Fiber Optic Harness

01 Technische Übersicht über Glasfaser-Gürme

Faser-Optik - Garnungen verwenden Lichtwellen als Träger und optische Fasern als Übertragungsmedium und besitzen Vorteile wie hohe Geschwindigkeit, hohe Zuverlässigkeit, geringe Verluste und elektromagnetische Interferenzbeständigkeit. Ihre Übertragungsrate ist viel höher als die von herkömmlichen Kupferdrahten oder Koaxkabeln und sie können die Kommunikationsanforderungen von Fahrzeugsystemen für große Datenmengen und hohe Echtzeitleistung erfüllen. Die Glasfaserkommunikationsverbindung verwendet hauptsächlich optische Steckverbinder und Glasfaserträger, um eine Hochgeschwindigkeitssignalübertragung zu erreichen.

1.1 Optische Fiber Connectors

Glasfaseranschlüsse sind optische passive Geräte, die die bewegliche Verbindung zwischen optischen Fasern ermöglichen. Sie bestehen hauptsächlich aus Teilen wie Optikfaserverstärkung, Optikfaserausrichtung, elastischem Docking, Kopf - und Sitzverriegelung, Optikkabelbefestigung, Pin-Anti - Rotation und Optikkabelpufferung (siehe Abbildung 1). Glasfaseranschlüsse verwenden normalerweise Keramik-Stift und Keramikhülsen für die Ausrichtung der Glasfaser und sorgen für das elastische Docking der Pin-Endungen durch Federn. Die Feder befindet sich vor dem Docking in einem vorkomprimierten Zustand, so dass sich der Stift unter der Sperrkraft nicht bewegt. Während des Dockens tritt aufgrund des Rückziehens des Stiftes eine sekundäre Kompression auf, und die elastische Kraft wird an den Stift zurückgegeben, so dass die beiden angedockten Stift während des Dockens immer in einem Zustand des Kraftkontakts und der Kompression sind.

1.2 Optische Faserleiter

Optische Fasern sind zylindrisch und bestehen hauptsächlich aus Kern -, Hülle - und Beschichtungsschichten (siehe Abbildung 2). Das Übertragungsprinzip von optischen Fasern nutzt das Phänomen der vollständigen inneren Reflexion des Lichts, d. h. wenn Licht von einem optisch dichten Medium eintritt.(mit einem relativ höheren Brechindex) auf ein optisch selteneres Medium (mit einem relativ niedrigeren Brechungsindex), wenn der Einfallwinkel größer ist als der kritische Winkel der Gesamtinnere Reflexion, Das Licht wird nicht mehr gebrochen, sondern wird vollständig reflektiert, so dass das optische Signal in der optischen Faser ohne Leckage übertragen werden kann.

Optische Fasern haben folgende Eigenschaften:

(1)Schnelle Übertragungsgeschwindigkeit, lange Entfernung und große Menge an Inhalten: Optische Fasern haben eine sehr schnelle Übertragungsgeschwindigkeit, können Daten über lange Entfernungen übertragen und können gleichzeitig eine große Datenmenge übertragen.

(2)Immun gegen elektromagnetische Störungen: Optische Fasern übertragen optische Signale und werden nicht von elektromagnetischen Wellen beeinflusst, so dass die Signalqualität stabiler ist.

(3)Breite Bandbreite: Optische Fasern haben eine sehr breite Bandbreite und können Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung unterstützen.

(4)Geringer Verlust: Der Übertragungsverlust der optischen Fasern ist sehr gering. Theoretisch kann es Hunderte von Kilometern oder sogar weiter übertragen, ohne die Signalqualität zu verlieren.

(5)Hochsicherheit: Die optische Faserübertragung von Signalen erzeugt keine elektromagnetische Strahlung und kann nicht von externen elektromagnetischen Wellen abgehört werden, so dass sie für Szenarien mit hohen Anforderungen an die Datensicherheit geeigneter ist.

(6)Kleine Größe und leichtes Gewicht: Im Vergleich zu herkömmlichen Kupferkabeln sind optische Fasern kleiner und leichter, wodurch sie bequem für den Einsatz und die Wartung sind. Dieser Vorteil ist besonders in groß angelegten Kommunikationsnetzen offensichtlich.

02 Vorteile von Glasfaser-Gürnungen in der Anwendung von Automotive Intelligence

Wenn die Übertragungsrate von Kupferdrähten über 10 GB / s beträgt, werden dickere Kupferdrähte benötigt, um die Ratenanforderungen zu erfüllen. In der Fahrzeug-Layout - Umgebung erhöht die Verdickung von Kupferdrähten jedoch das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und die Kosten des Autos und kann die Anforderungen der High-Speed - und Low-Gewicht - Umgebung des Fahrzeugs nicht erfüllen. Die Glasfaser-Gurttechnologie kann die Kommunikationsqualität und - zuverlässigkeit erheblich verbessern, elektromagnetische Interferenzen reduzieren und gleichzeitig kein zusätzliches Gewicht hinzufügen, wodurch die Sicherheit und Stabilität des Fahrzeugs verbessert werden.

