Fibra ottica Harness

01 Panoramica tecnica dei harness in fibra ottica

I harness in fibra ottica utilizzano le onde luminose come trasportatore e le fibre ottiche come mezzo di trasmissione e possiedono vantaggi come alta velocità, alta affidabilità, bassa perdita e resistenza alle interferenze elettromagnetiche. La loro velocità di trasmissione è molto più alta rispetto a quella dei tradizionali cavi in rame o cavi coassiali e possono soddisfare i requisiti di comunicazione dei sistemi in veicoli per grandi quantità di dati e elevate prestazioni in tempo reale. Il collegamento di comunicazione in fibra ottica utilizza principalmente connettori ottici e vettori in fibra ottica per ottenere la trasmissione del segnale ad alta velocità.

1.1 connettori in fibra ottica

I connettori in fibre ottiche sono dispositivi ottici passivi che realizzano la connessione mobile tra fibre ottiche. Sono principalmente composti da parti come il rinforzo in fibra ottica, l'allineamento in fibra ottica, il docking elastico, il blocco della testa e del sedile, il fissaggio del cavo ottico, l'anti-rotazione del pin e il buffering del cavo ottico (vedere Figura 1). I connettori in fibra ottica di solito utilizzano pin in ceramica e maniche in ceramica per l'allineamento della fibra ottica e garantiscono l'attaccamento elastico delle estremità del pin attraverso molle. La molla è in uno stato pre-compresso prima dell 'attaccamento, in modo che il pin non si muova sotto la forza di bloccamento. Durante l'attaccamento, si verificherà una compressione secondaria a causa della ritrazione del pin, e la forza elastica verrà restituita al pin in modo che i due pin attaccati siano sempre in uno stato di contatto e compressione durante il processo di accoppiamento.

1.2 Conduttori di fibra ottica

Le fibre ottiche sono cilindriche e sono composte principalmente da strati di core, rivestimento e rivestimento (vedere Figura 2). Il principio di trasmissione delle fibre ottiche utilizza il fenomeno della riflessione interna totale della luce, cioè, quando la luce incide da un mezzo otticamente più denso.(con un indice di rifrazione relativamente più alto) a un mezzo otticamente più raro (con un indice di rifrazione relativamente basso), se l'angolo di incidente è maggiore dell 'angolo critico della riflessione interna totale, La luce non sarà più rifratta, ma sarà completamente riflessa nel mezzo originale, garantendo che il segnale ottico possa essere trasmesso nella fibra ottica senza perdite.

Le fibre ottiche hanno le seguenti caratteristiche:

(1)Velocità di trasmissione veloce, lunga distanza e grande quantità di contenuti: le fibre ottiche hanno una velocità di trasmissione molto veloce, possono trasmettere dati su lunghe distanze e possono trasmettere contemporaneamente una grande quantità di dati.

(2)Immunità alle interferenze elettromagnetiche: le fibre ottiche trasmettono segnali ottici e non sono influenzate dalle onde elettromagnetiche, quindi la qualità del segnale è più stabile.

(3)Larghezza di banda: le fibre ottiche hanno una larghezza di banda molto ampia e possono supportare la trasmissione dati ad alta velocità.

(4)Bassa perdita: la perdita di trasmissione delle fibre ottiche è molto bassa. In teoria, può trasmettere centinaia di chilometri o anche più lontano senza perdere la qualità del segnale.

(5)Sicurezza elevata: La trasmissione in fibra ottica dei segnali non genera radiazioni elettromagnetiche e non può essere intercettata da onde elettromagnetiche esterne, quindi è più adatto per scenari con elevati requisiti per la sicurezza dei dati.

(6)Dimensioni ridotte e leggerezza: Rispetto ai tradizionali cavi in rame, le fibre ottiche sono di dimensioni più piccole e di peso più leggero, il che li rende comodi per l'implementazione e la manutenzione. Questo vantaggio è più evidente, specialmente nelle reti di comunicazione su larga scala.

