Brevet FR2947978A1 — publié le 20110114

SYSTÈME DE COMMUNICATION ACARS DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne de manière générale le domaine des télécommunications avioniques et plus particulièrement celui des systèmes de communication 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 et des informations de type ATC (Air Traffic Control) avec les contrôleurs aériens. La liaison de données entre le bord et le sol est généralement désignée par 20 le terme générique de � datalink �. Le système ACARS peut utiliser plusieurs types de support de transmission (également dénommés � média � dans l'état de la technique) ou, plus exactement, plusieurs types de sous-réseau pour transmettre les 25 données, à savoir des sous-réseaux HF, VHF ou SATCOM. De manière connue en soi, le sous-réseau de télécommunication VHF permet des liaisons point à point en ligne de visée directe mais à portée réduite avec des émetteurs/récepteurs au sol. Le sous-réseau 30 satellitaire SATCOM fournit par contre une couverture10 2 mondiale, à l'exception des zones polaires, mais avec des coûts de communication élevés. Le sous-réseau HF permet quant à lui de couvrir les zones polaires. On a représenté en Fig. 1 un système de communication ACARS, 100, connu de l'état de la technique. Celui-ci comprend généralement un routeur, 110, dit routeur ACARS, qui se présente sous la forme d'un équipement de gestion des communications ou CMU (Communications Management Unit). Le routeur 110 sélectionne automatiquement le support de transmission le mieux approprié (VHF, HF, SATCOM) en fonction d'un certain nombre de paramètres (type de communication, disponibilité des supports, lieu où se trouve l'aéronef etc.). Selon l'état de ces paramètres, le routeur 110 aiguille les messages ACARS qu'il reçoit des applications avioniques 120, vers un module 130 d'émission/réception VHF encore dénommé VDR (VHF Data Radio), un module 140 d'émission/réception HF encore dénommé HFDR (HF Data Radio) ou encore vers un module 150 d'émission/réception SATCOM. Réciproquement, le routeur 110 transmet les messages ACARS reçus des modules 130, 140, 150 vers les applications avioniques 120 précitées. Les bus de données 131, 141 et 151 entre le routeur 110 et les modules d'émission/réception respectifs 130, 140, 150 sont conformes au standard ARINC 429 et les messages ACARS échangés sur ces liaisons obéissent au format ARINC 618. Les supports de transmission précités commencent toutefois à atteindre leurs limites en termes de disponibilité d'accès alors même que les besoins de communication entre l'aéronef et le sol sont de plus en 3 plus importants. En outre, les coûts de communication qu'engendrent les volumes de plus en plus élevés de données à transmettre grèvent les budgets des compagnies aériennes. Pour remédier à cette situation, certains acteurs du domaine aéronautique ont proposé d'utiliser des supports de transmission � grand public � pour transmettre les messages ACARS. Ainsi, lorsque l'aéronef stationne ou roule au sol, voire lorsqu'il est en phase d'approche, celui-ci peut établir une connexion par liaison sans fil avec le centre de contrôle aérien ou le centre opérationnel de la compagnie aérienne, via le réseau GPRS ou UMTS, une borne Wi-Fi, ou une station Wi-Max. La transmission des messages ACARS est effectuée en les encapsulant dans des datagrammes IP, comme décrit par exemple dans la demande WO2006/026632. Cette technique de transmission est dénommée ACARS sur IP ou encore AoIP (ACARS over IP). La Fig. 2 représente un système de communication ACARS, 200, utilisant une technique de transmission AoIP. Comme précédemment, le système comprend un routeur ACARS 210 qui transmet les messages ACARS reçus d'applications avioniques 220 à des modules d'émission/réception VHF, HF, SATCOM désignés respectivement par 230, 240, 250, et, réciproquement renvoie les messages ACARS reçus de ces mêmes modules aux applications avioniques concernées. Un des modules d'émission/réception conventionnels (HFDR) de la Fig. 1 a été remplacé ici par une passerelle de conversion AoIP, 240. Cette passerelle reçoit, via le bus 241, des 4 messages ACARS au format ARINC 618, les encapsule dans des datagrammes IP avant de les transmettre sur une liaison sans fil au moyen d'une pile de protocole TCP/IP. Réciproquement, elle reçoit des datagrammes IP, par exemple d'un centre de contrôle de trafic aérien (ATC) ou d'un opérateur de compagnie aérienne (AOC), décapsule