2014-10-17 陳亦平 航佳技術(shù)

關(guān)鍵詞：i5G4 IFE系統(tǒng) 部件 信號(hào)流 維護(hù)

一．i5G4 IFE的系統(tǒng)介紹：

i5G4 IFE從布局角度出發(fā)，可分為三個(gè)層面，即：核心部件端、客艙布局端和座椅用戶端（如上圖1）。

其中核心部件端的部件和軟件的作用是操作i5G4的系統(tǒng)、儲(chǔ)存各個(gè)娛樂(lè)項(xiàng)目的內(nèi)容和與飛機(jī)其他有關(guān)系統(tǒng)之間的交聯(lián)。 他們包括了1部LAIC、1部iCMT、1部configuration plug和4~5部DSU（330-200型4部DSU、330-300型5部DSU）。

其次客艙布局端包括了6個(gè)ADB、6個(gè)MCU、PTU。其中ADB通過(guò)以太網(wǎng)（Ethernet）實(shí)現(xiàn)核心部件端和座椅用戶端之間的連接，以及信號(hào)傳到座椅用戶端區(qū)塊的信號(hào)分配和控制。同時(shí)MCU將400Hz的飛機(jī)電源分配給座椅用戶端的所有用電設(shè)備。

最后座椅用戶端設(shè)備的作用是分配由客艙布局端得到的以太網(wǎng)信號(hào)以及娛樂(lè)服務(wù)信號(hào)和內(nèi)容，以及接受娛樂(lè)系統(tǒng)的操作。他們包含了QSEB、SVDU、PCU及一些旅客娛樂(lè)設(shè)施。

圖1

二．i5G4 IFE系統(tǒng)部件介紹：

i5G4 IFE系統(tǒng)的部件除了不再設(shè)置AVCD外，一些部件改動(dòng)較大，如DSU、SVDU和頭頂電視等。但基本沿用了i5000系統(tǒng)的LRU。以下我們逐一對(duì)i5G4 IFE系統(tǒng)部件進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹：

LAIC（如下圖2）：i5G4 IFE系統(tǒng)與飛機(jī)之間信息交聯(lián)的部件。包括處理CIDS、PSS的離散或者模擬的音頻信號(hào)。LAIC將這些原先在飛機(jī)中以ARINC形式傳播的信號(hào)編碼為適合i5G4 IFE系統(tǒng)內(nèi)以太網(wǎng)傳播的數(shù)字信號(hào)。但LAIC并不具備解碼功能。另一點(diǎn)值得注意的是：DSU收集和分配i5G4 IFE系統(tǒng)中所涉及的所有飛行數(shù)據(jù)（如起始、降落機(jī)場(chǎng)、飛行時(shí)間、3DMAP等等飛行數(shù)據(jù)），并非LAIC參與和執(zhí)行。

失去LAIC將會(huì)導(dǎo)致：

a) 在座椅用戶端沒(méi)有PA

b) 安全須知等VA失效

c) 客艙音樂(lè)失效

d) 應(yīng)急廣播失效

e) 呼喚鈴和閱讀燈失去的娛樂(lè)系統(tǒng)端的遙控

f) 但是旅客的娛樂(lè)系統(tǒng)控制和點(diǎn)播是可以使用的

圖2 LAIC

DSU：DSU1#在系統(tǒng)中尤為重要。i5G4 IFE系統(tǒng)中各部件的軟件和硬件操作系統(tǒng)都是安裝在DSU1#和2#的。安裝這些操作系統(tǒng)的步驟被稱為Phase2。DSU1#是主用DSU，它利用Heartbeat message控制整個(gè)系統(tǒng)。同時(shí)，DSU1#還提供諸如安全須知和客艙背景音樂(lè)等客艙公共服務(wù)類功能。但是DSU1#和2#都可以提供旅客視頻點(diǎn)播功能。可見(jiàn)，失去DSU1#后系統(tǒng)幾乎失控。但即便如此，仍可通過(guò)DSU2#打開旅客娛樂(lè)點(diǎn)播服務(wù)（系統(tǒng)也會(huì)當(dāng)飛機(jī)飛行高度高于12000英尺時(shí)自動(dòng)打開娛樂(lè)功能，由此避免因部分設(shè)備故障而不能控制系統(tǒng)的時(shí)候，繼續(xù)提供客艙娛樂(lè)功能服務(wù)。）

