(57)【要約】【課題】航空機と、空港にあるゲートに接続されている外部ネットワークとの間の地上データ伝送のための方法およびシステムを提供する。【解決手段】このタイプのデータ伝送は、航空機およびゲートの電気構成要素を相互接続する複数の導体を含む電力ケーブルを通じて実行される。各導体は、他のチャネルの周波数範囲と重ならないそれ自体の周波数範囲を有する別個の電力線ブロードバンド（BPL）通信を確立するのに使用され得る。そのため、ケーブル内に無線周波数（RF）遮蔽は必要なく、任意の標準的な多導体ケーブルを使用することができる。データ領域の特性、チャネルの特性、および他の要因に応じて、複数の異なる通信チャネルの間でのデータ領域の割当てを制御するために、チャネル管理ユニットが使用される。たとえば、1つのチャネルが、航空機制御データのような、特定のデータ領域のセキュアなデータ転送のために指定され得る。【選択図】図1
2014230481.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機と外部ネットワークとの間の地上データ伝送のための方法であって、前記方法は、
航空機およびゲートに接続されている電力ケーブルを通じて第1の電力線ブロードバンド（BPL）通信チャネルおよび第2のBPL通信チャネルを確立するステップであって、
前記電力ケーブルは第1の導体および第2の導体を含み、
前記第1のBPL通信チャネルは前記第1の導体を通じて確立され、
前記第2のBPL通信チャネルは前記第2の導体を通じて確立される、確立するステップと、
チャネル管理ユニットを使用して第1のデータ領域から第1の送信パケットを生成し、第2のデータ領域から第2の送信パケットを生成するステップと、
前記第1のBPL通信チャネルを通じた伝送のために前記第1の送信パケットを送信するステップと、
前記第2のBPL通信チャネルを通じた伝送のために前記第2の送信パケットを送信するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記第1の送信パケットおよび前記第2の送信パケットの伝送は同時に実行される、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第1の送信パケットの伝送は、前記第2の送信パケットの伝送から独立して実行される、請求項1または2に記載の方法。
【請求項４】
前記チャネル管理ユニットは、
前記電力ケーブル接続の持続時間、
前記第1のデータ領域および前記第2のデータ領域の各々のセキュリティ状況、
前記第1のBPL通信チャネルおよび前記第2のBPL通信チャネルの各々のセキュリティ、
前記第1のデータ領域および前記第2のデータ領域の各々の伝送優先度、
前記第1のBPL通信チャネルおよび前記第2のBPL通信チャネルの各々の伝送速度、ならびに
前記第1のデータ領域および前記第2のデータ領域の各々のデータ量
から成る群から選択される1つまたは複数の要因に基づいて前記第1の送信パケットおよび前記第2の送信パケットを生成する、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第1のデータ領域および前記第2のデータ領域は、航空機制御データ、機内娯楽、および飛行機情報システムから成る群から選択される1つまたは複数のデータタイプを含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第1のデータ領域および前記第2のデータ領域のうちの少なくとも一方をプリフェッチするステップをさらに含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
第1の周波数帯域を前記第1のBPL通信チャネルに使用し、第2の周波数帯域を前記第2のBPL通信チャネルに使用するステップをさらに含み、前記第2の周波数帯域は前記第1の周波数帯域と重ならない、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記第1の送信パケットは、少なくとも部分的には前記第2のデータ領域から生成される、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記第1の周波数帯域の少なくとも一部分は30MHzを下回り、前記第2の周波数帯域の少なくとも一部分は30MHzを上回る、請求項7に記載の方法。
【請求項１０】
航空機と外部ネットワークとの間の地上データ伝送のためのシステムであって、前記システムは、
電力ケーブルに接続するための電力コネクタであって、
前記電力コネクタは第1の導体および第2の導体を備え、
前記第1の導体に結合されており、第1のBPL通信チャネルを確立するように構成されている第1のBPLモジュールと、
前記第2の導体に結合されており、第2のBPL通信チャネルを確立するように構成されている第2のBPLモジュールと、
前記第1のBPLモジュールおよび前記第2のBPLモジュールに結合されているチャネル管理ユニットと
を備え、
前記チャネル管理ユニットは、第1のデータ領域から第1の送信パケットを生成し、第2のデータ領域から第2の送信パケットを生成し、前記第1のBPL通信チャネルを通じて前記第1の送信パケットを送信し、前記第2のBPL通信チャネルを通じて前記第2の送信パケットを送信するように構成されている、システム。
【請求項１１】
前記複数のデータ領域のうちの第1のデータ領域を記憶するように構成されている第1のコンピュータシステムと、前記複数のデータ領域のうちの第2のデータ領域を記憶するように構成されている第2のコンピュータシステムとをさらに備え、前記第1のコンピュータシステムおよび前記第2のコンピュータシステムは前記チャネル管理ユニットに通信可能に結合されている、請求項10に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数のデータ領域は、航空機制御データ、機内娯楽、および飛行機情報システムから成る群から選択される1つまたは複数のデータタイプを含む、請求項10または11に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、例えば、航空機データ伝送に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機内情報システム内に記憶されるソフトウェアおよび航空機内情報システムによって収集されるデータの量は急速に増大している。機内情報システムは、中でも、様々な客室システム、アビオニクスシステム、および娯楽システムのためにソフトウェアおよびデータを使用する。データは、航空機を操作している間にこれらのシステムのいくつかによって生成される場合もある。一般的に、航空会社がそれらの航空機上のデータおよびソフトウェアを更新し、飛行中に収集される特定のデータを適時にダウンロードする役割を担っている。これらすべての活動が、航空機が地上にある、たとえば、ゲートに停められている間に航空機と外部ネットワークとの間の高速かつセキュアなデータ転送を必要とする。そのようなデータ転送は様々な空港および他のネットワークを介して実行されるが、これらのネットワークの可用性およびそれを使用する費用は非常に限定されたものであり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
航空機と、空港にあるゲートに通信可能に結合されている外部ネットワークとの間の地上データ伝送のための方法およびシステムが提供される。そのようなデータ伝送は、航空機に電力を提供するのにも使用される電力ケーブルを通じて実行される。ケーブルは、航空機の電気構成要素とゲートとを相互接続する複数の導体を含む。各導体は、いかなる他のチャネルの周波数範囲とも重ならないそれ自体の周波数範囲を有する別個の電力線ブロードバンド（BPL）通信を確立するのに使用され得る。そのため、ケーブル内に無線周波数（RF）遮蔽は必要なく、任意の標準的な多導体電力ケーブルをそのようなデータ伝送に使用することができる。種々のデータ領域の、種々の通信チャネルとの適合を、たとえば、データ領域の特性、チャネルの特性、および他の要因に応じて制御するために、チャネル管理ユニットが使用される。たとえば、1つのチャネルが、航空機制御データのような、特定のデータ領域のセキュアなデータ転送のために指定され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
いくつかの実施形態において、航空機と外部ネットワークとの間の地上データ伝送のための方法は、航空機およびゲートに接続されている電力ケーブルを通じた2つのBPL通信チャネルを含む。電力ケーブルは、2つの導体、すなわち、第1の導体および第2の導体を含む。第1のBPL通信チャネルは、第1の導体を通じて確立されて第1の周波数帯域を使用し、一方で第2のBPL通信チャネルは、第2の導体を通じて確立されて第2の周波数帯域を使用する。第2の周波数帯域は第1の周波数帯域と重ならない。方法は、チャネル管理ユニットを使用して複数のデータ領域から第1の送信パケットおよび第2の送信パケットを生成することも含む。チャネル管理ユニットは、BPL通信チャネルを確立する前、確立している間、または確立した後にこれらの送信パケットを生成してもよい。方法は、第1のBPL通信チャネルを通じて第1の送信パケットを送信し、第2のBPL通信チャネルを通じて第2の送信パケットを送ることに進む。
