2014-10-17 陳亦平 航佳技術(shù)

關(guān)鍵詞：i5G4 IFE系統(tǒng) 部件 信號流 維護

一．i5G4 IFE的系統(tǒng)介紹：

i5G4 IFE從布局角度出發(fā)，可分為三個層面，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)、儲存各個娛樂項目的內(nèi)容和與飛機其他有關(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ADB、6個MCU、PTU。其中ADB通過以太網(wǎng)（Ethernet）實現(xiàn)核心部件端和座椅用戶端之間的連接，以及信號傳到座椅用戶端區(qū)塊的信號分配和控制。同時MCU將400Hz的飛機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)信號以及娛樂服務信號和內(nèi)容，以及接受娛樂系統(tǒng)的操作。他們包含了QSEB、SVDU、PCU及一些旅客娛樂設(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i5G4 IFE系統(tǒng)部件進行簡單介紹：

LAIC（如下圖2）：i5G4 IFE系統(tǒng)與飛機之間信息交聯(lián)的部件。包括處理CIDS、PSS的離散或者模擬的音頻信號。LAIC將這些原先在飛機中以ARINC形式傳播的信號編碼為適合i5G4 IFE系統(tǒng)內(nèi)以太網(wǎng)傳播的數(shù)字信號。但LAIC并不具備解碼功能。另一點值得注意的是：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、降落機場、飛行時間、3DMAP等等飛行數(shù)據(jù)），并非LAIC參與和執(zhí)行。

失去LAIC將會導致：

a) 在座椅用戶端沒有PA

b) 安全須知等VA失效

c) 客艙音樂失效

d) 應急廣播失效

e) 呼喚鈴和閱讀燈失去的娛樂系統(tǒng)端的遙控

f) 但是旅客的娛樂系統(tǒng)控制和點播是可以使用的

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控制整個系統(tǒng)。同時，DSU1#還提供諸如安全須知和客艙背景音樂等客艙公共服務類功能。但是DSU1#和2#都可以提供旅客視頻點播功能。可見，失去DSU1#后系統(tǒng)幾乎失控。但即便如此，仍可通過DSU2#打開旅客娛樂點播服務（系統(tǒng)也會當飛機飛行高度高于12000英尺時自動打開娛樂功能，由此避免因部分設(shè)備故障而不能控制系統(tǒng)的時候，繼續(xù)提供客艙娛樂功能服務。）

當DSU1#失效時：

a) SVDU中不會播放PA

b) 頭頂電視失效

c) 沒有登機音樂

d) 沒有應急時播放的PRAM

e) 沒有3Dmap

f) 但是旅客的AVOD娛樂和控制可以通過冗余模式由DSU2#提供。

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

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)型取決于當前飛機構(gòu)型中安裝有幾部DSU。

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

iCMT（如下圖3）：是一個通過觸屏、鍵盤、打印機、遠程接口等不同設(shè)備的人機操作界面，用來操作整個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，其中包括一個開關(guān)按鈕。長按開關(guān)按鈕10秒可以重啟iCMT。當iCMT失效后將失去對i5G4 IFE系統(tǒng)的控制。

圖3 iCMT

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

圖4 SPB

MCU（如下圖5）：提供座椅端電源，并提供過載保護。

其中MCU的J1至J5口可以提供三相120V電源。其中前四個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)生錯誤，可能會導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)絡地址錯誤所造成。

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。如果失效是有冗余設(shè)計的。

PTU：是一個可以提供一相115V的電源。同時與墻面電視相連接，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不但可以通過觸屏顯示和控制娛樂項目的操作或點播，而且所有通過以太網(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、耳機插孔、模擬音頻和視頻的輸入，最后TPCU 也是直接接在對應的SVDU上的。

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

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

圖6 公務艙15.4寸SVDU及SD卡

OH：實際為掛壁式的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ISPC，每一個ISPC可以總共提供最高為225V的電源電壓。

圖7

三．i5G4 IFE系統(tǒng)信號走向：

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

PA的信號是離散音頻信號，進入娛樂系統(tǒng)后首先被LAIC接收并編碼成PCM格式，通過DSU1將被稱為Heartbeat message的指令多路傳播至各個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音頻信號多路傳播給SVDU，由SVDU解調(diào)恢復成為音頻模擬信號，傳送至座椅用戶端耳機。從而實現(xiàn)上述所有功能。特別值得注意的是，當DSU1#故障時，將失去娛樂系統(tǒng)下屬PA功能，其余DSU沒有為PA作冗余功能設(shè)計。

圖1

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

2.1 iCMT由此通過ADB1#向DSU1#發(fā)出文件播放請求的控制信號。DSU中存儲了所以視頻音頻文件，接受到請求后，從而調(diào)取相應的文件。同樣的，DSU1#也將Heartbeat Message信號發(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)域的所有娛樂節(jié)目，播放的信號將從SVDU反饋給DSU。待確定所有SVDU都準備好之后，DSU1#開始多路傳播安全須知。但這個過程仍被分成視頻和音頻兩路。安全須知的視頻被存儲為mpeg格式，由DSU發(fā)送至各個SVDU分別進行解碼播放。

2.2而安全須知視頻在SVDU解碼的同時，音頻信號也經(jīng)歷其特殊和漫長的傳輸過程：OH解碼PCM格式的音頻文件，之后需要反饋給LAIC。有LAIC傳輸于飛機網(wǎng)絡，這樣就可以在整艙播放視頻所對應的音頻文件，達到同步的效果。

