¿La interferencia entre aeronaves es un problema para la tecnología fly-by-wireless?

Estaba leyendo sobre el desarrollo fly-by-wire , y vi una pequeña sección sobre la tecnología fly-by-wireless . Parece una gran idea, con el potencial de reducir costos, peso y complejidad. Sin embargo, puedo ver un posible escenario en el que podría ser un problema:

1. Dos aviones están muy juntos (por ejemplo, en una pista o volando en formación).
2. Un piloto transmite comandos a través del sistema de vuelo de la aeronave a otras partes de la aeronave.
3. El otro avión recibe accidentalmente la señal porque está muy cerca.
4. Las cosas se ponen muy mal muy rápido.

La cuestión es que no he podido encontrar ninguna especificación técnica con respecto a los sistemas inalámbricos, y no tengo idea de si la transmisión sería lo suficientemente potente como para llegar a la otra nave, ni si sería interpretada como real. datos enviados desde el piloto de ese avión.

¿Es posible esta interferencia cruzada entre sistemas fly-by-wireless? Si es así, ¿cómo se puede mitigar?

La interferencia cruzada entre aeronaves es un evento altamente improbable porque todos los diseños de aeronaves comerciales tienen que pasar los requisitos de pruebas ambientales DO-160 . Entre las especificaciones de prueba DO-160 se encuentran las pruebas EMI / EMC. Estas pruebas incluyen emisiones radiadas, interferencias y pruebas de inmunidad. Parte de estas pruebas son para responder " Dos aviones están muy juntos " y " El otro avión recibe accidentalmente la señal porque está muy cerca " . A continuación se muestra una imagen de una cámara anecoica utilizada para probar el avión.

Fly-by-wire permite que el sistema de control de la aeronave acceda y controle los sistemas de monitoreo y control. Los sistemas de monitoreo y control tienen una dirección específica similar a una dirección de protocolo de internet (IP). Esto permite que el sistema de control de la aeronave aborde dispositivos específicos.

Los protocolos de prueba de aeronaves son similares a los protocolos de prueba de automóviles, excepto que son más estrictos. Pero todos los diseños de ingeniería no son infalibles. Para mitigar el riesgo, la mayoría de los ingenieros utilizan un proceso llamado DFMEA (Análisis de efecto de modo de falla de diseño) . Lamentablemente, todavía hay algunos incidentes desafortunados. Los ejemplos más recientes son la pérdida de MH370 y los retiros de vehículos Toyota por una aceleración repentina no deseada .

Referencias

• DO-160F Condiciones ambientales y procedimientos de prueba para equipos aerotransportados
• MIL-STD-461 Integridad EMC: emisiones e inmunidad EMC

Para agregar a lo que dijo Russell, se necesitaría un protocolo muy estúpidamente diseñado para permitir que los comandos de un avión controlen el otro, incluso suponiendo que la recepción cruzada sea buena.

Como un ejemplo cotidiano, piense en un grupo de personas hablando por teléfonos celulares parados cerca uno del otro. Una persona que recibe accidentalmente la conversación de otra simplemente no sucede. Esto debe diseñarse deliberadamente en los protocolos, pero eso no es diferente de diseñar el tren de aterrizaje lo suficientemente robusto como para soportar el peso de la aeronave. Es algo que harías como parte normal del diseño.

Mi temor sobre este tipo de sistema no es la comunicación cruzada, sino una interferencia abrumadora. Debe asegurarse de que las transmisiones de los otros aviones cercanos no abrumaron a sus receptores hasta el punto en que ya no pueden escuchar sus señales. Eso no debería ser demasiado difícil de hacer, suponiendo que todos jueguen bien.

Sin embargo, evitar la interferencia externa deliberada no sería tan fácil. La otra aeronave, si está diseñada para hacerlo, podría irradiar deliberadamente órdenes de magnitud más potencia a sus receptores que sus propios transmisores. Los protocolos harían esencialmente imposible que se hicieran cargo de su avión, pero sus controles ya no funcionarían. Esto es básicamente como un ataque DoS (denegación de servicio).

Dudo que veamos este tipo de sistemas ampliamente desplegados, al menos en aviones comerciales y militares, hasta que se consideren seguros de este tipo de ataque. De lo contrario, un terrorista con una antena parabólica orientable podría causar serios problemas.

Existen otras alternativas al uso de muchos cables pesados ​​de cobre para la comunicación, como la fibra óptica y varios tipos de multiplexación.

Los sistemas de comunicaciones modernos son capaces de lograr esencialmente cualquier velocidad de datos y grado de integridad de mensajes deseados en cualquier entorno bien definido. Es "solo una cuestión" del grado de esfuerzo, complejidad y $ que se necesitan.

Por lo tanto, diseñar un sistema para cumplir con la velocidad de datos deseada, el número de usuarios y la integridad es "solo una cuestión de ingeniería". La proximidad, la intensidad de la señal, las señales interferentes ... son 'solo parte de la especificación del sistema'.

Las cosas salen mal cuando la especificación y la realidad acuerdan diferir y / o cuando no se utiliza un diseño a prueba de fallos. "Definir el problema" es posiblemente la parte más difícil e importante de dicho sistema.

No, las comunicaciones cruzadas no serían un problema.

Piense en ello como una red inalámbrica doméstica. Todos sus dispositivos en el hogar pueden comunicarse entre sí en su red WiFi, y lo mismo es cierto para su vecino. Pero sus dispositivos no pueden comunicarse con los dispositivos de su vecino porque están en una red inalámbrica diferente.

Dichas redes inalámbricas en aviones tendrían que ser mucho más robustas que su red doméstica típica, ya que hay otros problemas potenciales:

• Interferencia accidental de otra nave que no se comunica entre sí, pero que potencialmente bloquea la comunicación en una o ambas redes.
• Interferencia deliberada (interferencia) de las comunicaciones, por ejemplo, por un terrorista en el avión o cerca.
• Interceptación deliberada o suplantación de comunicaciones para conectar el avión. Esto requeriría piratear la red segura y, por lo tanto, sería mucho más difícil que bloquear.

Algunas ideas para mitigar estos problemas pueden ser:

• Antenas direccionales en el equipo inalámbrico. Esto podría ayudar a dificultar mucho la interferencia o interceptación porque otras señales se bloquearían, por lo que cualquier posible pirata informático necesitaría tener su equipo ubicado físicamente directamente entre las antenas.
• Claves de cifrado de varias partes y certificados en los dispositivos y almacenados en una tarjeta en poder del piloto. Esto permitiría que el equipo verificara que los comandos provenían de una fuente verificada (el piloto / cabina) y también garantizaría que nadie más pudiera escuchar o interceptar / falsificar los comandos.