Brevet FR2922397A1 — publié le 20090417

SYSTÈME DE ROUTAGE ACARS PAR PROFIL DE ROUTAGE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne de manière générale le domaine des télécommunications aéronautiques et plus particulièrement celui du routage ACARS (Aircraft Communication and Reporting System). ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Dans le domaine aéronautique, le système ACARS permet de transmettre des données entre un aéronef et une station au sol, notamment d'échanger des 15 informations de type AOC (Aeronautical Operational Control) avec les opérateurs de compagnies aériennes ou des informations de type ATC (Air Traffic Control) avec les contrôleurs aériens. Le système ACARS peut utiliser plusieurs supports 20 de transmission (appelés aussi média dans l'état de la technique), ou plus exactement plusieurs types de sous-réseaux pour transmettre les données, à savoir des sous-réseaux HF, VHF ou SATCOM. Le sous-réseau de télécommunication VHF permet des liaisons point à point 25 en ligne de visée directe avec des émetteurs/ récepteurs au sol mais avec une portée relativement réduite. Le sous-réseau de télécommunication satellitaire SATCOM fournit par contre une couverture mondiale, à l'exception des zones polaires, mais avec 30 des coûts de communication élevés. Le sous-réseau HF10 permet quant à lui de couvrir les zones polaires. La liaison de données entre bord et sol est quelquefois désignée par le terme générique de � datalink �. Généralement, la transmission de données vers le sol se fait au moyen d'un routeur ACARS. Ce routeur se présente sous la forme d'un équipement de gestion des communications ou CMU (Communications Management Unit) qui sélectionne le support de transmission (VHF, HF, SATCOM) en fonction d'un certain nombre de paramètres. En pratique, lorsqu'une application avionique veut transmettre un message au sol, elle envoie ce message au routeur ACARS accompagné d'une information auxiliaire indiquant, pour chaque support d'information, s'il peut être utilisé pour la transmission et dans quel ordre de préférence. Par exemple, l'application avionique pourra indiquer : média HF interdit ; préférence 1 : média VHF ; préférence 2 : média SATCOM. Le CMU reçoit alors le message, analyse l'information auxiliaire et choisit le média de transmission en conséquence. Dans le cas de l'exemple précité, si le média VHF est disponible, le message est envoyé via ce dernier. Sinon, le média SATCOM sera choisi pour la transmission. Un tel système de routage présente un certain nombre d'inconvénients. Tout d'abord, si l'on souhaite que le routeur ACARS puisse utiliser de nouveaux supports de transmission, tel que par exemple des liaisons WiMax, WiFi, GSM ou UMTS, les applications avioniques doivent être modifiées pour intégrer le choix de ces média dans les informations auxiliaires. Ces modifications nécessitent que les applications en question fassent l'objet d'une nouvelle procédure de certification, longue et coûteuse. Ensuite, le routage effectué ne prend pas en compte les coûts et les performances des différents supports de transmission. Par exemple, en cas de variation relative des coûts d'utilisation de ces médias, l'ordre de préférence indiqué dans l'information auxiliaire peut s'avérer inapproprié. Enfin, les options de routage sont relativement limitées et insusceptibles de customisation par la compagnie aérienne. Le but de la présente invention est de remédier aux inconvénients précités et notamment de proposer un système de routage évolutif, flexible et customisable, ne nécessitant pas de nouvelle certification des applications avioniques. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention est définie par un système de routage de messages ACARS vers une pluralité de supports de transmission, destiné à être embarqué à bord d'un aéronef, ledit système comprenant : -une base de données contenant une pluralité de profils de routage, chaque profil étant constitué par une liste indiquant un rang de préférence pour chaque support de transmission ; - des moyens de sélection pour extraire, d'une requête d'envoi de message ACARS, un identifiant de profil de routage, et pour sélectionner, dans le profil de routage stocké dans la base de données, correspondant au dit identifiant, un support de transmission, selon son rang de préférence, ledit support de transmission ainsi sélectionné étant ensuite utilisé pour la transmission du dit message. Selon un premier mode de réalisation, la base de données contient, pour chaque identifiant, une pluralité de profils de routage correspondant à des zones géographiques et/ou des phases de vol distinctes. Selon un second mode de réalisation, les moyens de sélection sont adaptés à recevoir une information de position du dit aéronef, et à déterminer, pour un identifiant donné, le profil de routage correspondant à la zone géographique et/ou phase de