當(dāng)DSU1#失效時(shí)：

a) SVDU中不會(huì)播放PA

b) 頭頂電視失效

c) 沒(méi)有登機(jī)音樂(lè)

d) 沒(méi)有應(yīng)急時(shí)播放的PRAM

e) 沒(méi)有3Dmap

f) 但是旅客的AVOD娛樂(lè)和控制可以通過(guò)冗余模式由DSU2#提供。

DSU2#同樣向整艙i5G4 IFE系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。當(dāng)DSU1#不能正常工作時(shí)，DSU2#提供冗余，可以同樣發(fā)出Heartbeat Message指令和旅客娛樂(lè)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)功能。并且同樣可以支持所有的Maintenance檢測(cè)手段。

Config Plug：提供核心部件端DSU和客艙布局端ADB之間的連接。Config Plug的構(gòu)型取決于當(dāng)前飛機(jī)構(gòu)型中安裝有幾部DSU。

VCI：i5G4 IFE系統(tǒng)的操作站。其中安裝了兩個(gè)主要的部件，他們是iCMT和一個(gè)用于提供電源的SPB。

iCMT（如下圖3）：是一個(gè)通過(guò)觸屏、鍵盤、打印機(jī)、遠(yuǎn)程接口等不同設(shè)備的人機(jī)操作界面，用來(lái)操作整個(gè)i5G4 IFE系統(tǒng)。本批次構(gòu)型中iCMT屏幕下緣增設(shè)了一排功能鍵，其中包括一個(gè)開關(guān)按鈕。長(zhǎng)按開關(guān)按鈕10秒可以重啟iCMT。當(dāng)iCMT失效后將失去對(duì)i5G4 IFE系統(tǒng)的控制。

圖3 iCMT

SPB（如下圖4）：是一個(gè)專門為VCI內(nèi)設(shè)備提供電源的部件。SPB通過(guò)同軸電纜支持最高200瓦的用電設(shè)備。此處區(qū)別于i5000系統(tǒng)，在i5000系統(tǒng)中提供相應(yīng)功能的是一個(gè)和座椅端一樣的QSEB。

圖4 SPB

MCU（如下圖5）：提供座椅端電源，并提供過(guò)載保護(hù)。

其中MCU的J1至J5口可以提供三相120V電源。其中前四個(gè)接口是供給座椅用電設(shè)備。J6口是輸入輸出控制。J8是電源輸入接口。J9是輸入輸出控制接口，用于以太網(wǎng)地址定義和尋址。

J7接口（如下圖箭頭所指）是一個(gè)可編程分配模塊接口（Programmable Configuration Module）。其作用是，以事先設(shè)置好的構(gòu)型分配每一路從MCU輸出的座椅電壓。如發(fā)生錯(cuò)誤，可能會(huì)導(dǎo)致某列或幾列座椅失去供電。但類似情況發(fā)生，一般是網(wǎng)絡(luò)地址錯(cuò)誤所造成。

圖5 MCU

ADB：提供座椅用戶端所有設(shè)備的以太網(wǎng)分配和定義，整艙共6個(gè)。如果失效是有冗余設(shè)計(jì)的。

PTU：是一個(gè)可以提供一相115V的電源。同時(shí)與墻面電視相連接，以太網(wǎng)連接兩者，之間是雙向傳輸，速度最高可達(dá)到100M。

SVDU：不同于i5000系統(tǒng)，在i5G4 IFE系統(tǒng)中QSEB的作用被弱化，取而代之的是,SVDU被委以重任。SVDU不但可以通過(guò)觸屏顯示和控制娛樂(lè)項(xiàng)目的操作或點(diǎn)播，而且所有通過(guò)以太網(wǎng)傳到座椅用戶端的內(nèi)容都將在此解碼。他們包括：MPEG、MP3、PCM為格式的等等內(nèi)容。

