2014-10-17 陳亦平 航佳技術

關鍵詞：i5G4 IFE系統 部件 信號流 維護

一．i5G4 IFE的系統介紹：

i5G4 IFE從布局角度出發，可分為三個層面，即：核心部件端、客艙布局端和座椅用戶端（如上圖1）。

其中核心部件端的部件和軟件的作用是操作i5G4的系統、儲存各個娛樂項目的內容和與飛機其他有關系統之間的交聯。 他們包括了1部LAIC、1部iCMT、1部configuration plug和4~5部DSU（330-200型4部DSU、330-300型5部DSU）。

其次客艙布局端包括了6個ADB、6個MCU、PTU。其中ADB通過以太網（Ethernet）實現核心部件端和座椅用戶端之間的連接，以及信號傳到座椅用戶端區塊的信號分配和控制。同時MCU將400Hz的飛機電源分配給座椅用戶端的所有用電設備。

最后座椅用戶端設備的作用是分配由客艙布局端得到的以太網信號以及娛樂服務信號和內容，以及接受娛樂系統的操作。他們包含了QSEB、SVDU、PCU及一些旅客娛樂設施。

圖1

二．i5G4 IFE系統部件介紹：

i5G4 IFE系統的部件除了不再設置AVCD外，一些部件改動較大，如DSU、SVDU和頭頂電視等。但基本沿用了i5000系統的LRU。以下我們逐一對i5G4 IFE系統部件進行簡單介紹：

LAIC（如下圖2）：i5G4 IFE系統與飛機之間信息交聯的部件。包括處理CIDS、PSS的離散或者模擬的音頻信號。LAIC將這些原先在飛機中以ARINC形式傳播的信號編碼為適合i5G4 IFE系統內以太網傳播的數字信號。但LAIC并不具備解碼功能。另一點值得注意的是：DSU收集和分配i5G4 IFE系統中所涉及的所有飛行數據（如起始、降落機場、飛行時間、3DMAP等等飛行數據），并非LAIC參與和執行。

失去LAIC將會導致：

a) 在座椅用戶端沒有PA

b) 安全須知等VA失效

c) 客艙音樂失效

d) 應急廣播失效

e) 呼喚鈴和閱讀燈失去的娛樂系統端的遙控

f) 但是旅客的娛樂系統控制和點播是可以使用的

圖2 LAIC

DSU：DSU1#在系統中尤為重要。i5G4 IFE系統中各部件的軟件和硬件操作系統都是安裝在DSU1#和2#的。安裝這些操作系統的步驟被稱為Phase2。DSU1#是主用DSU，它利用Heartbeat message控制整個系統。同時，DSU1#還提供諸如安全須知和客艙背景音樂等客艙公共服務類功能。但是DSU1#和2#都可以提供旅客視頻點播功能。可見，失去DSU1#后系統幾乎失控。但即便如此，仍可通過DSU2#打開旅客娛樂點播服務（系統也會當飛機飛行高度高于12000英尺時自動打開娛樂功能，由此避免因部分設備故障而不能控制系統的時候，繼續提供客艙娛樂功能服務。）

當DSU1#失效時：

a) SVDU中不會播放PA

b) 頭頂電視失效

c) 沒有登機音樂

d) 沒有應急時播放的PRAM

e) 沒有3Dmap

f) 但是旅客的AVOD娛樂和控制可以通過冗余模式由DSU2#提供。

DSU2#同樣向整艙i5G4 IFE系統提供網絡服務。當DSU1#不能正常工作時，DSU2#提供冗余，可以同樣發出Heartbeat Message指令和旅客娛樂服務網絡功能。并且同樣可以支持所有的Maintenance檢測手段。

Config Plug：提供核心部件端DSU和客艙布局端ADB之間的連接。Config Plug的構型取決于當前飛機構型中安裝有幾部DSU。

VCI：i5G4 IFE系統的操作站。其中安裝了兩個主要的部件，他們是iCMT和一個用于提供電源的SPB。

iCMT（如下圖3）：是一個通過觸屏、鍵盤、打印機、遠程接口等不同設備的人機操作界面，用來操作整個i5G4 IFE系統。本批次構型中iCMT屏幕下緣增設了一排功能鍵，其中包括一個開關按鈕。長按開關按鈕10秒可以重啟iCMT。當iCMT失效后將失去對i5G4 IFE系統的控制。

圖3 iCMT

SPB（如下圖4）：是一個專門為VCI內設備提供電源的部件。SPB通過同軸電纜支持最高200瓦的用電設備。此處區別于i5000系統，在i5000系統中提供相應功能的是一個和座椅端一樣的QSEB。

圖4 SPB

MCU（如下圖5）：提供座椅端電源，并提供過載保護。

其中MCU的J1至J5口可以提供三相120V電源。其中前四個接口是供給座椅用電設備。J6口是輸入輸出控制。J8是電源輸入接口。J9是輸入輸出控制接口，用于以太網地址定義和尋址。