vol dans laquelle se trouve l'aéronef, puis à sélectionner, au sein du profil ainsi déterminé, un support de transmission selon son rang de préférence. Selon une première variante des premier et second modes de réalisation, la base de données comprend en outre, pour chaque profil de routage, une liste de paramètres destinés à gérer des buffers de transmission associés aux différents supports de transmission. Selon une seconde variante des premier et second modes de réalisation, lesdits moyens de sélection sont adaptés à extraire en outre d'une requête d'envoi de message ACARS, une liste de paramètres destinés à gérer des buffers de transmission associés aux différents supports de transmission. Selon une troisième variante des premier et second modes de réalisation, le système comprend en outre une seconde base de données contenant une pluralité de profils de paramétrage, chaque profil de paramétrage étant constitué par une liste de paramètres destinés à gérer des buffers de transmission associés aux différents supports de transmission, lesdits moyens de sélection étant adaptés à extraire d'une requête d'envoi de messages ACARS, un second identifiant et à récupérer un profil de paramétrage stocké sous cet identifiant. Ladite liste de paramètres peut notamment comprendre les paramètres suivants : un paramètre indiquant le nombre maximal de tentatives de transmission sur un support sélectionné, un paramètre indiquant si le message est à supprimer en cas d'échec de transmission sur un support sélectionné, un paramètre indiquant si le message est supprimé si aucun support n'est disponible dans la liste, un paramètre indiquant si le message est à envoyer sur le support suivant de la liste au cas où le support sélectionné est occupé. Les supports de transmission précités appartiennent par exemple au groupe constitué par des liaisons SATCOM, HF, VHF, GSM, UMTS, WiMax et Wi-Fi. L'invention concerne également un système de routage ACARS tel que défini ci-dessus. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention en référence aux figures jointes parmi lesquelles : La Fig. 1 représente schématiquement un système de routage selon un premier mode de réalisation de l'invention ; La Fig. 2 représente schématiquement une procédure 5 de routage selon le second mode de réalisation de l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'idée à la base de la présente invention est de 10 proposer un système de routage ACARS opérant une sélection de support de transmission en fonction de différents critères, par exemple un critère de coût, un critère de fiabilité, un critère de débit, un critère de rapport coût/performances. Un critère se traduit en 15 pratique par un profil de routage indiquant les supports utilisables pour la transmission et leur ordre de préférence. La Fig. 1 illustre de manière schématique un système de routage ACARS selon un mode de réalisation 20 de l'invention. Le système de routage 110 reçoit des messages ACARS d'applications avioniques, 120, par exemple d'une application de gestion du trafic aérien, dite ATC (Air Traffic Control) ou d'une application de gestion de 25 vol, dite FMS (Flight Management System). Les applications avioniques, 120, communiquent avec des installations au sol grâce à des messages ACARS. Ainsi, une application de type ATC peut envoyer des messages ACARS, définis dans la norme Arinc 623, vers une 30 station de contrôle au sol et en recevoir. De même une application de type AOC peut transmettre et recevoir des messages ACARS, définis dans la norme Arinc 633, du centre opérationnel de la compagnie aérienne. Les messages sont transmis via une pluralité de supports de transmission, 150, par exemple des sous- réseaux classiquement utilisés en aéronautique tels que SATCOM, VHF, HF mais aussi des sous-réseaux de type grand public tels que GSM, UMTS, WiFi ou WiMAx. Le système de routage, 110, comprend des moyens de sélection, 130, connectés à une base données, 140. Les moyens de sélection, 130, reçoivent des requêtes d'envoi de messages ACARS des différentes applications avioniques et extraient de chaque requête un identifiant de profil de routage. Cet identifiant se présente comme une information auxiliaire, concaténée aux données transmises par l'application. Ainsi, une requête d'envoi aura généralement la forme suivante : ACARSdownlink-request(data,P) où P est un identifiant de profil de routage pour la transmission des données data. La base de données comprend une entrée pour chaque identifiant, une liste de rangs de préférence des différents supports de transmission étant stockée pour chaque profil. Un profil de routage d'identifiant P est défini par un vecteur ap =(ap(media1),ap(media2),...,ap(mediaN)) où N est le nombre de supports de transmission, media_1 , media_2, ..., media_N sont les supports en question, et où o -p une application attribuant à chaque support de transmission