【０００５】
いくつかの実施形態において、第1の送信パケットおよび第2の送信パケットの伝送は同時に実行される。より一般的には、第1の送信パケットの伝送は、第2の送信パケットの伝送から独立して実行される。パケットの伝送は、BPL通信チャネルの可用性および性能に基づいて実行され得る。
【０００６】
いくつかの実施形態において、チャネル管理ユニットは、電力ケーブル接続の持続時間、複数のデータ領域のセキュリティ状況、第1のBPL通信チャネルおよび第2のBPL通信チャネルの各々のセキュリティ、複数のデータ領域の各々の伝送優先度、第1のBPL通信チャネルおよび第2のBPL通信チャネルの各々の伝送速度、および複数のデータ領域の各々におけるデータ量のような、1つまたは複数の要因に基づいて第1の送信パケットおよび第2の送信パケットを生成する。いくつかの実施形態において、複数のデータ領域は、航空機制御データ、機内娯楽、および／または飛行機情報システムを含み得る。
【０００７】
いくつかの実施形態において、方法は、複数のデータ領域の少なくともいくつかをゲートにプリフェッチすることを含み得る。この特徴は、ゲートから航空機までのパケットの伝送を促進することができる。いくつかの実施形態において、第1の送信パケットは、複数のデータ領域のうちのただ1つから生成される。たとえば、第1の送信パケットは、以下のタイプのデータ、すなわち、航空機制御データ、機内娯楽、および／または飛行機情報システムのうちのただ1つを含んでもよい。いくつかの実施形態において、第1の送信パケットは、複数のデータ領域のうちの2つ以上から生成される。たとえば、第1の送信パケットは、航空機制御データおよび飛行機情報システムの組合せを含んでもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態において、方法は、第1のBPL通信チャネルを介して伝送するための1つまたは複数の追加の送信パケットを生成することも含む。これらの追加の送信パケットは、第1の送信パケットとは異なり得る。チャネル管理ユニットは、第1のBPL通信チャネルを通じて第1の送信パケットおよび追加の送信パケットを送る順序を選択し得る。
【０００９】
いくつかの実施形態において、方法は、第1のBPL通信チャネルおよび第2のBPL通信チャネルを介した伝送に利用可能な時間を検査することも含む。たとえば、チャネル管理ユニットは、各送信パケットのサイズおよび各チャネルの伝送速度を求めて各パックを伝送するのに必要な時間を求めている場合がある。この時間が、電力ケーブルを使用したゲートと航空機との間の接続の残りの時間と比較され得る。
【００１０】
いくつかの実施形態において、第1の周波数帯域の少なくとも一部分は30MHzを下回り、一方で、第2の周波数帯域の少なくとも一部分は30MHzを上回る。上記のように、第1の周波数範囲は第2の周波数範囲と重ならない。たとえば、第1の周波数範囲は2MHz〜28MHzであり得、一方で第2の周波数範囲は28MHz〜60MHzであり得る。
【００１１】
いくつかの実施形態において、方法は、電力ケーブルの第3の導体を通じて第3のBPL通信チャネルを確立することも含む。第3のBPL通信チャネルは、第1の周波数帯域および第2の周波数帯域と重ならない第3の周波数帯域を使用する。方法は、チャネル管理ユニットを使用して複数のデータ領域から第3の送信パケットを生成すること、および、第3のBPL通信チャネルを通じて第3の送信パケットを送ることも含む。いくつかの実施形態において、第1の周波数帯域の少なくとも一部分は30Mhzを下回り、一方で、第2の周波数帯域の少なくとも一部分は30Mhz〜67Mhzであり、第3の周波数帯域の少なくとも一部分は67Mhzを上回る。
【００１２】
いくつかの実施形態において、第1の導体および第2の導体の各々は、位相あたり少なくとも約50アンペアの電流を伝送するように構成されている。電力ケーブルは、第1の導体または第2の導体の周囲に無線周波数（RF）遮蔽を含まない場合がある。いくつかの実施形態において、電力ケーブルは約3.048メートル（10フィート）〜152.4メートル（500フィート）長である。方法は、第1のBPL通信チャネルを通じて第1の送信パケットを送っている間、第1の導体を使用して約110Vかつ約400Hzで電力を伝送することも含み得る。
【００１３】
航空機と外部ネットワークとの間の地上データ伝送のためのシステムも提供される。システムは、電力ケーブルに接続するための電力コネクタを含む。システムは第1の導体および第2の導体を備える電力コネクタも含む。システムの他の構成要素は、第1のBPLモジュールおよび第2のBPLモジュールである。第1のBPLモジュールは第1の導体に結合されており、第1の周波数帯域を使用して第1のBPL通信チャネルを確立するように構成されている。第2のBPLモジュールは第2の導体に結合されており、第2の周波数帯域を使用して第2のBPL通信チャネルを確立するように構成されている。第2の周波数帯域は第1の周波数帯域と重ならない。システムは、第1のBPLモジュールおよび第2のBPLモジュールに結合されているチャネル管理ユニットも含む。チャネル管理ユニットは、複数のデータ領域から第1の送信パケットおよび第2の送信パケットを生成するように構成されている。チャネル管理ユニットは、第1のBPL通信チャネルを通じて第1の送信パケットを送り、第2のBPL通信チャネルを通じて第2の送信パケットを送るようにも構成されている。
【００１４】
いくつかの実施形態において、システムは、複数のデータ領域のうちの第1のデータ領域を記憶するように構成されている第1のコンピュータシステム、および、複数のデータ領域のうちの第2のデータ領域を記憶するように構成されている第2のコンピュータシステムも含む。第1のコンピュータシステムおよび第2のコンピュータシステムはチャネル管理システムに通信可能に結合されている。複数のデータ領域は、航空機制御データ、機内娯楽、および飛行機情報システムのような1または複数のデータタイプを含んでもよい。いくつかの実施形態において、データ領域は、米国のFederal Aviation Administration （FAA） NextGen Initiativeおよび／または欧州のSingle European Sky ATM Research （SESAR）のような、標準的なイニシアチブによって識別される。
【００１５】
コンピュータ可読プログラムコードが内部に具現化されているコンピュータ使用可能媒体を含むコンピュータプログラム製品も提供される。コンピュータ可読プログラムコードは、本明細書に記載のような航空機と外部ネットワークとの間の地上データ伝送のための方法を実施するために実行されるように適合されている。
【００１６】
これらのおよび他の実施形態を、図面を参照して下記にさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】いくつかの実施形態による、航空機をゲートに接続する電力ケーブルを使用した航空機と外部ネットワークとの間の地上データ伝送のためのシステムの概略図である。
【図２】いくつかの実施形態による、ゲートと航空機との間に複数のBPL通信チャネルを確立するのに使用されるシステムの種々の構成要素の概略図である。
【図３Ａ】いくつかの実施形態による、電力ケーブルの概略断面図である。
【図３Ｂ】いくつかの実施形態による、ゲートに、または航空機上に設けられる通信システムの様々な構成要素を示すとともに、これらの構成要素間のデータフローを示す流れ図である。
【図４Ａ】いくつかの実施形態による、航空機をゲートに接続する電力ケーブルを使用した航空機と外部ネットワークとの間の地上データ伝送のための方法に対応するプロセス流れ図である。
【図４Ｂ】いくつかの実施形態による、送信パケットの生成、および、種々のBPL通信チャネルを介したこれらの送信パケットの伝送の一例を示すプロセス流れ図である。
【図５】いくつかの実施形態による、航空機の製造およびサービスの主要な操作を示すプロセス流れ図である。
【図６】いくつかの実施形態による、航空機の様々な構成要素を示すブロック図である。
【図７】いくつかの実施形態による、航空機と外部ネットワークとの間の地上データ伝送に使用されるデータ処理システムを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の説明において、提示する概念の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。提示する概念は、これらの具体的な詳細のいくつかまたはすべてなしに実践されてもよい。他の事例において、実施形態の態様を不必要に不明瞭にしないように、既知のプロセス操作は詳細には説明されていない。いくつかの概念を特定の実施形態に関連して説明するが、これらの実施形態は限定であるようには意図されていないことは理解されよう。
【００１９】
導入