當DSU1#失效時，也將失去VA功能，沒有冗余設(shè)計。

3.最后是娛樂節(jié)目點播功能。當on-demand打開后，SVDU就可以點播同樣是存儲在DSU中的娛樂節(jié)目了。旅客通過觸摸的SVDU將點播信號選擇內(nèi)容。SVDU將旅客要求編碼，通過以太網(wǎng)向?qū)腄SU發(fā)出請求，內(nèi)容被調(diào)取至SVDU，解碼出對應的視頻和音頻進行播放。

AVOD的功能是有冗余設(shè)計的。當某區(qū)域?qū)狣SU失效或DSU1#失效時，系統(tǒng)依舊可以對整艙或部分AVOD提供支持。

四．i5G4 IFE系統(tǒng)的特點：

正如以上所述的那樣，i5G4 IFE系統(tǒng)不再有傳統(tǒng)娛樂系統(tǒng)的RF信號，取而代之的是客艙端顯示和控制全部都是通過以太網(wǎng)絡來傳輸、控制。其優(yōu)點是減少了信號之間的轉(zhuǎn)換次數(shù)、減少了各種不同類型的線材，同時也降低了相應部件所需承擔的轉(zhuǎn)換要求。

i5G4 IFE系統(tǒng)減少了因某個部件故障而導致到整個系統(tǒng)崩潰的狀況。此理念為航空公司提高特殊情況下的服務質(zhì)量和整個系統(tǒng)可靠性都尤為重要。即使當iCMT都失效不能控制的情況下，i5G4 IFE系統(tǒng)依舊會在飛機到達12000英尺的高度時，自動打開客艙的娛樂系統(tǒng)提供全部或部分功能，大大避免了長航線娛樂系統(tǒng)完全失效的情況。（在原先i3000和i5000中CMT都充當著關(guān)鍵的操縱整套系統(tǒng)的角色，失去iCMT就失去對整套系統(tǒng)的控制。在長航線中失去整套娛樂系統(tǒng)，不論對維護人員在飛行前的維護質(zhì)量壓力，還是對乘務組在尤其是長航線飛行中的服務壓力都非常之大。甚至在長航線中失去娛樂系統(tǒng)航空公司都會對每位旅客做出經(jīng)濟賠付，嚴重影響公司形象）。在客觀上故障永遠不可避免的現(xiàn)實情況下，可以做到運用現(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)的在人機對話方面功能相比原來的i5000系統(tǒng)更加完善。更加完善system summary的監(jiān)視功能。System Summary會提供設(shè)備的應有數(shù)量、正常工作設(shè)備數(shù)和故障數(shù)。其中故障數(shù)又細分為網(wǎng)絡故障數(shù)（network fault）、版本錯誤故障數(shù)（S/W fault）和BITE測試故障數(shù)（BITE fault）。不但如此，在圖8 System Summary中還可以查詢設(shè)備詳細情況，以供維護人員進一步查看和排故。下圖顯示情況假設(shè)共有238個SVDU，但只有227個是工作正常，另有11個是因以太網(wǎng)絡原因發(fā)生的故障。點擊圖8 System Summary中的11個SVDU故障的方框?qū)@示出圖9 System Summary的頁面。在圖9中顯示了各個設(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頁面觀察。圖10的例子中并沒有QSEB故障，只是連在QSEB下游兩個SVDU種的一個發(fā)生故障。但圖10中依舊有指示，此類情況設(shè)計設(shè)備顯示白色，代表所連接的相應其他設(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功能相對原先的i5000系統(tǒng)也有改進（圖11）。不但制作了可動進度條，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檢測過程更透明、直觀地展示在維護人員面前。（在原先系統(tǒng)中也有此功能，但由于系統(tǒng)響應慢、進度條不會走動、檢測完了也不顯示故障信息等各種不完善和不理想，造成這個功能基本不用）

圖11

在i5G4 IFE系統(tǒng)中，維護客艙布局端的旅客設(shè)備也將更加便捷。在每個SVDU（旅客的娛樂顯示屏幕，如圖12 所示）上都設(shè)有電源鍵，平時用于單獨開啟或關(guān)閉屏幕，遇到特殊情況時，如屏幕死機或是TPCU（娛樂控制遙控器）不受控，甚至是因網(wǎng)絡引起的閱讀燈或呼喚鈴不受控都可以通過長按10秒相應SVDU的電源鍵來進行重置，重新獲取問題座椅設(shè)備的電源并重新獲取以太網(wǎng)信號的連接。在330-200型中有238個座位，330-300型座位數(shù)更是達到300個之多。在此次構(gòu)型中，每個座位都配備了對應SVDU。這樣的設(shè)計可以大大減少遇到此類問題時的處理時間，避免在故障座位和iCMT之間多次往返，同時降低了重置時間。大大提高了客艙服務中應對應急情況發(fā)生的處理能力和提高了停場排故的效率。

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系統(tǒng)也可在飛行高度達到12000英尺后自動運行并提供全部或部分未失效的功能，人機界面做的更為親切詳細，與重新升級軟件后的冗余系統(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。任何一個好的產(chǎn)品都是通過不斷的升級、糾錯、改進一步步完善而來的，而并非一味追求高新技術(shù)和強大功能。簡單可靠同樣并且更加是系統(tǒng)優(yōu)秀的品質(zhì)。對于i5G4 IFE的實際表現(xiàn)，在1月底第一架安裝此系統(tǒng)的飛機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