J7接口（如下圖箭頭所指）是一個可編程分配模塊接口（Programmable Configuration Module）。其作用是，以事先設置好的構型分配每一路從MCU輸出的座椅電壓。如發生錯誤，可能會導致某列或幾列座椅失去供電。但類似情況發生，一般是網絡地址錯誤所造成。

圖5 MCU

ADB：提供座椅用戶端所有設備的以太網分配和定義，整艙共6個。如果失效是有冗余設計的。

PTU：是一個可以提供一相115V的電源。同時與墻面電視相連接，以太網連接兩者，之間是雙向傳輸，速度最高可達到100M。

SVDU：不同于i5000系統，在i5G4 IFE系統中QSEB的作用被弱化，取而代之的是,SVDU被委以重任。SVDU不但可以通過觸屏顯示和控制娛樂項目的操作或點播，而且所有通過以太網傳到座椅用戶端的內容都將在此解碼。他們包括：MPEG、MP3、PCM為格式的等等內容。

SVDU還增加了USB接口、耳機插孔、模擬音頻和視頻的輸入，最后TPCU 也是直接接在對應的SVDU上的。

SVDU還在底部增設了一張32G的SD卡，里面存儲了不包括電影內容的娛樂項目，如電子書等。這是為核心部件失效時提供給旅客的備用娛樂措施。

公務艙配備的SVDU是15.4寸（如下圖6）、經濟艙配備的是10.6寸的。

圖6 公務艙15.4寸SVDU及SD卡

OH：實際為掛壁式的15.4寸SVDU。但不同于SVDU的是，OH不但提供視頻播放，還需要解碼Video Announcements播放時的MPEG格式文件。

QSEB：給座椅提供直流電源和以太網的連接。QSEB每列之間是首尾互聯的，以此提供冗余。

ISPC（如下圖7）：提供115V，60Hz的電源用于旅客的筆記本電腦或其他用電設備的外接電源。

每排座椅擁有一個ISPC，每一個ISPC可以總共提供最高為225V的電源電壓。

圖7

三．i5G4 IFE系統信號走向：

1.飛行過程中，乘務員經常需要例行或緊急地通過乘務員話筒向整艙旅客進行廣播。此功能被稱為PA（Passenger Address）。此時客艙擴音器是通過CIDS進行的，而旅客屏幕、耳機等設備則需要娛樂系統進行同步配合。PA的播放過程中，旅客原本的娛樂節目將中斷進行，屏幕中顯示“旅客廣播”，客艙擴音器中斷背景音樂，座椅耳機中斷娛樂節目，全部播放乘務員的廣播。（此處再次給出圖1）

PA的信號是離散音頻信號，進入娛樂系統后首先被LAIC接收并編碼成PCM格式，通過DSU1將被稱為Heartbeat message的指令多路傳播至各個SVDU。SVDU暫停正在播放的所有節目，顯示“旅客廣播”字樣。之后，LAIC將已編碼為PCM的PA音頻信號多路傳播給SVDU，由SVDU解調恢復成為音頻模擬信號，傳送至座椅用戶端耳機。從而實現上述所有功能。特別值得注意的是，當DSU1#故障時，將失去娛樂系統下屬PA功能，其余DSU沒有為PA作冗余功能設計。

圖1

2.以安全須知（Video Announcement）為代表的的通告類視頻點播也是常用的功能。以安全須知為例，播放安全須知一般由維護人員或乘務人員手動從iCMT中點播。

2.1 iCMT由此通過ADB1#向DSU1#發出文件播放請求的控制信號。DSU中存儲了所以視頻音頻文件，接受到請求后，從而調取相應的文件。同樣的，DSU1#也將Heartbeat Message信號發送至iCMT所選擇的客艙播放區域的SVDU。之后將暫停這些區域的所有娛樂節目，播放的信號將從SVDU反饋給DSU。待確定所有SVDU都準備好之后，DSU1#開始多路傳播安全須知。但這個過程仍被分成視頻和音頻兩路。安全須知的視頻被存儲為mpeg格式，由DSU發送至各個SVDU分別進行解碼播放。

2.2而安全須知視頻在SVDU解碼的同時，音頻信號也經歷其特殊和漫長的傳輸過程：OH解碼PCM格式的音頻文件，之后需要反饋給LAIC。有LAIC傳輸于飛機網絡，這樣就可以在整艙播放視頻所對應的音頻文件，達到同步的效果。

當DSU1#失效時，也將失去VA功能，沒有冗余設計。

3.最后是娛樂節目點播功能。當on-demand打開后，SVDU就可以點播同樣是存儲在DSU中的娛樂節目了。旅客通過觸摸的SVDU將點播信號選擇內容。SVDU將旅客要求編碼，通過以太網向對應的DSU發出請求，內容被調取至SVDU，解碼出對應的視頻和音頻進行播放。

