[发明专利]基于点对点以太网的民机机载数字音频传输系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于点对点以太网的民机机载数字音频传输系统及方法，包括音频管理单元和音频控制单元；所述音频管理单元与所述音频控制单元之间通过点对点以太网接口进行数据通信；所述音频管理单元与无线电通信设备或无线电导航设备进行通信连接；所述音频控制单元与飞行员耳机或驾驶舱扬声器进行通信连接。本发明采用以太网传输，宽带可达到100Mbps/1000Mbps，甚至10Gbps，相对于传统的ARINC429总线(宽带最高100Kbps)大大提高了传输的速率。

技术领域

本发明属于航空电子技术领域，具体涉及一种基于点对点以太网的民机机载数字音频传输系统及方法。

背景技术

机载音频系统是航空电子系统的重要组成部分，提供空地语音通信、机内语音通信、维护语音通信、导航音频、告警音频等诸多音频信号的综合处理和传输服务。飞机上音源设备重大、控制逻辑复杂、传输接口差异较大，一直以来是民机通信导航系统设计的难点之一。

我国民机多采用基于ARINC429总线或模拟音频线实现音频的传输，机载音频系统线缆多、音频传输速率低、扩展能力差。国外先机民机采用基于AFDX 总线的数字音频传输，可以解决音频系统线缆多、音频数据传输效率低、扩展能力差的问题，但基于AFDX总线的数字音频系统需要设备配置专门的AFDX 端系统卡，且需要与整机AFDX网络统一规划，设备成本较高、系统网络规划复杂。

发明内容

为了解决现有机载音频系统网络构型复杂、传输宽带窄、时延大且确定性不高或通信导航监视系统架构设计先进性受限等技术问题，本发明提供了一种基于点对点以太网的民机机载数字音频传输系统。

本发明通过下述技术方案实现：

基于点对点以太网的民机机载数字音频传输系统，包括音频管理单元和音频控制单元；

所述音频管理单元与所述音频控制单元之间通过点对点以太网接口进行数据通信；

所述音频管理单元与无线电通信设备或无线电导航设备进行通信连接；

所述音频控制单元与飞行员耳机或驾驶舱扬声器进行通信连接。

优选的，本发明的点对点以太网接口采用自定义以太网通信协议实现数据传输，所述自定义以太网通信协议将音频负载数据直接封装在介质访问控制层中。

优选的，本发明的介质访问控制层结构中：

“目的MAC”字段包含接收端设备的二进制地址；

“源MAC”字段包含发送端设备的二进制地址；

“协议类型”字段自行定义，但须避免和其他特定以太网协议发生混淆；

“帧校验序列”字段采用CRC16；

“负载”字段包括协议类型、数据长度、帧序列号、时间戳、数据项和CRC 校验和。

优选的，本发明的点对点以太网接口的电气性能应满足IEEE802.3标准和ARINC664 P2标准，传输介质采用屏蔽双绞线。

优选的，本发明的音频管理单元通过模拟音频接口、ARINC429接口或离散接口与所述无线电通信设备或无线电导航设备进行数据通信。

优选的，本发明的音频控制单元通过模拟音频接口、ARINC429接口或离散接口与飞行员耳机话筒或驾驶舱扬声器进行数据通信。

另一方面，本发明采用上述基于点对点以太网的民机机载数字音频传输系统实现音频传输、控制等，具体包括：

(1)通过无线电通信设备进行话音发话时，音频控制单元采集飞行员的话音信息，并进行模数转换后通过点对点以太网接口发送至对应的音频管理单元，音频管理单元进行数模转换后发送至对应的通信设备。