02 Vantaggi dei harness in fibra ottica nell 'applicazione dell' intelligenza automobilistica

Quando la velocità di trasmissione dei fili di rame raggiunge oltre 10 GB / s, saranno necessari fili di rame più spessi per soddisfare i requisiti di velocità. Tuttavia, nell 'ambiente di layout del veicolo, l' ispessimento dei fili di rame aumenterà il peso complessivo del veicolo e il costo dell' auto e non può soddisfare i requisiti dell 'ambiente di layout ad alta velocità e a basso peso del veicolo. La tecnologia di harness in fibra ottica può migliorare significativamente la qualità e l'affidabilità della comunicazione, ridurre l'interferenza elettromagnetica e, allo stesso tempo, non aggiungere peso aggiuntivo, migliorando la sicurezza e la stabilità del veicolo.

(1)La velocità di trasmissione dei harness in fibra ottica è molto più alta di quella dei tradizionali cavi in rame o cavi coassiali e può trasmettere milioni di megabyte di dati al secondo, che può soddisfare i requisiti di comunicazione delle automobili moderne per grandi quantità di dati e elevate prestazioni in tempo reale. La velocità massima della rete tradizionale di cavo di rame può raggiungere solo 10 GB / s, il che rende difficile soddisfare i requisiti di trasmissione ad alta velocità.

(2)La perdita di trasmissione delle fibre ottiche è estremamente bassa, e la perdita per chilometro è di solito inferiore a 0,0035 dB / m, che può garantire che il segnale mantenga ancora un 'alta qualità durante la trasmissione a lunga distanza. Al contrario, la perdita di trasmissione della rete di filo di rame tradizionale è di 0,5 dB / m, e la perdita è grande durante la trasmissione a lunga distanza.

(3)La tecnologia di comunicazione in fibra ottica utilizza le onde luminose per trasmettere segnali nelle fibre ottiche. Rispetto alla trasmissione tradizionale a filo di rame, ha una significativa immunità alle interferenze elettromagnetiche.

(4)Rispetto ai fili metallici tradizionali, le fibre ottiche di plastica (POF), come un tipo di fibra ottica per l'automobile, possono ridurre significativamente la massa del veicolo e migliorare l'economia del veicolo.

03 Scenari di applicazione di harness in fibra ottica nelle automobili

I harness in fibra ottica sono attualmente ampiamente utilizzati in campi come il campo medico, campo della comunicazione, campo di Internet, campo medico e industria. Tuttavia, la loro applicazione nel campo dei veicoli affronta varie sfide come la mancanza di teorie di base, la mancanza di standard di specifiche tecniche, standard di prova poco chiari e la mancanza di pratiche di applicazione nei veicoli.

3.1 Applicazione di fibre ottiche nelle aree di layout

L'utilizzo di arni in fibra ottica nelle automobili è diverso dal loro utilizzo in altri campi e le caratteristiche ambientali dell 'area di utilizzo devono essere pienamente prese in. Ad esempio, aree come il motore e il telaio comportano requisiti per le vibrazioni; aree come il comparto motore e la parte inferiore della carrozzeria del veicolo devono considerare le prestazioni impermeabili; e aree ad alte temperature devono considerare i requisiti di resistenza alle alte temperature dei conduttori e dei connettori in fibra ottica. Secondo i diversi ambienti di utilizzo dell 'automobile, le aree di layout dell' intero veicolo possono essere approssimativamente suddivise in area bagnata, area potenziale bagnata e area asciutta.

(1)L'area bagnata si riferisce alle aree in cui i cavi e i connettori hanno la possibilità di contattare i liquidi in uno scenario di normale utilizzo, come i connettori del cavo nelle aree esterne all 'abitacolo passeggeri come il telaio e il vano motore. In tempo piovoso e nevoso, sia durante la guida che durante il parcheggio, queste zone entreranno più o meno in contatto con vari liquidi.

