Авиационные системы информационного обмена

Авиационные системы информационного обмена. Устойчивой тенденцией в развитии авиационных систем информационного обмена является их постоянно возрастающая сложность и, как следствие, необходимость постоянного совершенствования и развития их организации. Наряду с этим характерной особенностью современного развития военной техники следует считать быстрое развитие, обновление и появление различных новых технологий, поддерживающих создание этой техники.

Так, быстро развиваются микроэлектроника, информационные сетевые технологии передачи данных, волоконно-оптические технологии связи, технологии создания высокопроизводительных бортовых мультипроцессорных кластеров и высокоинтеллектуальных интерфейсных аппаратно-программных средств.

В современной экономической ситуации все развитые государства, как правило, в итоге получают доступ к технологической базе с одними и теми же техническими характеристиками. Превосходством в военной технике будет обладать та сторона, которой потребуется минимальное время внедрения новейших технологий в серийные образцы вооружения и военной техники.

Технологии военной техники

В качестве основного инструмента для достижения поставленной цели могут быть предложены следующие механизмы:

  • применение концепции открытых систем, направленной на стимулирование порядка использования отработанных коммерческих продуктов, технологий и стандартов при разработке образцов вооружения;
  • решение проблем межвидовой унификации и стандартизации, «двойное» использование аппаратных и программных модулей, тиражирование эффективных методов и средств разработки для обеспечения требуемых технических характеристик образцов вооружения.

Несомненно, что оба предлагаемых механизма ведут к существенному снижению стоимости разработки, обслуживания и эксплуатации образцов вооружения. Именно фактор стоимости в настоящее время становится определяющим при разработке новой техники.

Так, при проектировании авионики самолета 186 рассматриваются только такие технологии, которые позволяют дать экономию общей стоимости жизненного цикла порядка 10…20% по сравнению с аналогичной характеристикой по технологии самолета Р-22.

В настоящий период достаточно четко обрисовался перечень взаимосвязанных протоколов информационного обмена, рекомендованных к применению в комплексах бортового оборудования реального времени на межсистемном уровне:

  • ГОСТ 26765.52-87 (аналог М1Ь-8ТБ-1553В в редакции 1986 г.);
  • ГОСТ Р50832—95 (идеология информационного обмена STANAG 3910).

Стандарты в военной авиации

В военной авиации основополагающим стандартом комплексирования бортового оборудования на межсистемном уровне определен ГОСТ 26765.52—87. Он в настоящее время в основном уже внедрен или же его внедрение для изделий определенного типа в полном объеме заканчивается.

Этот ГОСТ на межсистемном уровне определил переход к интеграции комплексов бортового оборудования на основе использования принципов построения магистрально-модульных, иерархических систем информационного обмена, обеспечивающих программное управление потоками информации.

Магистральная организация СИО позволяет развивать и модернизировать комплексы бортового оборудования без глобальных изменений в топологии связей на уровне функциональных систем и делает возможным программное управление потоками информации.

Разработка идеологии обмена информации в соответствии с ГОСТом 26765.52—87 со скоростью передачи данных 1 Мбит/с явилась техническим компромиссом между требованиями к характеристикам обмена информацией со стороны комплексов авиационного бортового применения и возможностями цифровой элементной базы на данный момент времени.

К настоящему времени проведены работы по корректировке ГОСТа 26765.52—87 для учета в его спецификациях требований документа NOTICE II и обеспечения соответствия уровню современных зарубежных регламентирующих документов в данной области.

Электропроводная электрическая среда

Необходимо также отметить, что ГОСТ 26765.52—87 регламентирует применение электропроводной электрической среды (на основе симметричного кабеля), которая должна обеспечивать надежную передачу информации в сложной помеховой обстановке при наличии большого количества взаимовлияющих различных источников помех:

  • электромагнитных, мощных импульсных помех, которые порождаются функционированием отдельных систем или их составных узлов;
  • атмосферных электрических помех, а также электростатических помех и наводок, образующихся вне или внутри летательного аппарата;
  • электростатических помех, возникающих в результате применения композитных материалов при отсутствии экранирования.