les messages ACARS et les transmet au routeur 210. Il a été proposé dans la demande de brevet français n° 08 55564 déposée au nom de la demanderesse et non publiée, d'adjoindre un commutateur à un routeur ACARS traditionnel, voire d'utiliser un commutateur déjà présent au sein du routeur, pour sélectionner soit un support de transmission traditionnel (HF, SATCOM) soit une passerelle externe AoIP. Il n'existe toutefois pas à l'heure actuelle de routeur ACARS intégrant le routage des messages à la fois sur les supports de transmission traditionnels et les moyens de transmission de type IP (c'est-à-dire utilisant des datagrammes IP). Le problème à la base de l'invention est donc de proposer un système de communication ACARS capable de router les messages ACARS tant sur des supports de transmission traditionnels que sur des supports de transmission de type IP. Comme on l'a indiqué plus haut, le routage sur les supports de transmission traditionnels est généralement effectué sur la base du type de communication, de la disponibilité des différents médias et du lieu où se trouve l'aéronef. Un second problème à la base de l'invention est donc de définir une stratégie de routage qui prenne également en compte les supports de transmission de type IP. 5 EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention est définie par un système de communication par messages ACARS destiné à être embarqué sur un aéronef, ledit système comprenant un routeur adapté à router lesdits messages vers une pluralité de supports de transmission, au moins l'un des supports de transmission, dit support de transmission IP, utilisant une transmission desdits messages à l'aide de datagrammes IP, et une pluralité de supports de transmission appartenant au groupe des supports de transmission HF, VHF, SATCOM, dits supports de transmission ACARS. Selon un premier mode de réalisation, le routeur comprend une première table de routage n'utilisant que la pluralité de supports de transmission ACARS et une seconde table de routage utilisant au moins ledit support de transmission IP, la première ou la seconde table de routage étant sélectionnée par une information de phase de vol fournie au dit routeur, la première table de routage étant sélectionnée lorsque que ladite information indique que l'aéronef est en vol et la seconde table de routage étant sélectionnée lorsque ladite information indique que l'aéronef est au sol ou en phase d'approche. Avantageusement, la seconde table de routage 30 fournit une liste ordonnée de supports de transmission comprenant au moins un support de transmission IP et un 6 support de transmission ACARS, ladite liste étant ordonnée selon un ordre de préférence. Selon un second mode de réalisation, le routeur comprend une table de routage utilisant ladite pluralité de supports de transmission ACARS et au moins ledit support de transmission IP, la table de routage ayant parmi ses entrées une information de phase de vol fournie au dit routeur, ladite information indiquant soit que l'aéronef est en vol, soit que l'aéronef est au sol ou en phase d'approche. Avantageusement, lorsque ladite information indique que l'aéronef est au sol ou en phase d'approche, ladite table de routage fournit une liste ordonnée de supports de transmission comprenant au moins un support de transmission IP et un support de transmission ACARS, ladite liste étant ordonnée selon un ordre de préférence. Dans les deux modes de réalisation, ladite liste ordonnée comprend au moins un support de transmission IP relevant d'un régime de consommation forfaitaire (Ml), ce support n'étant pas sélectionné par le routeur dès lors que le volume de données correspondant au forfait est atteint. De préférence, ladite liste ordonnée comprend au moins un support de transmission IP relevant d'un régime de consommation forfaitaire, ce support n'étant pas sélectionné par le routeur dès lors que le volume de données excède un plafond égal au forfait diminué d'une marge et que le message à transmettre n'est pas prioritaire, ce support étant cependant sélectionné par 7 le routeur même en cas de dépassement du plafond, si le message à transmettre est prioritaire. Le message est considéré comme prioritaire en fonction de son type et/ou de son origine. Dans ce cas, le ou les datagramme(s) IP transportant ledit message comporte(ent) alors une indication de priorité dans le champ DSCP. Ladite liste ordonnée peut comprendre au moins un support de transmission IP, ce support