航空機と、空港ネットワーク、航空会社ネットワーク、および他のタイプの地上ネットワークのような外部ネットワークとの間のデータ転送は、航空機を効率よく、セキュアで安全に操作するための現代の航空においては不可欠である。前の飛行中に収集されたデータが、航空機から、この航空機を操作している航空会社に伝送され得、一方で、新規のデータが、将来の飛行中に使用するためにアップロードされ得る。多くの場合、航空機のグラウンド時間は、航空機の有用性を最大限にするために制限されるが、一方で著しい量のデータが、航空機に、および航空機から、効率的に、セキュアに、ロバストに転送される必要がある。Wi-Fiおよび他のセルラ技法が、これらの目的のため、従来の紙ベースのシステムおよびデータ担体の手渡しに取って代わるために提案されている。これらの技術のうちのいくつかは、様々な空港および航空会社によって部分的に使用されている。しかしながら、これらの技術は、航空産業の技術的、事業的、および規制的な複雑性に起因して一貫せず、またはさらには利用不可能であることが多い。たとえば、既存のおよび新規の航空機の設計が様々にあることによって、無線通信のためのアンテナを統合すること、または、新規のコネクタおよび通信インターフェースを設けることが困難になっている。さらに、商業用途に利用可能な無線周波数帯域幅は国が異なれば異なり、特殊な機器を必要とする。結果として、これらの技術に見込まれている成長は非常に限定的であり、データ転送に対する増大する需要をサポートするには不十分である。多くの空港および航空会社は、依然として紙のシステム、および、テープまたはディスクのような、データ担体の手動交換に依然として依存している。
【００２０】
同時に、航空産業の他の分野は、標準化の成功を成し遂げている。1つのそのような分野が、空港のゲートにおける航空機への電力供給である。スティンガーケーブルと称されることが多い標準電力ケーブルが、ボーイング707〜ボーイング787およびエアバス300〜A380のような、多くのタイプの民間航空機に使用されている。この電力ケーブルは、110Vおよび400Hzの交流電流（AC）を使用して電力を供給するのに使用され得る。ケーブルは、3つの位相の電流をサポートする3つの導体、すなわち、接地導体、およびいくつかの制御導体を有し得る。しかしながら、航空産業において航空機への接続を行うための他のタイプのケーブルも範囲内にある。
【００２１】
これらの電力ケーブルは同時に、BPL技術を使用して航空機とゲートとの間の有線データ伝送のための媒体としても使用することができることが分かっている。さらに、ケーブルの複数の異なる導体を、複数の異なる通信チャネルを確立し、これらのチャネルを使用して複数の異なるタイプのデータを独立して伝送するのに使用することができる。本明細書の目的のために、航空機と外部ネットワークとの間で交換される複数の異なるタイプのデータをデータ領域と称する場合がある。データ領域は、それらのセキュリティ状況、更新スケジュール、伝送優先度、および他の同様の要因に基づいて異なり得る。データ領域のいくつかの例として、航空機制御データ、機内娯楽、および飛行機情報システムが挙げられる。いくつかの実施形態において、電力ケーブルは、3相電力伝送のための3つの導体、1つの中性／接地導体、および2つの制御導体のような、6つの異なる導体を含んでもよい。この例において、航空機とゲートとの間に、データ転送のための様々な選択肢を提供する6つもの多くの別個のBPL通信チャネルを確立することができる。しかしながら、すべての導体がデータ伝送に使用するのに必要とされるとは限らない。たとえば、3相の導体が3つの異なるBPL通信チャネルを確立するのに使用され得る。それらのチャネルのうちの1つが高セキュリティデータのみに対して指定され得、別のチャネルが、高速で転送される必要がある中セキュリティデータに対して指定され得、もう1つのチャネルがすべての他のチャネルに対して指定され得る。チャネル管理ユニットは、たとえば、各特定チャネルに対する送信パックを生成することによって、BPL通信チャネルの割当てを制御するのに使用され得る。送信パックは、チャネル管理ユニットによって転送に利用可能なデータ領域から生成され得る。
【００２２】
いくつかの実施形態において、1つまたは複数の通信チャネルは、特定のデータ領域、または、共通の特性を有する複数のデータ領域から成るセットに専用にされてもよい。たとえば、すべての  高セキュリティデータが同じチャネルを通じて伝送されてもよい。このチャネルは、たとえば、その可用性にかかわらず、任意の他のタイプのデータの伝送には使用しないものとすることができる。いくつかの実施形態において、通信チャネルは複数の異なる領域によって共有される。定期的な更新を使用するなどして、データ領域と通信チャネルとのマッチングを動的に実行することができる。たとえば、チャネル管理ユニットが、チャネルの可用性、チャネルの伝送速度、チャネルのセキュリティ、および他の特性を定期的に検査して、いずれのチャネルを特定のデータ領域の転送に使用すべきかを決定することができる。
【００２３】
いくつかの実施形態において、データ領域は伝送のためにパースされ、同じ領域から複数の送信パケットを生成するのに使用されてもよい。これらのパケットはその後、同じ通信チャネルまたは複数の異なる通信チャネルを使用して送られ得る。概して、チャネル管理ユニットが、データ領域、通信チャネル、および環境に関する情報を使用して、データ領域から複数の送信パケットを生成し、その指定された通信チャネルを通じて各送信パケットを送ることができる。
【００２４】
上記のように、航空機とゲートとの間の複数の通信チャネルが、1つの電力ケーブルを使用して形成される。各通信チャネルは、誘導結合または容量結合のいずれかを使用して同じ導体に結合されている2つのBPLモジュールによって形成され得る。BPLモジュールのうちの1つは航空機上に位置付けられて航空機BPLモジュールと称される場合があり、もう一方のBPLモジュールはゲートに位置付けられてゲートBPLモジュールと称される場合がある。いくつかの実施形態においいて、1つのBPLモデムが1つまたは複数のBPLモジュールとして機能してもよい。たとえば、単一の航空機BPLモデムが、ゲートBPLモジュールとの複数の通信チャネルを確立することが可能であってもよい。この例において、ゲートBPLモジュールは同じモデム内に統合されてもよいが、この統合は必須ではなく、別個のBPLモジュールがゲートにおいて使用されてもよい。IEEE1901/ITU-TG.hnのような様々なBPLプロトコルがBPL通信チャネルに使用されてもよい。
【００２５】
データ転送システムの例
図1は、いくつかの実施形態による、ゲート120を通じた航空機110と外部ネットワーク130との間の地上データ伝送のためのシステム100の概略図である。ただ1つの外部ネットワーク130がこの図面に示されているが、任意の数の外部ネットワークがゲート120に接続されて航空機110とデータを交換可能であることを当業者は理解し得る。航空機110はゲート120に停められ、電力ケーブル122を使用してゲート120に接続される。航空機110、およびいくつかの実施形態においてはゲート120には、電力ケーブル122へのこれらの接続を行うための電力コネクタが備えられ得る。電力ケーブル122は、スティンガーケーブルのような、種々のタイプの航空機に適した標準電力ケーブルであってもよい。スティンガーケーブルは、3相、400Hz、115VACの電力を供給するのに使用される、絶縁された可撓性の全天候型延長コードである。電力ケーブル122は、各位相において少なくとも約50Aの電流を伝送することが可能である。電力ケーブル122は、約3.048メートル（10フィート）〜152.4メートル（500フィート）長であり、直径およそ5.08センチメートル（2インチ）であってもよい。電力ケーブル122の追加の詳細は、図3Aを参照して下記に記載している。概して、電力ケーブル122は2つ以上の導体を含む。ゲート120への電力は、周波数変換器、変圧器、および他の同様の電力機器を含んでもよい外部電源150によって供給され得る。電力ケーブル122を通じて伝送されるデータ信号は概して外部電源150を超えては伝送されないことが留意されるべきである。いくつかの実施形態において、データ信号はゲート120を超えては伝送されない。さらに、ゲート120および外部電源150は同じロケーション内に設けられてもよく、さらには同じ物理ユニットに組み合わされてもよい。
【００２６】
航空機110には、航空機BPLモジュール112のセットおよび航空機チャネル管理ユニット116が備えられ得る。いくつかの実施形態において、複数の航空機BPLモジュール112が同じ航空機チャネル管理ユニット116に結合され、この航空機チャネル管理ユニットが航空機110の1つまたは複数のコンピュータシステム115に接続される。航空機BPLモジュール112の各々は、図2を参照して下記にさらに説明するように、電力ケーブル122の別個の導体に接続される。
【００２７】
ゲート120も、ゲートBPLモジュールと称される場合がある複数のBPLモジュール124を含む。本開示の目的のために、ゲートは、電力ケーブル122が接続される先である構造として定義される。いくつかの実施形態において、ゲートは、航空機110の停留ロケーションから離れて配置される追加の構成要素を含んでもよい。たとえば、ゲート120は、航空機110の停留ロケーション付近に、または、空港施設内部のように、このロケーションから離れて位置付けられてもよいソリッドステート周波数変換器を含んでもよい。同様に、ゲートBPLモジュール124は、航空機110の停留ロケーション付近に、またはこのロケーションから離れて位置付けられてもよい。ゲートBPLモジュール124は、1つまたは複数の外部ネットワーク130に接続され得る。いくつかの実施形態において、ゲート120は、外部ネットワーク130に接続するためのEthernetモジュール、Wi-Fiモジュール、および／またはセルラモジュールのような、様々な通信モジュールを含んでもよい。