(1)Die Übertragungsrate von Glasfaser-Garnungen ist viel höher als die von herkömmlichen Kupferdrähten oder Koaxkabeln und kann Millionen von Megabyte Daten pro Sekunde übertragen, die die Kommunikationsanforderungen von modernen Autos für große Datenmengen und hohe Echtzeit-Leistung erfüllen können. Die maximale Geschwindigkeit des traditionellen Kupferdrahtnetzes kann nur 10 GB / s erreichen, was es schwierig macht, die Anforderungen der Hochgeschwindigkeitsübertragung zu erfüllen.

(2)Der Übertragungsverlust von optischen Fasern ist extrem niedrig, und der Verlust pro Kilometer beträgt in der Regel weniger als 0,0035 dB / m, was sicherstellen kann, dass das Signal während der Langstreckenübertragung immer noch eine hohe Qualität aufrechterhält. Im Gegensatz dazu beträgt der Übertragungsverlust des herkömmlichen Kupferdrahtnetzes 0,5 dB / m, und der Verlust ist bei der Langstreckenübertragung groß.

(3)Die optische Faserkommunikationstechnologie verwendet Lichtwellen, um Signale in optischen Fasern zu übertragen. Im Vergleich zur traditionellen Kupferdrahtübertragung hat es eine signifikante Immunität gegen elektromagnetische Störungen.

(4)Im Vergleich zu herkömmlichen Metalldrahten können optische Kunststofffasern (POF) als eine Art von optischer Faser für Automobilfahrzeuge die Masse des Fahrzeugs erheblich reduzieren und die Wirtschaft des Fahrzeugs verbessern.

03 Anwendungsszenarien von Glasfaser-Gärten in Automobilen

Glasfaser-Garnets sind derzeit weit verbreitet in Bereichen wie der medizinischen Bereich, Kommunikationsbereich, Internet-Feld, medizinischen Bereich und Industrie. Jedoch steht ihre Anwendung im Fahrzeugbereich vor verschiedenen Herausforderungen wie dem Mangel an Grundtheorien, dem Mangel an technischen Spezifikationsstandards, unklaren Teststandards und dem Mangel an Fahrzeug-Anwendungspraktiken.

3.1 Anwendung von Faser-Optik - Gärten in Layout-Bereichen

Der Einsatz von Glasfaser-Garnungen in Automobilen unterscheidet sich von ihrem Einsatz in anderen Bereichen, und die Umweltmerkmale des Einsatzesbereichs müssen vollständig berücksichtigt werden. Beispielsweise müssen Bereiche wie Motor und Fahrgestell Vibrationsanforderungen berücksichtigen; Bereiche wie Motorraum und unterer Fahrzeugkarosserie müssen die Wasserdichtigkeit berücksichtigen; und Hochtemperaturbereiche müssen die Hochtemperaturbeständigkeit von Glasfaserleitern und Steckverbinder berücksichtigen. Je nach den unterschiedlichen Nutzungsumgebungen des Automobils können die Layoutbereiche des gesamten Fahrzeugs grob in den nassen Bereich, den potenziellen nassen Bereich und den trockenen Bereich unterteilt werden.

(1)Der Nassbereich bezieht sich auf die Bereiche, in denen die Drähte und Steckverbinder im normalen Nutzungsszenario mit Flüssigkeiten in Kontakt kommen können, wie z. B. die Drahtbandsteckverbinder in den Bereichen außerhalb des Fahrgastraums wie dem Chassis und dem Motorraum. Bei regnerischem und schneigem Wetter, ob während der Fahrt oder beim Parken, kommen diese Bereiche mehr oder weniger mit verschiedenen Flüssigkeiten in Kontakt.

(2)Der potenzielle nasse Bereich bezieht sich auf die Bereiche, in denen die Drahtgurtanschlüsse in einigen täglichen Nutzungsszenarien mit Flüssigkeiten in Kontakt kommen können, z. B. wenn es regnet und die Tür geöffnet wird, ein Wasserbecher verschüttet wird, gefrorene Gegenstände schmelzen oder kondensiertes Wasser Tropfen. Zum Beispiel der Boden des Fahrgastraums, die Armlehne der Tür, die Sitzfläche usw.