SVDU還增加了USB接口、耳機(jī)插孔、模擬音頻和視頻的輸入，最后TPCU 也是直接接在對(duì)應(yīng)的SVDU上的。

SVDU還在底部增設(shè)了一張32G的SD卡，里面存儲(chǔ)了不包括電影內(nèi)容的娛樂(lè)項(xiàng)目，如電子書等。這是為核心部件失效時(shí)提供給旅客的備用娛樂(lè)措施。

公務(wù)艙配備的SVDU是15.4寸（如下圖6）、經(jīng)濟(jì)艙配備的是10.6寸的。

圖6 公務(wù)艙15.4寸SVDU及SD卡

OH：實(shí)際為掛壁式的15.4寸SVDU。但不同于SVDU的是，OH不但提供視頻播放，還需要解碼Video Announcements播放時(shí)的MPEG格式文件。

QSEB：給座椅提供直流電源和以太網(wǎng)的連接。QSEB每列之間是首尾互聯(lián)的，以此提供冗余。

ISPC（如下圖7）：提供115V，60Hz的電源用于旅客的筆記本電腦或其他用電設(shè)備的外接電源。

每排座椅擁有一個(gè)ISPC，每一個(gè)ISPC可以總共提供最高為225V的電源電壓。

圖7

三．i5G4 IFE系統(tǒng)信號(hào)走向：

1.飛行過(guò)程中，乘務(wù)員經(jīng)常需要例行或緊急地通過(guò)乘務(wù)員話筒向整艙旅客進(jìn)行廣播。此功能被稱為PA（Passenger Address）。此時(shí)客艙擴(kuò)音器是通過(guò)CIDS進(jìn)行的，而旅客屏幕、耳機(jī)等設(shè)備則需要娛樂(lè)系統(tǒng)進(jìn)行同步配合。PA的播放過(guò)程中，旅客原本的娛樂(lè)節(jié)目將中斷進(jìn)行，屏幕中顯示“旅客廣播”，客艙擴(kuò)音器中斷背景音樂(lè)，座椅耳機(jī)中斷娛樂(lè)節(jié)目，全部播放乘務(wù)員的廣播。（此處再次給出圖1）

PA的信號(hào)是離散音頻信號(hào)，進(jìn)入娛樂(lè)系統(tǒng)后首先被LAIC接收并編碼成PCM格式，通過(guò)DSU1將被稱為Heartbeat message的指令多路傳播至各個(gè)SVDU。SVDU暫停正在播放的所有節(jié)目，顯示“旅客廣播”字樣。之后，LAIC將已編碼為PCM的PA音頻信號(hào)多路傳播給SVDU，由SVDU解調(diào)恢復(fù)成為音頻模擬信號(hào)，傳送至座椅用戶端耳機(jī)。從而實(shí)現(xiàn)上述所有功能。特別值得注意的是，當(dāng)DSU1#故障時(shí)，將失去娛樂(lè)系統(tǒng)下屬PA功能，其余DSU沒(méi)有為PA作冗余功能設(shè)計(jì)。

圖1

2.以安全須知（Video Announcement）為代表的的通告類視頻點(diǎn)播也是常用的功能。以安全須知為例，播放安全須知一般由維護(hù)人員或乘務(wù)人員手動(dòng)從iCMT中點(diǎn)播。

2.1 iCMT由此通過(guò)ADB1#向DSU1#發(fā)出文件播放請(qǐng)求的控制信號(hào)。DSU中存儲(chǔ)了所以視頻音頻文件，接受到請(qǐng)求后，從而調(diào)取相應(yīng)的文件。同樣的，DSU1#也將Heartbeat Message信號(hào)發(fā)送至iCMT所選擇的客艙播放區(qū)域的SVDU。之后將暫停這些區(qū)域的所有娛樂(lè)節(jié)目，播放的信號(hào)將從SVDU反饋給DSU。待確定所有SVDU都準(zhǔn)備好之后，DSU1#開始多路傳播安全須知。但這個(gè)過(guò)程仍被分成視頻和音頻兩路。安全須知的視頻被存儲(chǔ)為mpeg格式，由DSU發(fā)送至各個(gè)SVDU分別進(jìn)行解碼播放。

2.2而安全須知視頻在SVDU解碼的同時(shí)，音頻信號(hào)也經(jīng)歷其特殊和漫長(zhǎng)的傳輸過(guò)程：OH解碼PCM格式的音頻文件，之后需要反饋給LAIC。有LAIC傳輸于飛機(jī)網(wǎng)絡(luò)，這樣就可以在整艙播放視頻所對(duì)應(yīng)的音頻文件，達(dá)到同步的效果。

