacht haben, reduzieren drahtlose Netzwerke das Gewicht und die Installationskosten erheblich, insbesondere jetzt, da Inhalte auf das mobile Gerät eines Passagiers und in den Sitz gestreamt werden können Bildschirme sind nicht mehr notwendig. Dazu gehören Internet über WLAN-Hotspots im Flugzeug ebenso wie beliebte Musik-Charts und die neuesten Hollywood-Hits oder Live-TV-Berichterstattung für Sportfans.
Eingebettete Flugzeugsysteme: Standard vs. Flexibilität
Solche Unterhaltungssysteme zählen zwar nicht zu den sicherheitskritischen Anwendungen innerhalb eines Flugzeugs (also solange sie autark funktionieren und nicht in das Flugzeugsteuerungsnetzwerk integriert sind), müssen aber dennoch eine Vielzahl von Normen und Standards erfüllen . Eine Grundvoraussetzung ist, dass die Abmessungen ihrer Gehäuse ARINC 600 entsprechen müssen, um in die Avionikbuchten zu passen, den Ort, an dem alle elektronischen Geräte des Flugzeugs installiert sind. Der ARINC 600-Standard schreibt außerdem vor, dass die neuesten, robustesten und leistungsstärksten Steckverbinder verwendet werden. Der DO-160G-Standard beschreibt die Testbedingungen und Umgebungsanforderungen, die erfüllt werden müssen, damit ein Gerät für den Einsatz in Flugzeugen klassifiziert werden kann. Andere ARINC-Protokolle wie ARINC 429, ARINC 717 und natürlich ARINC 664 (besser bekannt als AFDX (Avionics Full-Duplex Switched Ethernet)) hingegen sorgen allesamt für eine einheitliche Kommunikation zwischen den einzelnen Komponenten Evolution und Fortschritt stellen Entwickler moderner eingebetteter Systeme vor die Herausforderung, trotz der Vielzahl an Standards flexible Designs zu entwickeln.Das ist das Prinzip hinter einem neuen Inflight Entertainment (IFE) Server, der auf dem CompactPCI® Serial Standard basiert und optimiert wird für die hohen SWAP-C Avionikanforderungen.
Durchdachtes Konzept mit Standardkomponenten
Ein Beispiel für einen ARINC 600-konformen Server heißt MP70S. Es bietet zwei Hot-Plug-fähige HDD-Shuttles, die im laufenden Betrieb getauscht werden können. So kann das Kabinenpersonal während des Fluges Daten austauschen. Möglich wird dies durch ein separates Wartungsboard, das den internen Speicher für das Betriebssystem enthält, während bisherige Lösungen typischerweise eine Festplatte zum Speichern von Medien und Betriebssystem verwenden. Welche Festplatte verwendet wird, hängt von der Menge der Inhalte auf den Airline-Medien ab. Um Kosten- oder Kapazitätsbeschränkungen zu vermeiden, ist der IFE-Server zunächst ohne Festplatten. So können Kunden selbst entscheiden, wie viel Arbeitsspeicher sie einbauen möchten. Zwei UMTS-Modems garantieren einen unterbrechungsfreien Internetzugang auch über den Wolken. Die SIM-Kartensteckplätze für diese Modems werden über die Vorderseite des Servers mit der Wartungsplatine verbunden. So kann der Netzbetreiber einfach gewechselt werden, sobald das Signal des vorherigen zu schwach wird, und die Fahrgäste ihre E-Mails ungestört checken. Dank seiner durchdachten Backplane mit robusten CompactPCI ® Serial-Anschlüssen und separatem Steckplatz für Shuttles und Wartungsplatine ist das Innere des Servers frei von Kabeln. Der Fokus bei der Integration der Platten lag auch auf einer optimalen thermischen Anbindung, um durch passive Kühlung den Betrieb in einem weiten Temperaturbereich erreichen zu können. Es gab jedoch eine Ausnahme zum ARINC 600-Standard: Sie haben nicht die erwarteten Kerben im Gehäuse. Dieses abgedichtete Design bietet einen größeren Schutz vor Staub, der von Avionikschachtlüftern in das Gehäuse geblasen werden könnte. Da es sich um einen Unterhaltungsserver und nicht um eine sicherheitskritische Komponente handelt, erfolgt die Kommunikation mit dem Flugzeugnetzwerk derzeit über die Standardprotokolle ARINC 429 und ARINC 717, die als IP-Cores auf einer universellen Schnittstellenkarte integriert sind. Dadurch wird sichergestellt, dass Vitalfunktionen nicht beeinträchtigt werden. Sollen die Anwendungsfelder erweitert werden, dh innerhalb des kritischen Sicherheitsnetzes genutzt werden, ist die Einbindung des notwendigen AFDX-Protokolls als IP-Core ebenso möglich. Besonders leistungsfähig ist die Datenverteilung über einen 16-Port-Ethernet-Switch, der über vier Gigabit-Ethernet-Controller die volle Bandbreite der Festplatten nutzen kann. Die drahtlose Übertragung an Mobilgeräte erfolgt über Wi-Fi oder 3G/4G-Verbindungen.
CompactPCI® Serial – prädestiniert für den Himmel
Bei der Konfiguration dieses robusten Systems kommen ausschließlich Standardprodukte zum Einsatz, die zwar für einen Avionik-Server gedacht sind, aber dennoch Möglichkeiten für einfache Upgrades bieten, wie z. B. den Austausch des CPU-Boards durch modernste Prozessortechnologie. CompactPCI® Serial ist modular und robust aufgebaut und bietet durch die serielle Datenübertragung ausreichend Kapazität für datenintensive Anwendungen. Außerdem ist dieser Standard immer noch kostengünstiger als weit verbreitete Luftfahrtstandards wie VPX oder MicroTCA. Das gesamte Systemdesign wurde durch maximale Nutzung der verfügbaren Ressourcen erreicht, was zu optimierten Kosten führte. Da Standardkomponenten einfach nachgerüstet werden können, können diese Systeme sehr lange Lebenszyklen erreichen, was für langlebige Projekte in der Luft- und Raumfahrtindustrie wichtig ist. Darüber hinaus beschäftigt sich derzeit auch eine PICMG-Arbeitsgruppe mit a
Erweiterung des Standards unter dem Titel „Space CompactPCI Serial“. Angeführt von namhaften Luft- und Raumfahrtherstellern wie Airbus Defence & Space und Thales Alenia Space, mit MEN als Berater, stehen Support für weitere serielle Schnittstellen, Forderungen nach höherer Verfügbarkeit, Fehlerbehebung und Anpassungsfähigkeit an wechselnde spezielle Umgebungsbedingungen auf der Tagesordnung. Und was im Weltraum funktioniert, funktioniert auch in der Luftfahrt. Natürlich würde die Evolution der Luftfahrt nicht weiter voranschreiten. Und auch wenn eine Glaskuppel zum Sternengucken, virtueller Sichtschutz und Reisen mit Überschallgeschwindigkeit noch in weiter Ferne liegen, geht die technologische Entwicklung in der Luftfahrt dennoch in die richtige Richtung. Eine entscheidende Rolle werden dabei immer zuverlässige eingebettete Systeme spielen, die flexibel mit wechselnden Anforderungen wachsen können.