un rang de préférence pour le profil en question. Un rang particulier, par exemple un rang de valeur nulle, pourra être attribué pour indiquer un support de transmission interdit. Le cas échéant, ce vecteur pourra comprendre plusieurs rangs de même valeur, auquel cas les supports correspondants pourront être choisis indifféremment pour la transmission du message. Les moyens de sélection 130 récupèrent de la base de données 140, à partir de l'identifiant de profil P, la liste de rangs de préférence correspondante. Le support de transmission présentant le rang de plus haute préférence est tout d'abord sélectionné. Si, le support en question n'est pas disponible ou encore si la transmission échoue sur ce support, les moyens de sélection peuvent sélectionner un support de même rang, ou a défaut de rang suivant. L'ordre dans lequel les supports de même rang sont sélectionnés est indifférent. Le processus de sélection est répété jusqu'à ce que le message soit envoyé ou que l'on constate un échec pour le support de moindre préférence, les supports de rang nul n'étant pas pris en compte dans la mesure où ils sont interdits. Les profils de routage peuvent être prédéfinis par le constructeur ou customisés par la compagnie aérienne. Par exemple, le constructeur pourra proposer par défaut un profil de routage obéissant à un critère de moindre coût, un profil de routage obéissant à un critère de fiabilité maximale (moindre taux d'erreurs), un profil de routage obéissant à un critère de meilleur rapport coût/performances. La compagnie aérienne pourra ajouter des profils de routage supplémentaires qu'elle définira en spécifiant pour chacun d'entre eux les rangs de préférence respectifs qu'elle souhaite attribuer aux différents supports de transmission. Le tableau 1 donne trois exemples de profils de routage stockés dans la base de données 140. Le profil P correspond à un critère de moindre coût, le profil P2 à un critère de fiabilité maximale, et le critère P3 a été défini par la compagnie aérienne. Média/profil de routage P1 P2 P3 Satcom Data 2 6 5 1 Satcom Data 3 via GACS and the ATN stack 5 5 2 HF DLS 3 8 3 HF RLS via GACS and the ATN stack 4 VHF Mode A with the VHF DSP 1 3 7 5 VDL AOA with the VHF DSP 1 2 4 6 VDL Mode 2 via GACS and the ATN stack with the 1 2 0 VHF DSP 1 VHF Mode A with the VHF DSP 2 7 6 0 VDL AOA with the VHF DSP 2 4 3 0 VDL Mode 2 via GACS and the ATN stack with the 4 1 0 VHF DSP 2 Tableau 1 Le tableau fournit pour chacun des profils P,P2,1'3 les rangs de préférence respectifs des différents 15 supports de transmission. Dans ce tableau une haute préférence se traduit par un faible rang. Bien entendu, une convention contraire pourrait être adoptée. Par exemple, pour le profil P, la préférence sera donnée au support dénommé � VDL Mode 2 via GACS 20 and the ATN stack with the VHF DSP 1 �, autrement dit une liaison VHF émulée sur un réseau ATN grâce à un10 service GACS (Generic ATN Communication Service). Inversement, le support dénommé � SATCOM Data 2 � étant le plus onéreux, est le moins préféré. De manière similaire, pour le profil P2 , la préférence est donnée au support dénommé � VDL Mode 2 via GACS and the ATN stack with the VHF DSP 1 � (ATN : Aeronautical Telecommunication Network). Inversement, le support dénommé � HF DLS � (DLS : Direct Link Service), c'est-à-dire la liaison HF, est le moins préféré. Selon un second mode de réalisation, les moyens de sélection 130 sont adaptés à recevoir une information de position de l'aéronef et/ou une indication de phase de vol, via un bus AFDX (Avionics Full DupleX) ou un bus conventionnel Arinc 429 (cf. flèches en trait discontinu en Fig. 1). Par exemple, l'information de position peut être fournie par le système de navigation et être constituée des coordonnées GPS de l'aéronef. L'indication de phase de vol peut être fournie par un capteur de proximité au sol ou encore un capteur de pression sur le train d'atterrissage. Dans cette variante, la base de données est partitionnée en zones géographiques et/ou phases de vol. Les moyens de sélection opèrent alors la sélection du profil de routage en fonction de l'identifiant de profil extrait de la requête d'envoi, de la zone géographique dans laquelle se trouve l'aéronef et/ou de la phase de vol. 10 Le tableau 2 ci-dessous donne un exemple d'organisation de la base de données pour un système de routage selon le second mode de réalisation de l'invention, dans lequel seule une discrimination par zone géographique est envisagée. On remarque, que pour un identifiant P donné, la base de données contient un premier profil relatif à la zone Europe et un second profil relatif au reste du monde. Zone Média/Profil de routage P1 P2 P3 E Satcom Data 2 6 5 1 U Satcom Data 3 via GACS and the ATN stack 5 5 2 R HF DLS 3 8 3 0 HF RLS via GACS and the ATN stack 0 0 4 P VHF Mode A with the VHF DSP 1 3 7 5 E VDL AOA with the VHF DSP 1 2 4 