當(dāng)DSU1#失效時(shí)，也將失去VA功能，沒(méi)有冗余設(shè)計(jì)。

3.最后是娛樂(lè)節(jié)目點(diǎn)播功能。當(dāng)on-demand打開后，SVDU就可以點(diǎn)播同樣是存儲(chǔ)在DSU中的娛樂(lè)節(jié)目了。旅客通過(guò)觸摸的SVDU將點(diǎn)播信號(hào)選擇內(nèi)容。SVDU將旅客要求編碼，通過(guò)以太網(wǎng)向?qū)?yīng)的DSU發(fā)出請(qǐng)求，內(nèi)容被調(diào)取至SVDU，解碼出對(duì)應(yīng)的視頻和音頻進(jìn)行播放。

AVOD的功能是有冗余設(shè)計(jì)的。當(dāng)某區(qū)域?qū)?yīng)DSU失效或DSU1#失效時(shí)，系統(tǒng)依舊可以對(duì)整艙或部分AVOD提供支持。

四．i5G4 IFE系統(tǒng)的特點(diǎn)：

正如以上所述的那樣，i5G4 IFE系統(tǒng)不再有傳統(tǒng)娛樂(lè)系統(tǒng)的RF信號(hào)，取而代之的是客艙端顯示和控制全部都是通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸、控制。其優(yōu)點(diǎn)是減少了信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換次數(shù)、減少了各種不同類型的線材，同時(shí)也降低了相應(yīng)部件所需承擔(dān)的轉(zhuǎn)換要求。

i5G4 IFE系統(tǒng)減少了因某個(gè)部件故障而導(dǎo)致到整個(gè)系統(tǒng)崩潰的狀況。此理念為航空公司提高特殊情況下的服務(wù)質(zhì)量和整個(gè)系統(tǒng)可靠性都尤為重要。即使當(dāng)iCMT都失效不能控制的情況下，i5G4 IFE系統(tǒng)依舊會(huì)在飛機(jī)到達(dá)12000英尺的高度時(shí)，自動(dòng)打開客艙的娛樂(lè)系統(tǒng)提供全部或部分功能，大大避免了長(zhǎng)航線娛樂(lè)系統(tǒng)完全失效的情況。（在原先i3000和i5000中CMT都充當(dāng)著關(guān)鍵的操縱整套系統(tǒng)的角色，失去iCMT就失去對(duì)整套系統(tǒng)的控制。在長(zhǎng)航線中失去整套娛樂(lè)系統(tǒng)，不論對(duì)維護(hù)人員在飛行前的維護(hù)質(zhì)量壓力，還是對(duì)乘務(wù)組在尤其是長(zhǎng)航線飛行中的服務(wù)壓力都非常之大。甚至在長(zhǎng)航線中失去娛樂(lè)系統(tǒng)航空公司都會(huì)對(duì)每位旅客做出經(jīng)濟(jì)賠付，嚴(yán)重影響公司形象）。在客觀上故障永遠(yuǎn)不可避免的現(xiàn)實(shí)情況下，可以做到運(yùn)用現(xiàn)有手段將損失降到最低已經(jīng)是最好的方案了。i5G4 IFE在這方面非常值得稱贊。

此外i5G4 IFE系統(tǒng)的在人機(jī)對(duì)話方面功能相比原來(lái)的i5000系統(tǒng)更加完善。更加完善system summary的監(jiān)視功能。System Summary會(huì)提供設(shè)備的應(yīng)有數(shù)量、正常工作設(shè)備數(shù)和故障數(shù)。其中故障數(shù)又細(xì)分為網(wǎng)絡(luò)故障數(shù)（network fault）、版本錯(cuò)誤故障數(shù)（S/W fault）和BITE測(cè)試故障數(shù)（BITE fault）。不但如此，在圖8 System Summary中還可以查詢?cè)O(shè)備詳細(xì)情況，以供維護(hù)人員進(jìn)一步查看和排故。下圖顯示情況假設(shè)共有238個(gè)SVDU，但只有227個(gè)是工作正常，另有11個(gè)是因以太網(wǎng)絡(luò)原因發(fā)生的故障。點(diǎn)擊圖8 System Summary中的11個(gè)SVDU故障的方框?qū)@示出圖9 System Summary的頁(yè)面。在圖9中顯示了各個(gè)設(shè)備的原本連接情況和現(xiàn)在完好/故障情況。完好顯示綠色，故障顯示紅色。