【００２８】
航空機BPLモジュール112およびゲートBPLモジュール124は、航空機110とゲート120との間に複数の通信チャネルを確立するように構成される。具体的には、電力ケーブル122の同じ導体に接続されている1つの航空機BPLモジュールと1つのゲートBPLモジュールとを含む対がBPL通信リンクを確立する。電力ケーブル122が航空機110およびゲート120の両方に接続されている間に、航空機110、ゲート120、および／または外部ネットワーク130上で利用可能な様々な伝送領域が、これらのBPL通信チャネルを通じて伝送され得る。データ伝送および電力伝送は、同じ導体を使用して同時に実行され得る。データおよび電力は、異なる周波数帯域（たとえば、電力には400Hz、およびデータには2〜80MHz）を使用して伝送され、これによって、これら2つの伝送の間の干渉が最小限に抑えられる。さらに、各BPL通信チャネルは、任意の他のチャネルの周波数帯域とは異なるそれ自体の周波数帯域を使用して動作する。
【００２９】
BPL通信チャネルは、空港環境において現在利用可能である他のタイプの通信リンクと比較してセキュアなデータ転送を提供するように構成され得る。具体的には、BPL通信チャネルを通じて転送されるデータ信号は電力ケーブル122、および、特定の周波数、たとえば、400Hzで動作する少数の他の電力構成要素に制限される。これらの電力構成要素のすべては一般的に、アクセスが制限されている空港地域内に位置する。データ信号は、周波数変換器、変圧器、および他のそのような電力構成要素によってブロックされることになる。データ信号は事実上、航空機に接続されている電力システム全体の小さい部分の中に収容される。暗号化および他の同様の技術によって、BPL通信チャネル内のセキュリティをさらに高めることができる。
【００３０】
さらに、ゲートBPLモジュール124、電力ケーブル122、およびデータ信号を搬送し得る任意の他の構成要素への物理的アクセスは物理的に制限され得る。たとえば、これらのモジュールおよびケーブルに物理的にアクセスすることができるようにするために、認証情報、他要素乗員認証、デジタルキー、パスコード、RFID、生体認証などを介した認証の成功を必要とするセキュアな筐体が使用され得る。いくつかの実施形態において、ゲートBPLモジュール124および／または電力ケーブル122は、ゲートBPLモジュール124および／または電力ケーブル122が所定位置から動かされていないことを検証するためのGPS受信機を含んでもよい。さらに、ゲートBPLモジュール124は、所定のホップおよび／または所定の宛先を使用して外部ネットワーク130を介した情報のルーティングを容易にするセキュアなルーティングテーブルを有して構成されてもよい。ゲートBPLモジュール124は、MACアドレスのようなハードウェア識別子によって識別および／またはアドレス指定され得る。いくつかの実施形態において、ゲートBPLモジュール124は、出力デバイスおよびポート（たとえば、ディスプレイ）、入力デバイス（たとえば、キーボード、タッチスクリーン、マウス）、メモリ（たとえば、有形コンピュータ可読メモリ）のような様々なコンピュータシステム構成要素を含んでもよい。さらに、ゲートBPLモジュール124は、送信パケットを生成し、これらの送信パケットを確立されたBPL通信チャネルを通じて送信するためのチャネル管理ユニット126を含んでもよい。
【００３１】
航空会社サーバ、空港サーバ、航空機サービス提供者サーバ、航空機製造者サーバなどのような様々なサーバが、外部ネットワーク130の一部であるか、または外部ネットワークに接続され得る。これらのサーバは、LAN、WAN、および／またはインターネットを介して外部ネットワーク130に接続され得る。これらのサーバは、航空機110にデータを提供し、航空機110からデータを受信するように構成され得る。たとえば、サーバは、客室システムソフトウェア、フライトバッグ、およびアビオニクスソフトウェアのような、航空機110の構成要素に対するソフトェアおよび／またはファームウェアの更新を提供することができる。サーバは、航空機110上の機内娯楽システムのための、音楽および動画のようなコンテンツも提供することができる。外部ネットワーク130は航空機110間の通信も提供することができる。
【００３２】
BPL通信チャネルは、変調搬送波信号を、航空機110とゲート120との間に延在し、電力ケーブル122を含む電力システムの一部分上に印加することによって作成され得る。ゲートBPLモジュール124および航空機BPLモジュール112は、データを伝送するときにそのような信号を電力ケーブル122の個々の導体上に印加するために使用される。同じモジュールが、データを受信するときにこれらの信号からデータを抽出するためにも使用される。約1kHz〜500MHz、またはより具体的には2MHz〜80MHzのような種々の全体的な周波数帯域が、伝送距離およびデータレート要件に応じて使用され得る。全体的な周波数帯域はその後、各BPL通信チャネルのための個々の周波数帯域に分割される。航空機に給電するのに使用される電流と、データ伝送に使用される電流とは異なる周波数を使用するため、データ伝送と電力伝送との間で何らかの干渉が発生するとしても、ごくわずかである。データ転送速度は少なくとも毎秒約15Mbit、または、より具体的には、少なくとも毎秒約95Mbitであり得る。いくつかの実施形態において、データ転送速度は、毎秒約30Mbit〜毎秒500Mbitである。
【００３３】
BPL通信チャネルは、IEEE1901またはITU-T’s G.hn仕様のような、確立されたまたは開発中の規格の1つに従い得る。たとえば、以下の物理層、たとえば高速フーリエ変換直交周波数分割多重化変調層、およびウェーブレット直交周波数分割多重化変調層のうちの1つまたは2つがプロトコル内で使用され得る。これらの層のうちの第1のものは、畳込みターボ符号に基づく順方向誤り訂正方式を含み得る。これらの層のうちの第2のものは、連結リード−ソロモンおよび畳込み符号に基づく強制的な順方向誤り訂正方式を含み得る。これら2つの物理層の上には、1つまたは複数の媒体アクセス制御（MAC）層が定義され得る。たとえば、1つのMAC層がローカルネットワーキングに使用され得、一方で別のMAC層がアクセスネットワーキングに使用され得る。複数の物理層およびMAC層の共存を管理するために、システム間プロトコルが使用され得る。このプロトコルは、ゲートBPLモジュールおよび航空機BPLモジュールのような様々なBPLデバイスが周波数／時間のような通信リソースを共有することができるように使用され得る。直交周波数分割多重化（OFDM）および時分割多元接続（TDMA）変調方式に共通の電気配線が使用される。
【００３４】
種々の通信リンクの例
図2は、いくつかの実施形態による、複数のBPL通信チャネルを確立する役割を担う通信システム200内の様々な構成要素および接続の概略図である。通信システム200は、他の構成要素（図2に示していない）またはより少ない構成要素を含むことができることを当業者は了解するであろう。たとえば、図2は、3セットの導体、ゲートBPLモジュール、および航空機BPLモジュールを使用して確立されている3つのBPL通信チャネルを示す。いくつかの実施形態において、2つのみのBPL通信チャネルまたは4つ以上のBPL通信チャネルが使用されてもよい。
【００３５】
図2に示す通信システム200は、航空機210とゲート220との間に延在してそれらを相互接続する電力ケーブル201を含む。電力ケーブル201は、航空機210およびゲート220のそれぞれのコネクタに接続し、それらから接続解除するための1つまたは複数のケーブルコネクタ208aおよび208bを含み得る。図2に示すように、ケーブルコネクタ208aはゲートコネクタ228に接続されており、一方でケーブルコネクタ208bは航空機コネクタ218に接続されている。いくつかの実施形態において、電力ケーブル201は、ゲート220に持続的に取り付けられるか、またはゲート220内に統合されてもよい。
【００３６】
電力ケーブル201は、図2に示すような3つのケーブル導体202、204、および206のような、複数の導体を含む。3つのケーブル導体202、204、および206の各々は、航空機210とゲート220との間の別個のBPL通信チャネルを確立するのに使用され得る。同じ導体が、ゲート220から航空機に電力を伝送するなど、他の目的に使用され得る。概して、電力ケーブル201は2つ以上の導体を含み得る。図3Aに示し、下記さらに説明する例において、電力ケーブルは6つの異なる導体を含む。
【００３７】
電力ケーブル201の各導体は、ゲート220と航空機210との対応する導体を相互接続する。ケーブル導体202は航空機導体212aとゲート導体222aとを相互接続し、ケーブル導体204は航空機導体214aとゲート導体224aとを相互接続し、ケーブル導体206は航空機導体216aとゲート導体226aとを相互接続する。ゲート導体222a、224a、および226aは、航空機210に電力を供給するための電源システム（図示せず）に接続され得る。ゲート導体222a、224a、および226aの各々は、航空機210への通信チャネルを確立するための別個のゲートBPLモジュールにも接続される。図2に示すように、ゲート導体222aはゲートカプラ222bを使用してゲートBPLモジュール222cに接続され、ゲート導体224aはゲートカプラ224bを使用してゲートBPLモジュール224cに接続され、ゲート導体226aはゲートカプラ226bを使用してゲートBPLモジュール226cに接続される。ゲートカプラ222b、224b、および226bは、ゲート導体222a、224a、および226aとゲートBPLモジュール222c、224c、および226cとの間の誘導または容量結合を提供し得る。