6 VDL Mode 2 via GACS and the ATN stack 1 2 0 with the VHF DSP 1 VHF Mode A with the VHF DSP 2 7 6 0 VDL AOA with the VHF DSP 2 4 3 0 VDL Mode 2 via GACS and the ATN stack 4 1 0 with the VHF DSP 2 A Satcom Data 2 1 10 10 I Satcom Data 3 via GACS and the ATN stack 2 9 9 L HF DLS 3 8 8 L HF RLS via GACS and the ATN stack 4 7 7 E VHF Mode A with the VHF DSP 1 5 6 6 U VDL AOA with the VHF DSP 1 6 5 5 R VDL Mode 2 via GACS and the ATN stack 7 4 4 S with the VHF DSP 1 VHF Mode A with the VHF DSP 2 8 3 3 VDL AOA with the VHF DSP 2 9 2 2 VDL Mode 2 via GACS and the ATN stack 10 1 1 with the VHF DSP 2 Tableau 2 La Fig. 2 illustre une procédure de sélection de support de transmission selon un second mode de réalisation de l'invention. A l'étape 210, une application avionique transmet au système de routage une requête d'envoi de message ACARS sur la liaison descendante, sous la forme ACARS _ downlink ù request data, P). A l'étape 220, les moyens de sélection extraient l'identifiant de profil,P, de la requête. A l'étape 230, les moyens de sélection récupèrent une information de position et/ou une indication de phase de vol de l'aéronef. Les moyens de sélection déduisent de l'information de position la zone géographique Z dans laquelle se trouve l'aéronef. A l'étape 240, à partir de l'identifiant P, de la zone Z et de la phase de vol d), les moyens de sélection récupèrent le profil correspondant aPZe dans la base de données et sélectionne dans ce profil, le support de transmission ayant le rang de plus haute préférence, soit ns=argmin(apze(media_n)) . Par exemple, n=1,..,N si P identifie le profil de moindre coût, Z est l'Europe, et D est la phase où l'aéroport est en stationnement à la porte d'embarquement, le support de transmission sélectionné sera une liaison WiFi. A l'étape 250, le message est transmis sur le support sélectionné media_ns. Cette variante permet à chaque compagnie aérienne de choisir sa politique de communication avec le sol. Si de nouveaux médias apparaissent dans une zone géographique donnée, ou si les coûts relatifs de ces médias évoluent, il sera simplement nécessaire de mettre à jour la base de données sans avoir à certifier à nouveau les applications avioniques. Selon une première variante du premier ou du second mode de réalisation, la base de données 140, contient en outre des paramètres de gestion de buffers de transmission pour chacun des profils de routage. A chaque support de transmission est associé un buffer dans lequel sont stockés les messages à envoyer sur ce support. En effet, les messages à transmettre sur un support de transmission ne sont généralement pas envoyés directement mais placés dans une file d'attente. Les paramètres précités permettent de gérer le taux de remplissage des différents buffers. Par exemple, on pourra utiliser : - un paramètre (� message retry counter �) indiquant le nombre maximal de tentatives de transmission sur le support sélectionné. Le buffer est purgé du message si la dernière tentative échoue ; - un paramètre (� purge on com �) indiquant si le message est à supprimer en cas d'échec de transmission sur le support sélectionné. Le buffer associé à ce support est alors purgé en conséquence ; un parametre (� purge on fail �) indiquant si le message est supprimé dans le cas où aucun support de transmission n'est disponible ; - un paramètre (� next on busy �) indiquant si le message est à envoyer sur le support suivant (dans l'ordre de préférence) du profil de routage au cas où le support sélectionné est occupé. Le tableau 3 illustre l'organisation de la base de données dans le cas de la variante précitée, pour le premier mode de réalisation de l'invention. La base de données contient, pour chaque profil, les paramètres de gestion de buffer de transmission associés à ce profil. Média/profil de routage P1 P2 P3 Satcom Data 2 6 5 1 Satcom Data 3 via GACS and the ATN stack 5 5 2 HF DLS 3 8 3 HF RLS via GACS and the ATN stack 4 VHF Mode A with the VHF DSP 1 3 7 5 VDL AOA with the VHF DSP 1 2 4 6 VDL Mode 2 via GACS and the ATN stack with 1 2 0 the VHF DSP 1 VHF Mode A with the VHF DSP 2 7 6 0 VDL AOA with the VHF DSP 2 4 3 0 VDL Mode 2 via GACS and the ATN stack with 4 1 0 the VHF DSP 2 Message Retry Counter 3 2 0 Purge on no com NO YES NO Purge on Fail YES YES NO Next on busy NO YES NO Tableau 3 Selon une seconde variante de réalisation, les paramètres ne sont pas stockés dans la base de données mais fournis au moyen d'une information auxiliaire comprise dans la requête d'envoi du message. Plus précisément, pour un message à transmettre sur la liaison descendante, la requête d'envoi aura la forme ACARS_downlinkùrequest(data,P,,u1, uL) où ,u1,...,pL est une liste de paramètres de gestion de buffer de transmission. Les moyens de sélection sont adaptés à extraire ces paramètres au même titre que l'identifiant de profil et à contrôler les buffers en conséquence. Selon