圖10 System Summary中顯示的是從QSEB頁(yè)面觀察。圖10的例子中并沒(méi)有QSEB故障，只是連在QSEB下游兩個(gè)SVDU種的一個(gè)發(fā)生故障。但圖10中依舊有指示，此類情況設(shè)計(jì)設(shè)備顯示白色，代表所連接的相應(yīng)其他設(shè)備故障而非部件本身故障。

圖8 System Summary

圖9 System Summary

圖10 System Summary

Config Check功能相對(duì)原先的i5000系統(tǒng)也有改進(jìn)（圖11）。不但制作了可動(dòng)進(jìn)度條，還專門制作了顯示框，用于顯示檢查完成的文件信息。文件顯示框的出現(xiàn)讓Config Check檢測(cè)過(guò)程更透明、直觀地展示在維護(hù)人員面前。（在原先系統(tǒng)中也有此功能，但由于系統(tǒng)響應(yīng)慢、進(jìn)度條不會(huì)走動(dòng)、檢測(cè)完了也不顯示故障信息等各種不完善和不理想，造成這個(gè)功能基本不用）

圖11

在i5G4 IFE系統(tǒng)中，維護(hù)客艙布局端的旅客設(shè)備也將更加便捷。在每個(gè)SVDU（旅客的娛樂(lè)顯示屏幕，如圖12 所示）上都設(shè)有電源鍵，平時(shí)用于單獨(dú)開啟或關(guān)閉屏幕，遇到特殊情況時(shí)，如屏幕死機(jī)或是TPCU（娛樂(lè)控制遙控器）不受控，甚至是因網(wǎng)絡(luò)引起的閱讀燈或呼喚鈴不受控都可以通過(guò)長(zhǎng)按10秒相應(yīng)SVDU的電源鍵來(lái)進(jìn)行重置，重新獲取問(wèn)題座椅設(shè)備的電源并重新獲取以太網(wǎng)信號(hào)的連接。在330-200型中有238個(gè)座位，330-300型座位數(shù)更是達(dá)到300個(gè)之多。在此次構(gòu)型中，每個(gè)座位都配備了對(duì)應(yīng)SVDU。這樣的設(shè)計(jì)可以大大減少遇到此類問(wèn)題時(shí)的處理時(shí)間，避免在故障座位和iCMT之間多次往返，同時(shí)降低了重置時(shí)間。大大提高了客艙服務(wù)中應(yīng)對(duì)應(yīng)急情況發(fā)生的處理能力和提高了停場(chǎng)排故的效率。

圖12

五．小結(jié)：i5G4 IFE系統(tǒng)是原先i5000系統(tǒng)的升級(jí)完善之后的產(chǎn)物，相比其前一代產(chǎn)品，他的核心部件更少，即使在核心部件失效時(shí)系統(tǒng)也可在飛行高度達(dá)到12000英尺后自動(dòng)運(yùn)行并提供全部或部分未失效的功能，人機(jī)界面做的更為親切詳細(xì)，與重新升級(jí)軟件后的冗余系統(tǒng)將起到更理想的效果，部件重置手段的多樣化也是值得稱道的亮點(diǎn)。任何一個(gè)好的產(chǎn)品都是通過(guò)不斷的升級(jí)、糾錯(cuò)、改進(jìn)一步步完善而來(lái)的，而并非一味追求高新技術(shù)和強(qiáng)大功能。簡(jiǎn)單可靠同樣并且更加是系統(tǒng)優(yōu)秀的品質(zhì)。對(duì)于i5G4 IFE的實(shí)際表現(xiàn)，在1月底第一架安裝此系統(tǒng)的飛機(jī)交付之后就將揭開其神秘的面紗，讓我們拭目以待。

作者：陳亦平 東航浦東空客航線部電子客艙車間