【００３８】
導体とBPLモジュールとの間の同様の接続方式が航空機210において使用され得る。航空機導体212a、214a、および216aは、航空機210様々な電力システムに接続され得る。これらの航空機導体212a、214a、および216aは、航空機210がゲート220に停留されており、電力ケーブル201を使用してゲート220に接続されている間にこれらのシステムに電力を供給するのに使用され得る。航空機210と電力ケーブル201との間の接続が成された後、航空機導体212a、214a、および216aの各々は、電力ケーブル201の対応する導体に接続される。ゲート220と電力ケーブル201との間の接続はさらに、航空機導体212a、214a、および216aの各々を、ゲート導体222a、224a、および226aのうちの対応するものに接続する。航空機導体212a、214a、および216aは、航空機BPLモジュール212c、214c、および216cに誘導または容量結合される。図2に示すように、航空機導体212aはカプラ212bを使用して航空機BPLモジュール212cに接続され、航空機導体214aはカプラ214bを使用して航空機BPLモジュール214cに接続され、航空機導体216aはカプラ216bを使用して航空機BPLモジュール216cに接続される。
【００３９】
誘導結合のためのカプラは、対応する導体の周囲に位置付けられるフェライト磁心を含み得る。このタイプの結合を使用したデータ伝送は、電力をオフにすることなく実行され得る。言い換えれば、電力伝送とデータ伝送とは同時に実行され得る。容量結合は、BPLモデムの信号ケーブルと対応する導体との間の直接接続を含む。安全上の理由から、容量結合によって確立される通信チャネルが使用中であるとき、電力はオフにされ得る。いくつかの実施形態において、1つの通信チャネルを確立するのに1つの導体が必要とされる。代替的に、いくつかの実施形態において1つの通信チャネルを確立するのに2つの導体が必要とされる場合がある。
【００４０】
BPLモジュールの各対、すなわち、1つのゲートBPLモジュールと対応する航空機BPLモジュールとは、いかなる他の対とも異なる周波数帯域で動作するように構成され得る。たとえば、BPLモジュール212cおよび222cは、2〜28MHzで動作するように構成され得、BPLモジュール214cおよび224cは、29〜67MHzで動作するように構成され得、BPLモジュール216cおよび226cは、68〜80MHzで動作するように構成され得る。他の周波数帯域も使用されてもよい。これらの帯域への分割は、利用可能な全体的な周波数範囲、様々な周波数に対応する規制、通信に利用可能な導体およびBPLモジュールの数、データ伝送要件、および他の同様の要因に応じて決まる。データ伝送は、互いに重ならない2つの異なる周波数帯域を使用して少なくとも2つの異なる導体を通じて実行される。いくつかの実施形態において、一方の周波数帯域の一部分は30MHzを下回り、一方で、もう一方の周波数帯域の一部分は30MHzを上回る。複数の異なる重ならない帯域に分割することによって、電力線ケーブル内のRF干渉を回避するか、または少なくとも最小限に抑えることが可能になる。この特徴は、標準航空機スティンガーケーブルのようなその導体の周囲にRF遮蔽を一切有しない電力ケーブルを、同時の2つの別個のデータ伝送に使用することを可能にする。いくつかの実施形態において、同じ電力ケーブルの2つの隣接する導体内のRF信号間の干渉を回避するか、または少なくとも最小限に抑えるために、周波数変調が使用される。周波数変調は、上述の周波数分離技法に加えて、またはその代わりに使用されてもよい。
【００４１】
図3Aは、いくつかの実施形態による、電力ケーブル300の概略断面図である。電力ケーブル300は、6つの導体302〜312および電気絶縁体314を含む。上記のように、電力ケーブルは2つ以上の導電体を含み得る。6つの導体302〜312の各々は、別個のBPL通信チャネルを確立するのに使用され得る。同じ導体が他の用途に使用され得る。たとえば、3つの導体302〜306が電力伝送に使用され得（3相の各々に1つ）、1つの導体308が接地接続に使用され得、2つの導体310および312が、制御回路によって、電力ケーブル300が対応する航空機および／またはゲート導体に接続されていることを保証するために使用され得る。導体302〜306の各々は、少なくとも約50アンペア、または、より具体的には、少なくとも約100Aの電流を伝送するように構成され得る。BPL通信リンクを確立するのに使用される電力ケーブルの導体は、RF絶縁を有しなくてもよい。RF干渉は複数の異なる周波数帯域を使用することによって最小限に抑えられる。さらに、空港環境内で使用される電力ケーブルは約3.048メートル（10フィート）〜152.4メートル（500フィート）長のように相対的に短く、RF干渉の危険性がさらに低減する。
【００４２】
図2に戻って、航空機BPLモジュール212c、214c、および216cならびにゲートBPLモジュール222c、224c、および226cは、それらのそれぞれのチャネル管理ユニット217および227に接続され得る。通信システム全体は、図2に示すような2つのチャネル管理ユニット、または、ゲートまたは航空機のいずれかになる1つのみを使用し得る。チャネル管理ユニット217および227は、データ領域から送信パケットを生成し、確立されたBPL通信チャネルを通じてこれらの送信パケットを送信するのに使用される。チャネル管理ユニット217は、たとえば、バス接続、Ethernet接続、および他の適切な接続を使用して1つまたは複数の航空機コンピュータシステムに接続される。同様に、チャネル管理ユニット227は、たとえば、Wi-Fi接続、セルラ接続、Ethernet接続、および他の適切な接続を使用して1つまたは複数の外部ネットワーク（図2には示さず）に接続される。そのため、ゲート220は、ゲートWi-Fiモジュール、ゲート・セルラ・モジュール、および／またはゲートEthernetモジュールを含み得る。
【００４３】
図3Bは、いくつかの実施形態による、ゲートに、または航空機上に設けられる通信システムの様々な構成要素を示すとともに、これらの構成要素間のデータフローを示す流れ図320である。チャネル管理ユニット322は、各々が別の側への伝送のためにそれ自体のデータ領域を提供する3つのコンピュータシステム324a〜324bに接続されて示されている。具体的には、第1のコンピュータシステム324aは第1のデータ領域326aを提供し得、第2のコンピュータシステム324bは第2のデータ領域326bを提供し得、第3のコンピュータシステム324cは第3のデータ領域326cを提供し得る。いくつかの実施形態において、1つのコンピュータシステムが複数のデータ領域を提供してもよい。航空機上の複数の異なるコンピュータシステムのいくつかの例として、フライトコンピュータ、中央保全コンピュータ、デジタル飛行データ取得ユニット、および電子フライトバッグが挙げられる。データ領域のいくつかの例として、航空機制御データ（ACD）、ソフトウェア部分、航空会社変更可能情報（AMI）、動画、オーディオ番組、およびビデオゲームを含む機内娯楽（IFE）、気象情報、航空情報（NOTAM）、アプローチプレート、ジェプセンチャートを飛行機情報システム（AIS）などが挙げられる。
【００４４】
コンピュータシステム324a〜324bは、バス接続、Ethernet接続、Wi-Fi接続、セルラ接続、および他の適切な接続を使用してチャネル管理ユニット322に接続され得る。これらの接続は、チャネル管理ユニット322のロケーション（たとえば、ゲートにある、または航空機上、他のシステムに近接する）、環境（たとえば、他の接続の可用性）、および他の構成要素との統合に応じて決まり得る。いくつかの実施形態において、チャネル管理ユニット322は、コンピュータシステムの1つまたは複数および／またはBPLモジュールの1つまたは複数に統合されてもよい。たとえば、BPLモデムが、チャネル管理ユニット322の様々な機能を実行するように構成されてもよい。
【００４５】
いくつかの実施形態において、チャネル管理ユニット322は、データ領域および／または送信パケットを記憶するように構成されているデータベース323に接続されてもよい。たとえば、コンピュータシステム324a〜324bとチャネル管理ユニット322との間の伝送速度がBPL通信チャネルを通じた伝送速度よりも遅い場合、データ領域はコンピュータシステムからチャネル管理ユニット322へプリフェッチされ、BPL通信チャネルを通じて将来伝送するためにデータベース323内に記憶されてもよい。プリフェッチはまた、速度に関係なく実行されてもよい。たとえば、プリフェッチされたデータ領域は、チャネル管理ユニットによって分析されて、送信パケットが生成され得る。
【００４６】
