Avionics Full DupleX - Définition

Conception de l'AFDX

Les besoins

L'évolution du marché aéronautique conduit à réduire les coûts, à utiliser des notions de modularité, de réutilisation et de partage des ressources, comme savent le faire les systèmes d'exploitation modernes.

L'objectif de l'AFDX est donc de répondre à ces changements, en prenant en compte des objectifs contradictoires :

• la fiabilité des échanges de données sur le modèle client-serveur ;
• la transmission de données avec de fortes contraintes temporelles / déterministes ;
• et la réduction des coûts par l'utilisation de composant commerciaux « sur étagère »
• mais avec des contraintes de certification.

Choix technologiques

Lorsqu'en 1999 il a fallu faire les premiers choix pour définir le nouveau standard, les deux technologies concurrentes pour engendrer l'AFDX étaient, d'une part la combinaison Ethernet - TCP/IP venue du monde de l'informatique, et d'autre part la technologie ATM du monde des télécommunications. Quand le principe de la commutation (utilisé par ATM) est arrivé sur Ethernet, cela en a fait un standard performant et mature, soutenu par un marché bien plus vaste que celui des télécommunications.

Norme

C'est donc l'Ethernet commutée (en mode full-duplex) associé à des modifications spécifiques permettant de prendre en compte les contraintes temps réel et de certification du monde aéronautique qui a été sélectionnée. D'où le nom AFDX : Avionics Full DupleX switched Ethernet. AFDX est normalisé par la partie 7 de la norme ARINC 664, norme qui prévoit par ailleurs les besoins ultérieurs, tels que la confidentialité ou la compatibilité avec le protocole IPv6.

L'AFDX dans l'Airbus A380

Pour les équipements AFDX déployés dans l'A380, Airbus a imposé de fortes contraintes temporelles :

• 150 microsecondes maximum de temps de traversée des couches de communication (UDP, IP, gestion de bande passante, gestion de la redondance et réseau Ethernet)
• 150 microsecondes maximum pour la réception d'un trafic continu
• 100 microsecondes maximum pour le transfert de trames, le contrôle de l'utilisation de la bande passante et la gestion des diffusion au niveau des commutateurs.

Pour répondre à ces demandes, Airbus a choisi deux fournisseurs : Thales (équipements terminaux) et Rockwell Collins (commutateurs et équipements terminaux).

Premier bilan

L'utilisation de standards ouverts tel qu'Ethernet a permis de réduire les coûts de développement dans certains domaines. Notamment dans le domaine de l'instrumentation de laboratoire, puisque des outils standards peuvent être utilisés sans nécessiter de développements spécifiques. De même, au niveau de la conception et du développement il est possible de s'appuyer sur des données et une expertise pré-existante.

Toutefois, ces bénéfices sont limités par la nécessité de disposer, dans le domaine aéronautique, de composants réalisés selon un processus de développement certifié. Or les composants du commerce (composants sur étagère) ne peuvent pas souvent répondre à ce critère, et les équipements doivent donc toujours être réalisés spécifiquement pour le marché aéronautique.

Par ailleurs, ce premier réseau AFDX a posé de gros problèmes techniques de mise au point et de déploiement, plus liés au contenu (gestion des données) qu'à la technologie qui avait bien été préparée par des programmes de recherche.

Perspectives

L'AFDX propose une nouvelle approche de la conception avionique, plus standardisée et modulaire, en particulier par l'adoption (partielle) de technologies du monde « ouvert ». Son déploiement dans l'avenir semble conforté par son utilisation par Airbus sur son nouvel avion A380 et dans le futur avion militaire A400M, mais plus encore par l’assentiment de Boeing pour ce nouveau standard. Ce protocole est également susceptible d'être utilisé par l'industrie spatiale, à l'image de la NASA qui l'a étudié au début de l'année 2007 pour son nouveau véhicule d’exploration habité.