Aerospace Log #5 – Développement des normes dans l'aviation

De l'ARINC 429 aux connexions très complexes par fibre optique

Que ce soit dans l'aviation, la défense ou l'automatisation industrielle : Les systèmes embarqués sont l'épine dorsale des systèmes électroniques complexes. Cependant, la manière dont les données sont transférées entre les composants a fondamentalement changé au cours des dernières décennies. 

1. ARINC : L'origine de la communication normalisée

L'histoire commence dans les années 1940 avec la création de l'Aeronautical Radio, Incorporated (ARINC). 
Leur objectif : la normalisation des communications électroniques dans les avions. L'ARINC est ainsi devenu le principal moteur de l'interopérabilité de l'électronique aéronautique. 

  • ARINC 429 (1977) : Probablement la norme la plus connue, elle définit un protocole de communication unidirectionnel, en série, avec un débit de données fixe de 100 kbit/s. Il est encore inséré dans de nombreux avions dans le monde entier.
  • ARINC 629 (années 1990) : succédant à l'ARINC 429, il devait permettre une communication bidirectionnelle et multicanal, par exemple dans le Boeing 777.
  • ARINC 664 (années 2000) : Également connu sous le nom d'AFDX (Avionics Full-Duplex Switched Ethernet). Il est basé sur la technologie Ethernet et apporte à l'aviation des débits de données déterministes en temps réel - le pont vers le monde des technologies de l'information. 

2. Systèmes embarqués : Exigences croissantes en matière de bande passante et de capacité en temps réel

La transformation numérique a considérablement accru les exigences en matière de systèmes embarqués. Les capteurs analogiques et les simples commandes de contrôle sont aujourd'hui remplacés par des caméras à haute résolution, des données de diagnostic détaillées et des commandes en temps réel.  Les conséquences : 

  • Les volumes de données explosent : Dans les avions modernes ou les véhicules autonomes, plusieurs gigabits de données de capteurs sont générés chaque seconde.
  • La communication en temps réel devient critique : Les commandes de contrôle doivent être traitées de manière fiable en l'espace de quelques microsecondes - que ce soit pour des applications de type "fly-by-wire" ou Industrie 4.0.
  • L'intégration plutôt que des solutions isolées : La tendance est aux architectures de systèmes hautement intégrés avec un réseau central de données. 

Ces exigences ont conduit à un saut technologique au niveau de la transmission physique.

3. Du câble coaxial à la fibre optique : Le changement physique en transition

Dans le passé, les câbles coaxiaux constituaient la solution idéale : ils étaient robustes, blindés sur le plan électromagnétique et relativement faciles à intégrer. Mais ils se heurtent à des limites physiques : 

  • Largeur de bande et portée limitées
  • Le poids et les rayons de courbure comme inconvénients dans l'industrie aérospatiale
  • Susceptibilité aux interférences électromagnétiques 

C'est là que la fibre optique a pris le relais

  • La fibre optique permet des débits de données extrêmement élevés - plus de 10 Gbit/s ne posent aucun problème.
  • Ils sont insensibles aux radiations électromagnétiques, légers et idéaux pour être insérés dans des environnements difficiles.
  • Grâce à des protocoles tels que l'ARINC 818 (Digital Video Interface), la fibre de verre est également de plus en plus utilisée pour la transmission de données vidéo et de capteurs. 

L'intégration simple de ces technologies était déjà facilitée dans le passé par des unités normalisées telles que les connexions carte à carte conformément à la norme VITA 67 (coaxial). Cependant, avec l'introduction croissante d'une technologie de fibre de verre plus puissante, ces normes ont également été remplacées. Les solutions actuelles VITA 66 (fibre de verre de carte à carte) offraient les conditions parfaites pour remplacer les connexions coaxiales avec le moins d'efforts possible.

En raison des avantages considérables de la technologie sans contact Expanded Beam Performance, il est très probable que la distribution de la variante VITA 66 diminuera également à l'avenir pour laisser la place à son successeur très puissant, VITA 96. 

4. Perspectives : La fibre de verre, colonne vertébrale des futurs réseaux intégrés

L'avenir appartient aux systèmes embarqués en réseau et définis par logiciel - dans l'air, sur la route et dans l'industrie.  La fibre de verre devient une infrastructure essentielle : 

  • Évolutif : Large bande passante pour les nouvelles applications telles que les capteurs assistés par l'IA ou l'informatique de pointe
  • À l'épreuve du temps : Compatible avec les normes de communication modernes telles que Ethernet/IP, AFDX ou Time-Sensitive Networking (TSN)
  • Gain de poids : Un facteur décisif, en particulier pour les applications mobiles 

L'histoire rencontre la haute technologie

De l'ARINC 429 aux exigences des systèmes modernes embarqués et à l'insertion de la fibre optique : Normalisation, miniaturisation et transmission performante ne sont pas une contradiction, mais une voie de développement logique. Quiconque planifie la communication intégrée aujourd'hui ne devrait pas se contenter de se concentrer sur les normes d'hier, mais façonner activement l'évolution technologique. 

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