民用飞机航电数据网络带宽资源分配优化设计

宋 智 黄劲松 叶军晖 戴璧彦 孙世凡

(上海飞机设计研究院，上海 201210)

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目前先进的民用飞机航电数据网络通常是基于ARINC664协议来实现其主干网络的设计和开发。ARINC664协议具有高可靠性、高安全性、低延迟性、实时确定性好等特点，已在包括波音787、A380以及中国商飞C919在内的新型大型飞机的民用飞机航电数据网络中应用。基于ARINC664协议的民用飞机航电数据网络(下称ARINC664网络)为网络成员系统提供了数据传输功能。其中网络成员系统通过ARINC664端系统设备接入网络，实现数据载荷的发送和接收。ARINC664网络内部通过ARINC664交换机实现网络数据的转发。

在ARINC664网络设计过程中，通过分配网络带宽资源来满足网络成员系统的数据传输需求。理论上，网络数据传输过程中使用的带宽，应当小于物理带宽，否则将会出现大量的数据包排队、丢失等异常，这对确定性的ARINC664网络是不可接受的。而在实际情况中，不论是基于确定性和鲁棒性的考虑，还是飞机系统设计的扩展性考虑，网络数据传输对带宽资源的使用都应确保一定余量。另一方面，在ARINC664网络设计过程中进行网络物理带宽设计和设备选型时，会基于初步的网络传输需求来预估所需的网络带宽，进行网络带宽资源分配的一次设计。但是由于网络带宽需求分布存在非均性、设备就近连接、网络链路设计和路由设计、以及其他限制性约束等因素，网络带宽资源一次分配的实际结果往往表现出显著的非均性，从而可能存在局部带宽资源不足的风险。……