(2)La potenziale area bagnata si riferisce alle aree in cui i connettori del cavo possono entrare in contatto con liquidi in alcuni scenari di uso quotidiano, come quando piove e la porta viene aperta, una tazza d'acqua viene versata, oggetti congelati si sciolgono o goccioline d'acqua condensata. Ad esempio, il pavimento dell 'abitacolo passeggeri, il braccialiere della porta, la superficie del sedile, ecc.

(3)L'area secca assoluta si riferisce alle aree in cui la possibilità che i connettori del cavo entrino in contatto con i liquidi è molto piccola nello scenario di utilizzo normale del veicolo, come l'interno del pannello strumentale e l'interno del tetto. Va notato che i requisiti impermeabili e di sigillazione dei connettori del cavo diminuiscono sequenzialmente dalla zona umida, la potenziale zona umida alla zona asciutta.

3.2 Soluzioni applicative per i harness in fibra ottica

Oltre a soddisfare i requisiti di prestazioni elettriche, l'applicazione di harness in fibra ottica nelle automobili spesso deve anche soddisfare i requisiti di prestazioni meccaniche, ed è necessario considerare il grado di temperatura, i requisiti di vibrazione e i requisiti impermeabili dei cavi in fibra ottica. Le soluzioni sono come segue:

(1)Cavi in fibra ottica: In primo luogo, selezionare materiali ad alta temperatura resistenti e ottimizzare lo schema di layout del veicolo per la progettazione di dissipazione del calore. Per esempio, selezionare materiali fili in grado di resistere ad alte temperature, come fili di silicone e fili XLPE, e questi materiali possono mantenere l'isolamento in un ambiente ad alta temperatura. In secondo luogo, adottare processi speciali, come ad esempio utilizzando il rivestimento a doppio strato e la tecnologia di cura ultravioletta. Infine, ottimizzare lo schema di layout nel veicolo. Per esempio, evitare il percorso del tubo di scarico del motore e l'area vortice ad alta temperatura durante lo schema di layout dell'imbracatura del filo, e ottenere uno schema di layout più ottimizzato attraverso la gestione termica. Allo stesso tempo, il rivestimento isolante ad alta temperatura - resistente e termico - può essere selezionato anche per il layout del filo del veicolo. Per esempio, avvolgere l'esterno dell'imbracatura in fibra ottica con un tubo in vetroresina in fibra di alluminio resistente ad alta temperatura può garantire efficacemente l'uso del cavo in fibra ottica nell'ambiente ad alta temperatura del veicolo e migliorare le prestazioni di resistenza all'invecchiamento. Allo stesso tempo, per garantire che il cavo in fibra ottica possa essere utilizzato nell'ambiente della zona umida, il cavo ottico può anche essere progettato per avere una struttura di protezione multistrato per un'efficace impermeabilizzazione.

In particolare, lo strato più esterno del cavo ottico è di solito una guaina di plastica, che non solo fornisce protezione meccanica, ma ha anche una certa funzione impermeabile. All'interno della guaina di plastica si trova una guaina metallica, che aumenta ulteriormente la resistenza alla pressione e la capacità impermeabile del cavo ottico. All'interno della guaina metallica, c'è anche un'acqua - gonfiore dell'acqua - strato di blocco, che è una barriera chiave per prevenire la penetrazione dell'acqua. Una volta che l'acqua invade, lo strato di blocco dell'acqua si espanderà rapidamente per sigillare il percorso di invasione e prevenire l'ulteriore diffusione dell'acqua. La parte centrale del cavo ottico prende anche misure impermeabili. La fibra ottica è strettamente avvolta da un unguento e legata ad altri componenti del nucleo. Questo unguento non solo svolge un ruolo lubrificante, ma soprattutto, può assorbire e bloccare la quantità di acqua traccia nel nucleo per evitare che l'acqua danneggi la fibra ottica. Attraverso questa serie di strutture di protezione multistrato, il cavo ottico può mantenere la fibra ottica asciutta e stabile in vari ambienti difficili e garantire la regolare trasmissione dei segnali di comunicazione. Per esempio, la soluzione di cablaggio ottico in veicolo di fibra ottica multimode al quarzo rilasciata da Longfei Optic Fiber soddisfa gli standard automobilistici in termini di piegatura (raggio 10 mm), resistenza alla trazione (150 N), caratteristiche di temperatura (da 40 ° C a 125 ° C), invecchiamento (125 ° C, 3000 h), vibrazioni (V3), ecc.