チャネル管理ユニット322は、複数のBPLモジュールにも接続される。図3Bは、第1のBPLモジュール328a、第2のBPLモジュール328b、および第3のBPLモジュール328cに接続されているチャネル管理ユニット322を示している。BPLモジュール328a〜328cの各々は、通信システムの他方の端部上にある対応するBPLモジュール（図3Bには示さず）との別個のBPL通信チャネルを確立するように構成される。具体的には、図3Bは、第1のBPL通信チャネル330aを確立する第1のBPLモジュール328a、第2のBPL通信チャネル330bを確立する第2のBPLモジュール328b、および第3のBPL通信チャネル330cを確立する第3のBPLモジュール328cを示している。チャネルは、システム内のチャネル管理ユニットのうちの1つから提供される送信パケットを送信および受信するのに使用される。
【００４７】
チャネル管理ユニット322は、データ領域、通信チャネル、および環境に関する情報を使用して、データ領域から送信パケットを生成する。たとえば、データ領域は、転送される必要がある異なる量のデータを含み得、異なるセキュリティ状況を有し得、データ転送の異なる優先度、および他のそのような要因を有し得る。たとえば、IFEデータ領域は、低転送優先度および低セキュリティを有し得るが、このデータの量は、他のデータ領域と比較すると相対的に大きいものであり得る。他方、ACDデータ領域は、高転送優先度および高セキュリティ状況を有し得る。これらの要因は航空機を操作し続けるにつれて動的に変化し得る。たとえば、ACDデータ領域は、航空機のいくつかの将来の飛行のための着陸情報を含み得る。この情報は、それらがこの航空機の将来の飛行に対する変更でない限り、着陸後に毎回更新する必要はない。この着陸情報の転送優先度は、それらが変更でない限り、最初の飛行の後は最小であり得る。しかしながら、優先度は新たに着陸するごとに増大することになり、追加のデータ転送は最終的には重大なものになり得る。チャネル管理ユニットは、この優先度の増大を考慮して、着陸情報の次の転送をいつ実行すべきかを決定し得る。
【００４８】
データパケットを送信する優先度は、BPL通信チャネルを確立する前、およびさらには航空機をゲートに接続する前に設定され得る。たとえば、航空機チャネル管理システムは、飛行中に発生した事象を分析して、航空機からゲートへ転送されるべき種々のデータ領域または対応する送信パケット、および、いくつかの実施形態では、ゲートから航空機へ転送されるべきデータ領域の優先度を決定し得る。飛行中に特別な事象が発生しなかった場合、標準（たとえば、低）優先度が、たとえば、フライトログを含むデータ領域に割り当てられ得る。この標準優先度は、たとえば、近づきつつある飛行に関する情報を含むデータ領域およびさらにはIFEデータ領域のような、他のタイプのデータ領域に割り当てられる優先度よりも低いものであり得る。しかしながら、飛行中に特別な事象が発生した場合、フライトログを含むデータ領域または送信パケットは相対的に高い優先度を有し得る。たとえば、航空機が飛行中に経験した特定の気象状態および／または機械的操作が優先度を増大させる場合がある。1つの具体例は、マスタ注意警告または単に一般警告を飛行中にトリガすることであり、この結果として最高優先度がフライト・ログ・データ領域に割り当てられることになり得る。この場合、データ領域、または、より具体的には、対応する送信パケットは最初に、たとえば、第1のBPL通信チャネルが確立されるとすぐに転送され得る。他方、飛行中に生成されるアドバイスメッセージは、優先度に何らかの変化を引き起こす場合もあるし、引き起こさない場合もある。いくつかの実施形態において、アドバイスメッセージは、優先度レベルを標準レベルを上回って増大させる。さらに、ステータスメッセージは優先度の増大を引き起こさない場合がある。
【００４９】
同様に、ゲートチャネル管理ユニットは、航空機に接続される前にそのデータ領域を優先順位付けし得る。この優先順位付けプロセスは、たとえば、航空機上で現在利用可能な情報、航空機上の情報の将来の必要性（たとえば、将来の飛行計画、以前に確立された飛行計画に対する変更）、ゲートにとって利用可能なデータ、および転送に利用可能な時間、ならびに他の同様の要因に基づいて実行され得る。いくつかの実施形態において、全体的なプロセスは、送信パケットを送信する全体的な優先度をまとめて設定するために航空機の所定の優先度を、ゲートの所定の優先度と比較することを含む。この全体的な優先度は、BPL通信チャネルの数、ゲートへの接続時間、他の通信手段の可用性、および他の要因に応じて決まる場合もあるし、決まらない場合もある。いくつかの実施形態において、最初の送信パケットを送信した後、優先度は動的に変化する。
【００５０】
データ転送方法の例
図4Aは、いくつかの実施形態による、航空機と外部ネットワークとの間のデータ伝送のための方法400に対応するプロセス流れ図である。航空機およびゲートの様々な例については、図1〜図3を参照して上述している。航空機は、各々が別個の航空機導体に接続される複数の航空機BPLモジュールを含む。同様に、ゲートは、各々が別個のゲート導体に接続される複数のゲートBPLモジュールを含む。航空機および／またはゲートには、データ領域から送信パケットを生成するためのチャネル管理ユニット（複数の場合もあり）が備えられ得る。航空機は、ゲートに停留され得、電力ケーブルが航空機とゲートとを相互接続することが可能になる。
【００５１】
いくつかの実施形態において、方法400は、任意選択の操作401の間に1つまたは複数のデータ領域をゲートにプリフェッチすることによって開始し得る。たとえば、航空機は相対的に短い期間にわたってゲートに停留され得、一方でゲートと外部ネットワークとの間の転送速度は、この短い期間の間にネットワークからすべてのデータ領域を受信するのには十分に速くない場合がある。航空機が電力ケーブルによってゲートに実際に接続され、通信チャネルが確立されてデータの転送が開始するのを待つ代わりに、ゲートへのデータ転送は、航空機がゲートに接続される前に開始し得る。実際、ゲートは、電力ケーブルへの接続を行う前に、航空機に転送する必要があるすべてのデータ領域を含み得る。さらに、ゲートは、複数の航空機のデータ領域を含み得、そのチャネル管理ユニットまたは別のデバイスは、これらの領域の正確な航空機への転送を制御し得る。実際、IFEデータ領域のような特定のデータ領域は、複数の航空機間で共有され得る。いくつかの実施形態において、データ領域は、データ領域が転送に利用可能になるときに、または、航空機に転送する前の特定の所定期間内に続けてゲートにプリフェッチされ得る。
【００５２】
方法400は、操作402の間に電力ケーブルを使用して航空機をゲートに接続することを進行し得る。より具体的には、ケーブルコネクタが航空機コネクタに接続される。ケーブルが以前にゲートに接続されていなかった場合、別のケーブルコネクタがゲートコネクタに接続される。いくつかの実施形態において、電力ケーブルの一端は、ゲート内に統合され、この第2の接続は必要ない。この操作の後、ケーブル導体と航空機導体との間に個々の電気接続が提供される。さらにこの時点で、航空機導体がゲート導体と電気的に相互接続される。ゲートBPLモジュールは、航空機BPLモジュールとの複数の通信チャネルを確立する準備ができる。さらに、航空機も、ゲートから電力ケーブルを通じて電力を受け取る準備ができる。いくつかの実施形態において、電力は、データ伝送前、データ伝送中（同じおよび／または異なる導体を使用して）、および／またはデータ伝送後に伝送され得る。
【００５３】
方法400は、操作404の間に少なくとも2つのBPL通信チャネルを確立することを進行し得る。電力ケーブルの複数の異なる導体が、これらのBPL通信チャネルを確立するのに使用される。上記のように、複数の重ならない周波数帯域が、各BPL通信チャネルに使用され得る。全体的に、第1のBPL通信チャネルは、第1の導体を使用して確立され得、第1の周波数帯域を使用し得、一方で第2のBPL通信チャネルは、第2の導体を通じて確立され得、第2の周波数帯域を使用し得る。
【００５４】
方法400は、判断ブロック406によって示されているように、伝送に利用可能な時間を検査することを進行し得る。BPLチャネルの伝送速度およびデータ領域のサイズがこの操作の間に考慮され得る。いくつかの実施形態において、たとえば、航空機BPLモジュールと航空機コンピュータシステムとの間の航空機ネットワークの伝送速度、および、ゲートと外部ネットワークとの間の伝送速度が考慮され得る。いくつかの実施形態において、データ領域は、伝送を確実にするためにより小さい領域に分解され得る。さらに、BPLチャネルが再確立され得る。
【００５５】
方法400は、操作408の間にデータ領域から送信パケットを生成することを進行し得る。各送信パケットは、特定のBPL通信チャネルに対して指定され得る。上記のように、確立されたBPL通信チャネルに関する情報、データ領域に関する情報、および／または伝送環境に関する情報が、送信パケットを生成するのに使用され得る。いくつかの実施形態において、BPL通信チャネルが確立されるとすぐに、第1のセットの送信パケットが生成される。代替的に、送信パケットは、BPL通信チャネルが確立されていることを見越して、たとえば、プリフェッチされているデータ領域からより早く生成され得る。チャネル管理ユニットが、送信パケットを生成し得る。たとえば、航空機チャネル管理ユニットは、航空機からゲートへ送信するために、航空機上で利用可能なデータ領域から送信パケットを生成し得る。同様に、ゲートチャネル管理ユニットは、ゲートから航空機へ送信するために、ゲートで利用可能なデータ領域から送信パケットを生成し得る。