AVOD的功能是有冗余設計的。當某區域對應DSU失效或DSU1#失效時，系統依舊可以對整艙或部分AVOD提供支持。

四．i5G4 IFE系統的特點：

正如以上所述的那樣，i5G4 IFE系統不再有傳統娛樂系統的RF信號，取而代之的是客艙端顯示和控制全部都是通過以太網絡來傳輸、控制。其優點是減少了信號之間的轉換次數、減少了各種不同類型的線材，同時也降低了相應部件所需承擔的轉換要求。

i5G4 IFE系統減少了因某個部件故障而導致到整個系統崩潰的狀況。此理念為航空公司提高特殊情況下的服務質量和整個系統可靠性都尤為重要。即使當iCMT都失效不能控制的情況下，i5G4 IFE系統依舊會在飛機到達12000英尺的高度時，自動打開客艙的娛樂系統提供全部或部分功能，大大避免了長航線娛樂系統完全失效的情況。（在原先i3000和i5000中CMT都充當著關鍵的操縱整套系統的角色，失去iCMT就失去對整套系統的控制。在長航線中失去整套娛樂系統，不論對維護人員在飛行前的維護質量壓力，還是對乘務組在尤其是長航線飛行中的服務壓力都非常之大。甚至在長航線中失去娛樂系統航空公司都會對每位旅客做出經濟賠付，嚴重影響公司形象）。在客觀上故障永遠不可避免的現實情況下，可以做到運用現有手段將損失降到最低已經是最好的方案了。i5G4 IFE在這方面非常值得稱贊。

此外i5G4 IFE系統的在人機對話方面功能相比原來的i5000系統更加完善。更加完善system summary的監視功能。System Summary會提供設備的應有數量、正常工作設備數和故障數。其中故障數又細分為網絡故障數（network fault）、版本錯誤故障數（S/W fault）和BITE測試故障數（BITE fault）。不但如此，在圖8 System Summary中還可以查詢設備詳細情況，以供維護人員進一步查看和排故。下圖顯示情況假設共有238個SVDU，但只有227個是工作正常，另有11個是因以太網絡原因發生的故障。點擊圖8 System Summary中的11個SVDU故障的方框將顯示出圖9 System Summary的頁面。在圖9中顯示了各個設備的原本連接情況和現在完好/故障情況。完好顯示綠色，故障顯示紅色。

圖10 System Summary中顯示的是從QSEB頁面觀察。圖10的例子中并沒有QSEB故障，只是連在QSEB下游兩個SVDU種的一個發生故障。但圖10中依舊有指示，此類情況設計設備顯示白色，代表所連接的相應其他設備故障而非部件本身故障。

圖8 System Summary

圖9 System Summary

圖10 System Summary

Config Check功能相對原先的i5000系統也有改進（圖11）。不但制作了可動進度條，還專門制作了顯示框，用于顯示檢查完成的文件信息。文件顯示框的出現讓Config Check檢測過程更透明、直觀地展示在維護人員面前。（在原先系統中也有此功能，但由于系統響應慢、進度條不會走動、檢測完了也不顯示故障信息等各種不完善和不理想，造成這個功能基本不用）

圖11

在i5G4 IFE系統中，維護客艙布局端的旅客設備也將更加便捷。在每個SVDU（旅客的娛樂顯示屏幕，如圖12 所示）上都設有電源鍵，平時用于單獨開啟或關閉屏幕，遇到特殊情況時，如屏幕死機或是TPCU（娛樂控制遙控器）不受控，甚至是因網絡引起的閱讀燈或呼喚鈴不受控都可以通過長按10秒相應SVDU的電源鍵來進行重置，重新獲取問題座椅設備的電源并重新獲取以太網信號的連接。在330-200型中有238個座位，330-300型座位數更是達到300個之多。在此次構型中，每個座位都配備了對應SVDU。這樣的設計可以大大減少遇到此類問題時的處理時間，避免在故障座位和iCMT之間多次往返，同時降低了重置時間。大大提高了客艙服務中應對應急情況發生的處理能力和提高了停場排故的效率。

圖12

五．小結：i5G4 IFE系統是原先i5000系統的升級完善之后的產物，相比其前一代產品，他的核心部件更少，即使在核心部件失效時系統也可在飛行高度達到12000英尺后自動運行并提供全部或部分未失效的功能，人機界面做的更為親切詳細，與重新升級軟件后的冗余系統將起到更理想的效果，部件重置手段的多樣化也是值得稱道的亮點。任何一個好的產品都是通過不斷的升級、糾錯、改進一步步完善而來的，而并非一味追求高新技術和強大功能。簡單可靠同樣并且更加是系統優秀的品質。對于i5G4 IFE的實際表現，在1月底第一架安裝此系統的飛機交付之后就將揭開其神秘的面紗，讓我們拭目以待。

作者：陳亦平 東航浦東空客航線部電子客艙車間