n'étant pas sélectionné par le routeur dès lors que l'instant de transmission tombe dans une plage horaire correspondant à un pic de charge sur ce support de transmission. Avantageusement, ladite information de phase de vol est fournie par un capteur détectant si le poids de l'aéronef s'exerce sur ses roues. Enfin l'invention concerne également un aéronef comportant un système de transmission de messages ACARS tel qu'exposé 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 fait en référence aux figures jointes parmi lesquelles : La Fig. 1 représente schématiquement un premier système de communication par messages ACARS connu de l'état de la technique ; La Fig. 2 représente schématiquement un second système de communication par messages ACARS connu de l'état de la technique ; 8 La Fig. 3A représente schématiquement un système de communication par messages ACARS selon un premier mode de réalisation de l'invention ; La Fig. 3B représente schématiquement un système 5 de communication par messages ACARS selon un second mode de réalisation de l'invention ; La Fig. 4 illustre un exemple de mise en oeuvre d'un système de communication par messages ACARS selon un mode particulier de réalisation de l'invention. 10 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'invention part de la constatation que les supports de transmission GPRS, UMTS, Wi-Fi, Wi-Max ou 15 autres supports de transmission grand public ne peuvent être utilisés qu'à proximité du sol, c'est-à-dire lorsque l'avion stationne ou roule sur le sol ou encore lorsqu'il est en phase d'approche. L'idée à la base de l'invention est de distinguer 20 une loi de routage pour la phase de vol et une loi de routage lorsque l'avion est au sol ou en phase d'approche. La Fig. 3A représente un système de communication 25 ACARS selon un premier mode de réalisation de l'invention. Ce système de communication, 300, comprend un routeur ACARS 310, relié à au moins un module d'émission/réception d'un support de transmission 30 traditionnel, 330, à savoir VHF, SATCOM ou HF et un module d'émission/réception d'un support de 9 transmission de type IP, 340, par exemple GPRS, UMTS, Wi-Fi ou Wi-Max. Le routeur 310 est relié aux modules d'émission/ réception au moyen de liaisons bidirectionnelles. Plus précisément chaque liaison bidirectionnelle est constituée d'une paire de bus unidirectionnels, de directions opposées et conformes à la norme ARINC 429. Le module d'émission/réception 340 incorpore une passerelle de conversion AoIP, autrement dit les messages ACARS issus du routeur sont encapsulés dans des datagrammes IP avant d'être transmis sur la voie descendante et, réciproquement, les paquets IP reçus de la voie montante sont décapsulés par le module 340 pour reconstituer les messages ACARS qui sont ensuite transmis au routeur. Le routeur 310 comporte une entrée recevant une information de phase de vol, 371, indiquant si l'aéronef est en phase de vol ou bien s'il est au sol/en phase d'approche. Cette information de phase de vol est fournie par exemple par un capteur de proximité au sol, 370. Ce capteur peut être réalisé selon différentes variantes. Selon une première variante, le capteur 370 est un capteur dit WOW (Weight On Wheels) qui indique si le poids de l'appareil s'exerce sur les roues, autrement dit s'il est au sol. Ce capteur est généralement disponible sur la plupart des aéronefs et fait partie de l'unité de contrôle du système d'atterrissage ou LGCIU (Landing Gear Control Interface Unit). Selon une seconde variante, le capteur 370 est un télémètre capable de déterminer la distance au sol de l'aéronef 10 et de la comparer à une hauteur prédéterminée, cette hauteur étant choisie pour correspondre à la phase d'approche d'une piste d'atterrissage. Selon une troisième variante, le capteur détecte si la porte de l'aéronef est ouverte, autrement dit, si l'aéronef stationne au sol et est en phase d'embarquement ou de débarquement de passagers. L'homme du métier pourra mettre en oeuvre d'autres variantes, notamment des combinaisons des capteurs précités, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Quelle que soit la variante du capteur retenue, le routeur 310 comprend ici deux tables de routage distinctes : une première table, 361, correspondant à la phase de vol et une seconde table, 362, à un stationnement au sol ou une phase d'approche. Le routeur utilise l'une ou l'autre table en fonction de l'information de phase de vol, 371. Chacune des tables