Внедрение в авионику протокола ГОСТа 26765.52—87 породило проблему обеспечения необходимой помехоустойчивости передачи информации, а также снятия в дальнейшем ограничений на величину скорости передачи информации и расширения его функциональных возможностей.

Авиационные системы

Вышеуказанные проблемы были разрешены посредством применения в качестве физической среды волоконно-оптических средств передачи информации (ВОСПИ). За рубежом, в частности в США, для реализации данной задачи в течение последних десяти лет проводились интенсивные разработки компонентной базы ВОСПИ, которые сопровождались выпуском различных регламентирующих спецификаций на них.

Для испытаний были созданы летающие лаборатории, в которых проводились исследования действительной возможности применения ВОСПИ в комплексах бортового оборудования. В итоге проведенных исследований в 1989 г. был выпущен стандарт MIL-STD-1773, который регламентирует протокол обмена MIL-STD-1553B и возможность применения ВОСПИ, на данный момент времени он является текущим действующим стандартом государственного уровня для США.

Внедрение отечественной промышленностью организации обмена информацией в соответствии с ГОСТом 26765.52—87 происходило с большими трудностями и достаточно длительное время. К моменту окончательного освоения данного интерфейса величина его пропускной способности в ряде случаев уже являлась ограничением при построении современных вычислительных систем и комплек- сировании бортового оборудования, что обусловливало необходимость использования большого числа каналов, обеспечивающих распределение совокупного информационного трафика.

Таким образом, по окончании внедрения в вычислительные средства интерфейса по ГОСТу 26765.52—87 в ряде случаев при построении отечественных комплексов уже имелась логическая целесообразность перехода на интеллектуально более сложные интерфейсы, обеспечивающие объединение большего числа абонентов и большую пропускную способность (по крайней мере на порядок выше, чем 1 Мбит/с).

Исследования

Проведенные исследования показали, что внедрение высокоскоростных последовательных интерфейсов в СИО реального времени, определяемое переходом к полномасштабному использованию ВОСПИ и передачей информации на высоких скоростях, должно осуществляться поэтапно с учетом современного состояния отечественной цифровой элементной базы и компонентной базы ВОСПИ.

Для накопления положительного технического опыта использования достижений современных сетевых технологий можно выделить три последовательных этапа внедрения:

  • развитие функциональных возможностей реализованного и применяемого протокола по ГОСТу 26765.52—87 введением в него дополнительных функциональных возможностей, например высокоскоростных магистралей, и передачи по ним информационного трафика в соответствии с сетевыми принципами;
  • адаптация стандартных протоколов передачи информации локальных вычислительных сетей (ЛВС) общего применения в соответствии с особенностями функционирования комплексов бортового оборудования реального масштаба времени;
  • всесторонний анализ, выбор и внедрение перспективной сетевой технологии в качестве единой унифицированной сети авионики (Unified Network-UN) для перспективных ЛА, отвечающей многочисленным и одновременно противоречивым требованиям комплексирования бортового оборудования в реальном масштабе времени.

Предлагаемые этапы не являются альтернативными. Однако при проведении их постепенно наращивается и развивается функционально-логическая организация последовательных высокоскоростных интерфейсов на основе будущих полномасштабных применений ВОСПИ на межсистемном уровне.

Авиационные системы

Так, стандарт ГОСТ Р50832—95, предполагающий реализацию первого этапа, является функциональным развитием ГОСТа 26765.52—87 вследствие использования дополнительной высокоскоростной шины (ВШ), реализованной на основе ВОСПИ, которая управляет низкоскоростной шиной (НШ) в соответствии с ГОСТом 26765.52—87.

Скорость передачи данных по ВШ составляет 20 Мбит/с, а размер массивов передаваемых данных — до 4К 16-разрядных слов. При этом обеспечивается:

  • сохранение идеологии обмена (централизованного доступа) и преемственности с уже созданными наработками в области аппаратно-программных средств по ГОСТу 26765.52—87;
  • первичная апробация применения ВОСПИ в бортовых системах реального времени;
  • минимально необходимые экономические затраты и минимальный технический риск при реализации идеологии обмена.
Ссылка на основную публикацию