une troisième variante de réalisation de l'invention, les moyens de routage comprennent outre une première base de données comprenant les profils de routage, une seconde base de données comprenant des profils de paramétrage de la transmission. Un profil de paramétrage est constitué par une liste de valeurs de paramètres prédéfinis, par exemple les paramètres de gestion de buffer de transmission. Le tableau 4 illustre un exemple d'organisation de la seconde base de données avec les paramètres � message retry counter �, � purge on com �, � purge on fail �, � next on busy � indiqués plus haut. Les profils de paramétrage M1,M2,M3,M4 sont prédéfinis par le constructeur ou bien définis par la compagnie aérienne. Pour un message à transmettre sur la liaison descendante, la requête d'envoi aura la forme ACARS_downlinkùrequestdata,P,M) où P et M sont respectivement les identifiants de profils de routage et de paramétrage. L'identifiant P permet la sélection du support de transmission préféré dans la première base de données, alors que l'identifiant Al permet de paramétrer l'utilisation des buffers de transmission. 5 Paramètres/ M1 M2 M3 M4 Profils de paramétrage Message Retry Counter 3 4 2 3 Purge on no com Yes Yes No No Purge on Fail Yes Yes Yes No Next on busy Yes No No No Tableau 4 Il est clair pour l'homme du métier que d'autres profils de paramètres peuvent être envisagés sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Système de routage de messages ACARS vers une pluralité de supports de transmission, destiné à être embarqué à bord d'un aéronef, caractérisé en ce qu'il comprend : une base de données contenant une pluralité de profils de routage, chaque profil étant constitué par une liste indiquant un rang de préférence pour chaque support de transmission ; - des moyens de sélection pour extraire, d'une requête d'envoi de message ACARS, un identifiant de profil de routage, et pour sélectionner, dans le profil de routage stocké dans la base de données, correspondant au dit identifiant, un support de transmission, selon son rang de préférence, ledit support de transmission ainsi sélectionné étant ensuite utilisé pour la transmission du dit message. 2. Système de routage de messages ACARS selon la revendication 1, caractérisé en ce que la base de données contient, pour chaque identifiant, une pluralité de profils de routage correspondant à des zones géographiques et/ou des phases de vol distinctes. 3. Système de routage de messages ACARS selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de sélection sont adaptés à recevoir une information de position du dit aéronef, et à déterminer, pour un identifiant donné, le profil deroutage correspondant à la zone géographique et/ou phase de vol dans laquelle se trouve l'aéronef, puis à sélectionner, au sein du profil ainsi déterminé, un support de transmission selon son rang de préférence. 4. Système de routage de messages ACARS selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la base de données comprend en outre, pour chaque profil de routage, une liste de paramètres destinés à gérer des buffers de transmission associés aux différents supports de transmission. 5. Système de routage de messages ACARS selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de sélection sont adaptés à extraire en outre d'une requête d'envoi de message ACARS, une liste de paramètres destinés à gérer des buffers de transmission associés aux différents supports de transmission. 6. Système de routage de messages ACARS selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde base de données contenant une pluralité de profils de paramétrage, chaque profil de paramétrage étant constitué par une liste de paramètres destinés à gérer des buffers de transmission associés aux différents supports de transmission, lesdits moyens de sélection étant adaptés à extraire d'une requête d'envoi de messages ACARS, un second identifiant et à récupérer un profil de paramétrage stocké sous cet identifiant. 7. Système de routage de messages ACARS selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que ladite liste de paramètres comprend les paramètres suivants : un paramètre indiquant le nombre maximal de tentatives de transmission sur un support sélectionné, un paramètre indiquant si le message est à supprimer en cas d'échec de transmission sur un support sélectionné, un paramètre indiquant si le message est supprimé si aucun support n'est disponible dans la liste, un paramètre indiquant si le message est à envoyer sur le support suivant de la liste au cas où le support sélectionné est occupé. 8. Système de routage de messages ACARS selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les supports de transmission appartiennent au groupe constitué par des liaisons SATCOM, HF, VHF, GSM, UMTS, WiMax et Wi-Fi. 9. Aéronef comprenant un système de routage ACARS selon l'une des revendications précédentes.