donne en fonction d'un certain nombre de paramètres d'entrée, une liste ordonnée de supports de transmission. Cette liste ordonnée se présente sous la forme (medial ; média2 ;... ; médiaN), le routeur sélectionnant alors le médial si celui-ci est disponible, à défaut le média2, et ainsi de suite. La première table ne comprend pas de support de transmission de type IP. En revanche, la seconde table comprend au moins un support de transmission de type IP. Les entrées des tables de routage sont par exemple les types de flux de données, le niveau de priorité des flux de données, le caractère temps réel 11 ou non de ces flux, la qualité de service (QoS) requise etc. Nous avons donné ci-après un exemple d'une première et d'une seconde tables de routage à titre 20 255 Type de flux de Niveau de Liste ordonnée de données priorité supports de transmission ATC (Air Traffic Control) Haute priorité VHF puis SATCOM AOC (Airline Moyenne priorité VHF puis SATCOM Operational Control) AAC (Airline Faible priorité VHF Administration Control) Table de routage I (phase de vol) Type de flux de Niveau de Liste ordonnée de données priorité supports de transmission ATC (Air Traffic Haute priorité Media IP puis VHF Control) puis SATCOM AOC (Aeronautical Moyenne priorité Média IP puis VHF Operational puis SATCOM Control) AAC (Airline Faible priorité Média IP puis VHF Administration Control) Table de routage II (sol ou approche) 13 On notera que dans cet exemple, les tables utilisent comme entrée le type de flux de données, le degré de priorité des flux en est simplement déduit. Alternativement, le paramètre d'entrée peut être directement le degré de priorité du flux de données à transmettre. L'expression � Média IP � dans la table de routage II représente un support de transmission de type IP, par exemple GPRS, UMTS, Wi-Fi ou Wi-Max. La seconde table de routage peut comporter plusieurs supports de transmission de type IP. Dans ce cas, une liste ordonnée fournie par la table de routage peut préciser l'ordre de préférence dans lequel ces supports de transmission IP doivent être choisis. L'ordre de préférence peut différer d'une liste ordonnée à une autre en fonction des valeurs des paramètres d'entrée. Par exemple, un paramètre d'entrée peut consister en une information indiquant le stationnement au terminal d'embarquement. Dans ce cas un media IP de type Wi-Fi (par exemple Gatelink Wi-Fi) pourra être préféré à un média IP de type UMTS, pour des raisons de débit et/ou de coût. La Fig. 3B représente un système de communication ACARS selon un second mode de réalisation de l'invention. Les éléments identiques à ceux du premier mode de réalisation sont désignés par des numéros de référence identiques. Ce mode de réalisation diffère du précédent dans 30 la mesure où le routeur 311 ne comporte qu'une seule table de routage, 360. Une entrée de cette table est 14 ici l'information de phase de vol, 371. A partir de cette information et d'au moins un autre paramètre d'entrée, la table de routage fournit une liste ordonnée de supports de transmission. Nous avons donné ci-après un exemple de table de routage pour le second mode de réalisation du routeur : Type de flux de Information de Liste ordonnée de données phase de vol supports de transmission ATC Vol VHF puis SATCOM Sol/ Approche Média IP puis VHF puis SATCOM AOC Vol VHF puis SATCOM Sol/ Approche Média IP puis VHF puis SATCOM AAC Vol VHF Sol/Approche Média IP puis VHF 10 Table de routage III Comme dans le premier mode de réalisation, la table de routage peut comporter plusieurs supports de transmission de type IP, et la liste ordonnée fournie 15 par cette table indique un ordre de préférence en fonction des entrées de la table. Les supports de transmission de la liste ordonnée sont testés dans l'ordre spécifié. Le premier support de transmission disponible est sélectionné pour la 20 transmission.5 15 La liste ordonnée de supports de transmission peut également spécifier que certains supports de transmission ont un même niveau de préférence. La sélection entre médias relatifs à un même niveau est alors effectuée en fonction de critères secondaires. Selon un premier exemple, la liste ordonnée peut accorder un même niveau de préférence à un support de transmission de type IP relevant d'une tarification forfaitaire et un support de transmission sans forfait. Dès lors que le forfait de consommation, c'est-à-dire le volume maximal de données par période contractuelle bénéficiant d'un