【００５６】
方法400は、その後、操作410の間に複数のBPL通信チャネルを使用して送信パケットを送信することを進行し得る。いくつかの実施形態において、2つの異なる送信パケットが、異なるBPL通信チャネルを使用して同時に伝送されてもよい。両方のパケットが、2つ以上のBPL通信チャネルを使用して同じ方向において、たとえば、航空機からゲートへ、またはその逆にゲートから航空機へ伝送され得る。いくつかの実施形態において、1つのパケットが、1つのBPL通信チャネルを使用してゲートから航空機へ伝送されてもよく、一方で別のパケットが、別のBPL通信チャネルを使用して同時に航空機からゲートへ伝送されてもよい。
【００５７】
送信パケットの生成および送信の一例を図4Bに提示する。データ領域がチャネル管理ユニットに提供されると、チャネル管理ユニットは、判断ブロック430によって反映されるように、予測されるデータ転送期間が、残りの接続期間よりも短いか否かを判定することを進行し得る。具体的には、チャネル管理ユニットは、利用可能なBPL通信チャネルのデータ転送速度およびデータ領域のサイズを分析して予測される転送期間を決定し得る。このプロセスは、十分な転送時間がない場合には中止され得る。代替的に、データ領域が、残りの時間の間に転送することができる部分領域に分割されてもよく、その後、データ領域の一部分のみが転送される。部分領域の残りの部分は、将来転送するために保存され得る。いくつかの実施形態において、転送されていない任意のデータ領域またはその部分は、航空機が次に着陸を予定している次の空港にある次のゲートに転送先を変更される。
【００５８】
チャネル管理ユニットが、データ領域またはその一部分を転送するのに十分な時間があると判定した場合、プロセスは、判断ブロック436および440によって反映されるように、このデータ領域のセキュリティ状況を判定することを進行し得る。この例において、高セキュリティデータは、ブロック438に示すように第1のBPL通信チャネルを使用して伝送される。たとえば、第1の送信パケットがデータ領域から生成され得、その後、第1の送信パケットは第1のBPL通信チャネルを通じて送信される。いくつかの実施形態において、第1の送信パケットは、データ領域のうちの一部分のみを含む。さらに、第1の送信パケットは、別のデータ領域の少なくとも一部分を含んでもよい。いくつかの実施形態において、チャネルは、特定のセキュリティレベルを有するデータの転送のみに指定され得、たとえチャネルが利用可能な場合であっても、いかなる他の種類のデータを転送するのにも使用されないものであり得る。代替的に、BPL通信チャネルは、チャネル管理ユニットによって、チャネルの可用性に基づいて任意の送信パケットを送信するために選択されてもよい。
【００５９】
判断ブロック440によって反映されるようにデータ領域が中セキュリティを有すると考えられる場合、プロセスは、判断ブロック442によって反映されるように、このデータ領域に高スループットが必要とされるか否かを判定することを進行し得る。各通信チャネルのデータ伝送速度および残りの接続時間に関する情報が、残りの時間の間にいずれのデータ領域を送信すべきかを判断するための体系であり得る。高スループットが必要とされる場合、データ領域が、第2のBPL通信チャネル、またはより高いスループット能力を有する通信チャネルを使用して伝送される。より具体的には、第2の送信パックがデータ領域から生成され、その後、この第2の送信パックが第2のBPL通信チャネルを使用して送信される。代替的に、高スループットが必要とされない場合、または、データが中セキュリティ状況を有しない場合、データ領域は第3のBPL通信チャネルを使用して伝送される。この場合、第3の送信パックがデータ領域から生成され、その後、この第3の送信パックが第3のBPL通信チャネルを使用して送信される。
【００６０】
図4Aに戻って、方法400は、ブロック412によって反映されるような伝送検証を含み得る。1つまたは複数のパケットが伝送されなかった場合、方法400は、ブロック406〜410に戻るループによって示されているように、同じパケットを伝送し直すか、または、これらのパケット内のデータを新たなパケットにリパックするよう試行することを進行し得る。たとえば、最初に確立されたBPL通信チャネルは伝送の間に利用不可能になっている場合があり、このチャネルを使用して送信されたパケットはその宛先に届かない場合がある。この場合、チャネル管理ユニットはこの失敗を通知されるようになり、同じBPL通信チャネルが利用可能になるときにこれを介してこのパッケージを伝送し直すよう試行し得るか、または、データを1つまたは複数の新たなパッケージにパックし直して、これらの新たなパッケージを1つまたは複数の他のBPL通信チャネルを介して伝送するよう試行し得る。
【００６１】
さらに、方法400は、ブロック414によって反映されるように、転送のための任意の残りのデータ領域を識別することを含み得る。何らかの残りの領域がある場合、操作406〜412が繰り返される。追加のパケットを伝送するのに依然として十分な時間があると仮定すると、チャネル管理ユニットは、残りのデータ領域から1つまたは複数の追加の送信パケットを生成して、これらの新たなパケットを送信するために1つまたは複数のBPLチャネルを使用し得る。
【００６２】
いくつかの実施形態において、操作406〜414は、各BPL通信チャネルに関して個々に実行される。言い換えれば、BPL通信チャネルはチャネル管理ユニットによって個々に管理される。そうすることによって、チャネル管理ユニットは、上述のように、すべてのデータ領域が伝送および様々な要因のために準備ができているとみなす。方法400を実行している間の何らかの時点において、図4内の操作418によって反映されるように、電力ケーブルが航空機から接続解除され得る。
【００６３】
航空機の例
本明細書に提示する方法およびシステムの様々な特徴をより良好に例示するために、ここで図5に示す航空機の製造およびサービス方法600および図6に示す航空機630を説明する。製造前の間に、航空機の製造およびサービス方法600は、航空機630の仕様および設計602を開発することと、材料調達604を実行することとを含み得る。BPL通信モジュールおよびチャネル管理ユニットを航空機に統合することが、これらの操作の間に考慮され得る。さらに、BPL通信モジュールを航空機電力コネクタの導体に接続することが考慮される。製造段階は、構成要素および部分組立品の製造606、ならびに航空機630のシステム統合608を含む。その後、航空機630が就航中612におかれるために認証および搬送610を受け得る。顧客によって就航されている間、航空機630は日常整備および保守点検614が予定され、これは、修正、再構成、改修、および他の同様の操作をも含み得る。本明細書に記載の実施形態は、概して民間航空機のサービスに関するが、それらは航空機の製造およびサービス方法600の他の段階において実践されてもよい。
【００６４】
航空機の製造およびサービス方法600のプロセスの各々は、システムインテグレータ、第三者、および／または操作者（たとえば、顧客）によって実行または実施され得る。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、これに限定されないが、任意の数の航空機製造者および主要システム下請業者を含み得、第三者は、たとえば、これに限定されないが、任意の数の販売元、下請業者、および供給業者を含み得、操作者は、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織などであり得る。
【００６５】
図6に示すように、航空機の製造およびサービス方法600によって製造される航空機630は、機体632と、内部636と、複数のシステム634とを含み得る。システム634の例としては、推進システム638、電気システム640、油圧システム642、および環境システム644のうちの1つまたは複数が挙げられる。任意の数の他のシステムがこの例に含まれ得る。航空機の例を図示しているが、本開示の原理は、自動車産業のような、他の産業に適用され得る。
【００６６】
本明細書において具現化されているシステムおよび方法は、航空機の製造およびサービス方法600の段階のうちのいずれか1つまたは複数の間に採用され得る。たとえば、構成要素または部分組立品は、航空機630が就航している間に製造される構成要素または部分組立品と同様に作製または製造され得る。さらに、方法およびシステムは、たとえば、航空機630の組立てを促進しまたはその費用を低減するために、構成要素および部分組立品の製造606ならびにシステム統合608の間に利用されてもよい。同様に、方法およびシステムは、たとえば、整備および保守点検614のために、航空機630が就航している間に利用されてもよい。
【００６７】
コンピュータシステムの例