(3)Die absolute Trockenebene bezieht sich auf die Bereiche, in denen die Möglichkeit des Kontaktes der Kabelbandverbinder mit Flüssigkeiten im normalen Fahrzeug-Nutzungs - Szenario sehr gering ist, wie z. B. die Innenseite des Instrumententagels und die Innenseite des Daches. Es ist zu beachten, dass die wasserdichten und Dichtungsanforderungen der Drahtgurtanschlüsse sequenziell vom nassen Bereich, dem potenziellen nassen Bereich bis zum trockenen Bereich abnehmen.

3.2 Anwendungslösungen für Fiber Optic Harnesses

Zusätzlich zur Erfüllung der Anforderungen an die elektrische Leistung muss die Anwendung von Glasfaser-Garnungen in Automobilen oft auch die Anforderungen an die mechanische Leistung erfüllen, und es ist notwendig, die Temperaturstufe, die Vibrationsanforderungen und die wasserdichten Anforderungen der Glasfaserdrähte zu berücksichtigen. Die Lösungen sind wie folgt:

(1)Glasfaserkabel: Wählen Sie zunächst hochtemperaturresistente Materialien und optimieren Sie das Fahrzeuglayout für das Design der Wärmeableitung. Wählen Sie beispielsweise Drahtmaterialien wie Silikondrähte und XLPE-Drähte aus, die hoher Temperatur standhalten können, und diese Materialien können die Isolierung in einer hohen Temperaturumgebung auf Zweitens verwenden Sie spezielle Verfahren, wie die Doppelschicht-Beschichtungstechnologie Optimieren Sie schließlich das Layoutprogramm im Fahrzeug. Vermeiden Sie beispielsweise den Weg des Motorabgasrohrs und des Hochtemperatur-Wirbelbereichs während des Kabelbaum-Layouts und erhalten Sie durch Wärmemanagement ein optimierteres Layout. Gleichzeitig können hochtemperaturbeständige und wärmedämmende Verkleidungen für das Fahrzeugdrahtlayout ausgewählt werden. Zum Beispiel kann die Umhüllung der Außenseite des Glasfaserbaums mit einem hochtemperaturbeständigen AlufolienFiberglasrohr effektiv den Einsatz des Glasfaserkabels in der Hochtemperaturumgebung des Fahrzeugs sicherstellen und die Alterungsbeständigkeit Zur gleichen Zeit, um sicherzustellen, dass das Glasfaserkabel in der nassen Flächenumgebung verwendet werden kann, kann das optische Kabel auch eine mehrschichtige Schutzstruktur für eine wirksame Abisolierung haben.

Insbesondere ist die äußerste Schicht des optischen Kabels in der Regel eine Kunststofffolie, die nicht nur mechanischen Schutz bietet, sondern auch eine bestimmte wasserdichte Funktion hat. In der Kunststoffhülle befindet sich eine Metallhülle, die die Druckbeständigkeit und wasserdichte Fähigkeit des optischen Kabels weiter verbessert. In der Metallhülle befindet sich auch eine wasserschwellende und blockierende Schicht, die eine wichtige Barriere ist, um das Eindringen von Wasser zu verhindern. Sobald Wasser einmarschiert, wird sich die Wasserblockschicht schnell ausdehnen, um den Invasionspfad zu versiegeln, um eine Der Kernteil des optischen Kabels ergreift auch wasserdichte Maßnahmen. Die Glasfaser wird mit einer Salbe fest gewickelt und mit anderen Komponenten im Kern verbunden. Diese Salbe spielt nicht nur eine schmierende Rolle, sondern, was noch wichtiger ist, kann die Spurenmenge an Wasser im Kern absorbieren und sperren, um zu verhindern, dass das Wasser die Glasfaser beschädigt. Durch diese Reihe von mehrschichtigen Schutzstrukturen kann das optische Kabel die Glasfaser in verschiedenen rauen Umweltbedingungen trocken und stabil halten und eine reibungslose Übertragung von Kommunikationssignalen Zum Beispiel erfüllt die im Fahrzeug befindliche optische Gurtlösung für die von Longfei Optic Faser freigegebenen Mehrmode-Quarz-Glasfasern die Automobilstandards in Bezug auf Biegung (10 mm Durchmesser), Zugfestigkeit (150 N), Temperaturmerkmale (-40 ° C bis 120 ° C), Alterung (120 ° F, 3.000 h), Vibrationen (V3).

(2)Optische Faser-Anschlüsse: Die wichtigsten Methoden zur Verbesserung der Temperaturbeständigkeit von Glasfaseranschlüssen umfassen das Entwerfen einer Wärmeabwicklungsstruktur und die Auswahl von hochtemperaturbeständigen Materialien. Durch ein vernünftiges Wärmeabwicklungsdesign und die Verwendung von hochtemperaturbeständigen Materialien kann die Leistung und Lebensdauer von Glasfaseranschlüssen in Hochtemperaturumgebungen effektiv verbessert werden.