tarif préférentiel, est atteint, on optera pour le support de transmission sans forfait. Alternativement, on pourra prévoir un plafond inférieur au forfait et ne transmettre au-delà de ce plafond que les datagrammes/les flux de données prioritaires. Afin d'indiquer qu'un datagramme IP est prioritaire et peut donc être transmis au-delà du plafond, voire le cas échéant au-delà du forfait, on pourra avantageusement spécifier le caractère prioritaire dans un champ du datagramme par exemple dans le champ DSCP (Differentiated Service Code Point) de l'entête IP, tel que défini dans la norme RFC 2474. Ce champ DSCP pourra n'être spécifié que pour le premier datagramme d'un bloc de données prioritaires. Ce champ est renseigné lors de l'encapsulation IP en fonction du type de message ACARS (par exemple ATC ou AOC tels que définis en introduction) et/ou de la 16 source d'émission du message (applications de type AOC, applications de type ATC, système de gestion de vol, dit système FMS, système de surveillance de l'état des équipements, dit système ACMS). Les informations de type de message et d'origine de message sont présentes dans la trame du message ACARS avant encapsulation. Selon un second exemple, une liste ordonnée peut accorder le même niveau de préférence à un support de transmission IP de type � grand public � et un support de transmission IP dédié à une utilisation aéronautique, dénommé plus simplement ci-après � support de transmission IP dédié �. Un support de transmission IP � grand public � (par exemple un support de transmission GPRS ou un hot spot Wi-Fi) présente généralement un pic de charge à certains moments de la journée. A l'inverse, un support de transmission IP dédié n'est a priori pas assujetti à de telles variations de charge. Lors des plages horaires correspondant aux pics de charge sur le support de transmission � grand public � on pourra donc opter pour le support de transmission IP dédié. Bien entendu, plusieurs critères secondaires peuvent être combinés pour déterminer parmi un ensemble de supports de transmission de même rang dans la liste, celui qui est à utiliser de préférence par le routeur. La Fig. 4 illustre un exemple de mise en oeuvre d'un système de communication par messages ACARS selon 17 un mode particulier de réalisation de l'invention, combinant plusieurs critères secondaires. A l'étape 410, le routeur 310 ou 311 reçoit un 5 bloc de données à transmettre sous forme de messages ACARS. A l'étape 420, la table de routage fournit la liste ordonnée de supports de transmission que le routeur peut utiliser. On suppose que l'aéronef est au 10 sol et que les medias correspondant au premier rang de préférence sont : un support de transmission IP � grand public � avec forfait, M1, un support de transmission IP � grand public � sans forfait, M2 et un support de transmission IP dédié, Md. 15 A l'étape 430, on teste si le forfait de M1, ou le plafond au sens défini plus haut, est atteint. Dans l'affirmative, on passe à l'étape 435 et on route le bloc de données vers le support de transmission IP sans forfait, M2. 20 Dans la négative, on teste en 437 si l'on se trouve dans une plage horaire correspondant à un pic de charge des medias IP � grand public � (typiquement entre 18h et 21h). Si c'est le cas, le routeur transmet le bloc de données via le support de transmission IP 25 dédié, en 440. En revanche si l'on se trouve en dehors de cette plage horaire, le routeur transmet le bloc de données via le support de transmission IP � grand public �, M1, en 450 et met à jour le volume de données transféré sur ce support à l'étape 460. 18 La transmission du bloc de données s'achève dans ce cas en 470 et le routeur peut alors passer au bloc de données suivant. Un autre exemple de réalisation non représenté est constitué par le cas où la table de routage fournit, lorsque l'avion est au sol, une liste ordonnée de médias accordant un même ordre de préférence à un support de transmission IP � grand public � avec forfait et un support de transmission ACARS (VHF, SATCOM). Dans ce cas, si le forfait ou le plafond est dépassé en 430, ou bien encore si l'on se trouve dans une plage horaire de charge du réseau en 437, on optera respectivement en 435 et 440 pour une transmission du bloc de données sur le support de transmission ACARS. REVENDICATIONS1. Système de communication par messages ACARS destiné à être embarqué sur un aéronef, ledit système comprenant un routeur (310) adapté à router lesdits