ここで図7を参照すると、いくつかの実施形態によるデータ処理システム700の図解が描かれている。データ処理システム700は、チャネル管理ユニット、BPL通信モジュール、航空機コンピュータシステム、ゲートコンピュータシステム、外部ネットワークのコンピュータシステムなどのような、上述した様々なシステムのコントローラまたは他の構成要素内で使用される1つまたは複数のコンピュータを実装するために使用され得る。いくつかの実施形態において、データ処理システム700は、プロセッサユニット704、メモリ706、持続性ストレージ708、通信ユニット710、入出力（I/O）ユニット712およびディスプレイ714の間の通信を提供する通信フレームワーク702を含む。この例において、通信フレームワーク702はバスシステムの形態をとり得る。
【００６８】
プロセッサユニット704は、メモリ706内にロードされ得るソフトウェアのための命令を実行する役割を果たす。プロセッサユニット704は、特定の実施態様に応じて、いくつかのプロセッサ、マルチプロセッサコア、または何らかの他のタイプのプロセッサであり得る。
【００６９】
メモリ706および持続性ストレージ708は、記憶デバイス716の例である。記憶デバイスは、データ、たとえば、これに限定されないがデータ、関数形式のプログラムコード、および／または他の適切な情報を一時的に、かつ／または持続的に記憶することが可能である何らかのハードウェアである。記憶デバイス716は、これらの説明例においてはコンピュータ可読記憶デバイスと称される場合もある。メモリ706は、ランダム・アクセス・メモリまたは何らかの他の適切な揮発性もしくは不揮発性記憶デバイスであり得る。持続性ストレージ708は、特定の実施態様に応じて、様々な形態をとり得る。たとえば、持続性ストレージ708は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換え可能光ディスク、書換え可能磁気テープ、または上記の何らかの組合せのような、1つまたは複数の構成要素またはデバイスであり得る。持続性ストレージ708によって使用される媒体は、取外し可能であってもよい。たとえば、取外し可能ハードドライブが持続性ストレージ708に使用されてもよい。
【００７０】
これらの説明例における通信ユニット710は、他のデータ処理システムまたはデバイスとの通信を可能にする。これらの説明例において、通信ユニット710はネットワーク・インターフェース・カードである。
【００７１】
入出力ユニット712は、データ処理システム700に接続され得る他のデバイスによるデータの入力および出力を可能にする。たとえば、入出力ユニット712は、キーボード、マウス、および／または何らかの他の適切な入力デバイスを通じたユーザ入力の接続を提供し得る。さらに、入出力ユニット712は、プリンタに出力を送信し得る。ディスプレイ714が、情報をユーザに表示する仕組みを提供する。
【００７２】
オペレーティングシステム、アプリケーション、および／またはプログラムに対する命令が記憶デバイス716内に位置し得、記憶デバイス716は、通信フレームワーク702を通じてプロセッサユニット704と通信している。種々の実施形態のプロセスは、メモリ706のようなメモリ内に位置し得るコンピュータ実施命令を使用してプロセッサユニット704によって実行され得る。
【００７３】
これらの命令は、プロセッサユニット704内のプロセッサによって読み出され実行され得る、プログラムコード、コンピュータ使用可能プログラムコード、またはコンピュータ可読プログラムコードとして参照される。種々の実施形態におけるプログラムコードは、メモリ706または持続性ストレージ708のような、種々の物理またはコンピュータ可読記憶媒体上に具現化され得る。
【００７４】
プログラムコード718は関数形式で、選択的に取外し可能であるコンピュータ可読媒体720上に位置し、プロセッサユニット704による実行のためにデータ処理システム700上にロードされ、またはデータ処理システムに転送され得る。プログラムコード718およびコンピュータ可読媒体720は、これらの説明例におけるコンピュータプログラム製品722を形成する。一例において、コンピュータ可読媒体720は、コンピュータ可読記憶媒体724またはコンピュータ可読信号媒体726であり得る。
【００７５】
これらの説明例において、コンピュータ可読記憶媒体724は、プログラムコード718を伝搬または伝送する媒体ではなく、プログラムコード718を記憶するのに使用される物理または有形記憶デバイスである。
【００７６】
代替的に、プログラムコード718は、コンピュータ可読信号媒体726を使用してデータ処理システム700に転送されてもよい。コンピュータ可読信号媒体726は、たとえば、プログラムコード718を含む伝搬データ信号であってもよい。たとえば、コンピュータ可読信号媒体726は、電磁信号、光信号、および／または任意の他の適切なタイプの信号であってもよい。これらの信号は、無線通信リンク、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、ワイヤ、および／または任意の他の適切なタイプの通信リンクなどの通信リンクを介して伝送され得る。
【００７７】
データ処理システム700のために示されている種々の構成要素は、種々の実施形態が実施され得るような様態へのアーキテクチャの限定を提供するようには意図されていない。種々の例示的な実施形態は、データ処理システム700について示されているものに加えて、かつ／またはその代わりの構成要素を含むデータ処理システム内で実装されてもよい。図7に示す他の構成要素は図示されている説明例から変更することができる。種々の実施形態が、プログラムコード718を作動させることが可能な任意のハードウェアデバイスまたはシステムを使用して実装されてもよい。
【００７８】
結論
上記の概念は明瞭に理解することを目的として多少詳細に説明されているが、添付の特許請求の範囲内で一定の変更および改変を実践することができることは明らかであろう。プロセス、システム、および装置を実装する多くの代替的な方法があることが留意されるべきである。したがって、本発明の実施形態は限定ではなく例示として解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００７９】
100  システム
110  航空機
112  航空機BPLモジュール
115  コンピュータシステム
116  航空機チャネル管理ユニット
120  ゲート
122  電力ケーブル
124  ゲートBPLモジュール
126  チャネル管理ユニット
130  外部ネットワーク
150  外部電源
200  通信システム
201  電力ケーブル
202  ケーブル導体
204  ケーブル導体
206  ケーブル導体
208a  ケーブルコネクタ
208b  ケーブルコネクタ
210  航空機
212a  航空機導体
212b  カプラ
212c  航空機BPLモジュール
214a  航空機導体
214b  カプラ
214c  航空機BPLモジュール
216a  航空機導体
216b  カプラ
216c  航空機BPLモジュール
217  チャネル管理ユニット
218  航空機コネクタ
220  ゲート
222a  ゲート導体
222b  ゲートカプラ
222c  ゲートBPLモジュール
224a  ゲート導体
224b  ゲートカプラ
224c  ゲートBPLモジュール
226a  ゲート導体
226b  ゲートカプラ
226c  ゲートBPLモジュール
227  チャネル管理ユニット
228  ゲートコネクタ
300  電力ケーブル
302  導体
304  導体
306  導体
308  導体
310  導体
312  導体
314  電気絶縁体
322  チャネル管理ユニット
323  データベース
324a  第1のコンピュータシステム
324b  第2のコンピュータシステム
324c  第3のコンピュータシステム
326a  第1のデータ領域
326b  第2のデータ領域
326c  第3のデータ領域
328a  第1のBPLモジュール
328b  第2のBPLモジュール
328c  第3のBPLモジュール
330a  第1のBPL通信チャネル
330b  第2のBPL通信チャネル
330c  第3のBPL通信チャネル
406  判断ブロック
412  判断ブロック
414  判断ブロック
430  判断ブロック
436  判断ブロック
438  ブロック
440  判断ブロック
442  判断ブロック
600  航空機の製造およびサービス方法
602  仕様および設計
604  材料調達
606  構成要素および部分組立品の製造
608  システム統合
610  認証および搬送
612  就航中
614  整備および保守点検
630  航空機
632  機体
634  システム
636  内部
638  推進システム
640  電気システム
642  油圧システム
644  環境システム
700  データ処理システム
702  通信フレームワーク
704  プロセッサユニット
706  メモリ
708  持続性ストレージ
710  通信ユニット
712  入出力ユニット
714  ディスプレイ
716  記憶デバイス
718  プログラムコード
720  コンピュータ可読媒体
722  コンピュータプログラム製品
724  コンピュータ可読記憶媒体
726  コンピュータ可読信号媒体
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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