Erstens ist die Entwicklung einer Wärmeabbaustruktur der Schlüssel zur Verbesserung der Temperaturbeständigkeit von Glasfaseranschlüssen. Glasfaserstecker erzeugen Wärme während des Betriebs, und ein angemessenes Wärmeabbau-Design kann dazu beitragen, die Temperatur der Stecker zu senken und ihren stabilen Betrieb zu gewährleisten. Folgendes sind spezifische Methoden.

und‘ Reservieren Sie Metallteile, um die Wärme durch die reservierten Metallteile zu übertragen, um bei der Wärmeableitung zu helfen.

und‘ Entwerfen von Wärmeabwicklungsflossen: Entwerfen von Wärmeabwicklungsflossen auf der Außenschale des Steckverbinders, um einen besseren Kontakt mit der Luft zu ermöglichen und Wärme durch einen Ventilator oder natürlichen Wind abzuleiten.

und‘ Verwenden Sie eine Metall-Außenhülle: Verwenden Sie ein Metallmaterial mit einer besseren Wärmeabwicklungsleistung, um die Außenschale die Wärmeabwicklungseffizienz zu verbessern.

Zweitens ist die Auswahl von hochtemperaturbeständigen Materialien auch ein wichtiges Mittel zur Verbesserung der Temperaturbeständigkeit von Glasfaseranschlüssen. In einer Hochtemperaturumgebung sind gewöhnliche Materialien anfällig für Alterung oder Verformung, während hochtemperaturbeständige Materialien dem Einfluss von hohen Temperaturen besser widerstehen können.

und‘ Hochwertige Kunststoffe: Wählen Sie hochwertige Ingenieurkunststoffe mit mittlerer und niedriger Temperaturbeständigkeit aus, um die äußere Hülle und die innere Struktur des Steckers die allgemeine Temperaturbeständigkeit zu verbessern.

und‘ Spezielle Legierung Materialien: Verwenden Sie spezielle Legierungsmaterialien, um die Schlüsselkomponenten des Steckverbinder zu machen, um seine Hochtemperaturbeständigkeit und Verformungsfähigkeit zu verbessern. Letas Optics hat beispielsweise einen kontaktlosen optischen Steckverbinder auf den Markt gebracht, der im Vergleich zu herkömmlichen optischen Steckverbändern die Eigenschaften einer hohen Wiederholbarkeit des Steck - und Entsteckens, einer langen Steck - und Entsteckungsdauer, einem geringen Einsatzverlust und einer geringen Staubempfindlichkeit aufweist.

und‘ ¢ Bei der wasserdichten Behandlung können wärmerschrumpfbare Rohre verwendet werden: Legen Sie das hitzeschrumpfbare Rohr auf das Verbindungsteil und verwenden Sie einen hitzeschrumpfbaren Rohrheizer, um das hitzeschrumpfbare Rohr zu erwärmen und zu schrumpfen. Die Funktion des Wärme-schrumpfbaren Rohres besteht darin, die optische Faser zu schützen und das Eindringen von Wasser und Schadstoffen zu verhindern. Stellen Sie sicher, dass das wärmeschrumpfbare Rohr ohne Lücken fest auf die Verbindung und die optische Faser passt. Tragen Sie eine angemessene Menge an Dichtstoff auf die Außenseite des wärmezschrumpfbaren Rohres auf, um die wasserdichte Leistung des Gelenks zu verbessern. Stellen Sie sicher, dass das Dichtungsmittel gleichmäßig aufgetragen wird und alle möglichen Lücken und Poren füllt, und warten Sie, bis das Dichtungsmittel trocknet und für die Dichtungsbehandlung verhärtet ist.

(3)Die Hochgeschwindigkeitsverbindung erfolgt über optische Fasern, und der elektrische Anschlussanschluss ist für die Stromversorgung des Sensors verantwortlich.

Die Glasfaserkommunikationstechnologie hat breite Anwendungsperspektiven und großes Potenzial im Automobilkommunikationssystem. In Zukunft wird die Glasfaser-Kommunikationstechnologie weiterhin ihre einzigartigen Vorteile nutzen und die Entwicklung von elektronischen Kommunikationssystemen in Fahrzeugen stark unterstützen. Zur gleichen Zeit, mit dem kontinuierlichen Fortschritt und Innovation der Technologie und der kontinuierlichen Verbesserung der Skala, werden die Kosten der Glasfaser-Kommunikation in Fahrzeug-Anwendungen weiter reduziert, die Lösungen werden reifer sein, und es wird die bevorzugte Wahl werden, um die Hochgeschwindigkeits-Kommunikationsanforderungen in der Entwicklung von Automobil-Intelligenz zu lösen.