messages vers une pluralité de supports de transmission, au moins l'un des supports de transmission, dit support de transmission IP (340), utilisant une transmission desdits messages à l'aide de datagrammes IP, et une pluralité de supports de transmission (330, 350) appartenant au groupe des supports de transmission HF, VHF, SATCOM, dits supports de transmission ACARS, caractérisé en ce que ledit routeur comprend une première table de routage (361) n'utilisant que la pluralité de supports de transmission ACARS et une seconde table de routage (362) utilisant au moins ledit support de transmission IP, la première ou la seconde table de routage étant sélectionnée par une information de phase de vol (371) fournie audit routeur, la première table de routage étant sélectionnée lorsque que ladite information indique que l'aéronef est en vol et la seconde table de routage étant sélectionnée lorsque ladite information indique que l'aéronef est au sol ou en phase d'approche. 2. Système de communication selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde table de routage (362) fournit une liste ordonnée de supports de transmission comprenant au moins un support de 20 transmission IP et un support de transmission ACARS, ladite liste étant ordonnée selon un ordre de préférence. 3. Système de communication par messages ACARS destiné à être embarqué sur un aéronef, ledit système comprenant un routeur (311) adapté à router lesdits messages vers une pluralité de supports de transmission, au moins l'un des supports de transmission, dit support de transmission IP (340), utilisant une transmission desdits messages à l'aide de datagrammes IP, et une pluralité de supports de transmission appartenant au groupe des supports de transmission HF, VHF, SATCOM, dits supports de transmission ACARS (330, 350), caractérisé en ce que ledit routeur comprend une table de routage (360) utilisant ladite pluralité de supports de transmission ACARS et au moins ledit support de transmission IP, la table de routage ayant parmi ses entrées une information de phase de vol (371) fournie audit routeur, ladite information indiquant soit que l'aéronef est en vol, soit que l'aéronef est au sol ou en phase d'approche. 4. Système de communication selon la revendication 3, caractérisé en ce que, lorsque ladite information (371) indique que l'aéronef est au sol ou en phase d'approche, ladite table de routage fournit une liste ordonnée de supports de transmission comprenant au moins un support de transmission IP et un support de 21 transmission ACARS, ladite liste étant ordonnée selon un ordre de préférence. 5. Système de communication selon l'une des revendications 2 ou 4, caractérisé en ce que ladite liste ordonnée comprend au moins un support de transmission IP relevant d'un régime de consommation forfaitaire (Ml), ce support n'étant pas sélectionné par le routeur dès lors que le volume de données correspondant au forfait est atteint. 6. Système de communication selon l'une des revendications 2 ou 4, caractérisé en ce que ladite liste ordonnée comprend au moins un support de transmission IP relevant d'un régime de consommation forfaitaire (Ml), ce support n'étant pas sélectionné par le routeur dès lors que le volume de données excède un plafond égal au forfait diminué d'une marge et que le message à transmettre n'est pas prioritaire, ce support étant cependant sélectionné par le routeur même en cas de dépassement du plafond, si le message à transmettre est prioritaire. 7. Système de communication selon la revendication 6, caractérisé en ce que lorsque le message est considéré comme prioritaire en fonction de son type et/ou de son origine et que le ou les datagramme(s) IP transportant ledit message comporte(ent) alors une indication de priorité dans le champ DSCP.30 22 8. Système de communication selon l'une des revendications 2 ou 4, caractérisé en ce que ladite liste ordonnée comprend au moins un support de transmission IP (M2), ce support n'étant pas sélectionné par le routeur dès lors que l'instant de transmission tombe dans une plage horaire correspondant à un pic de charge sur ce support de transmission. 9. Système de communication selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce ladite information de phase de vol (371) est fournie par un capteur (370) détectant si le poids de l'aéronef s'exerce sur ses roues. 10. Aéronef comportant un système de transmission de messages ACARS selon l'une des revendications précédentes.20