(2)Connettori in fibra ottica: I principali metodi per migliorare la resistenza alla temperatura dei connettori in fibra ottica includono la progettazione di una struttura di dissipazione di calore e la selezione di materiali resistenti alle alte temperature. Attraverso la progettazione della dissipazione del calore ragionevole e l'uso di materiali resistenti alle alte temperature, le prestazioni e la durata dei connettori in fibra ottica in ambienti ad alta temperatura possono essere efficacemente migliorate.

In primo luogo, progettare una struttura di dissipazione di calore è la chiave per migliorare la resistenza alla temperatura dei connettori in fibra ottica. I connettori in fibra ottica generano calore durante il funzionamento e un design ragionevole di dissipazione di calore può aiutare a ridurre la temperatura dei connettori e garantire il loro funzionamento stabile. Di seguito sono riportati metodi specifici

di‘ Riservare parti metalliche per trasferire il calore attraverso le parti metalliche riservate per aiutare con la dissipazione del calore.

di‘ Progettazione di pinne di dissipazione di calore: Progettazione di pinne di dissipazione di calore sul guscio esterno del connettore per renderlo migliore contatto con l'aria e dissipare il calore attraverso una ventola o vento naturale.

di‘ Utilizzare un guscio esterno in metallo: Utilizzare un materiale metallico con migliori prestazioni di dissipazione del calore per rendere il guscio esterno migliorare l'efficienza di dissipazione del calore.

In secondo luogo, la selezione di materiali resistenti alle alte temperature è anche un mezzo importante per migliorare la resistenza alla temperatura dei connettori in fibra ottica. In un ambiente ad alta temperatura, i materiali ordinari sono inclini all 'invecchiamento o alla deformazione, mentre i materiali resistenti alle alte temperature possono meglio resistere all' influenza delle alte temperature.

di‘ Plastica ingegneristica di alta qualità: Selezionare materie plastiche di ingegneria di alta qualità con resistenza a medie e basse temperature per rendere il guscio esterno e la struttura interna del connettore migliorare la resistenza generale alla temperatura.

di‘ Materiali speciali in lega: Utilizzare materiali in lega speciali per rendere i componenti chiave del connettore per migliorare la sua resistenza alle alte temperature e la capacità anti-deformazione. Ad esempio, Letas Optics ha lanciato un connettore ottico senza contatto, che ha le caratteristiche di elevata ripetibilità di inserimento e scollegamento, lunga durata di inserimento e scollegamento, bassa perdita di inserimento e bassa sensibilità alla polvere rispetto ai connettori ottici tradizionali.

di‘ ¢Nel trattamento impermeabile, possono essere utilizzati tubi termorrincettibili: Mettete il tubo termico-rincettibile sulla parte di connessione e utilizzare un riscaldatore a tubo termico-rincettibile per riscaldare e restringere il tubo termico-rincettibile. La funzione del tubo termorrincettibile è quella di proteggere la fibra ottica e impedire l'ingresso di acqua e inquinanti. Assicurarsi che il tubo termorrincettibile si adatta saldamente sul giunto e sulla fibra ottica senza spazi. Applicare una quantità appropriata di sigillante sull 'esterno del tubo termorrincettibile per migliorare le prestazioni impermeabili del giunto. Assicurarsi che il sigillante sia applicato uniformemente e riempire tutti i possibili vuoti e pori, e aspettare che il sigillante si asciughi e indurisca per il trattamento di sigillazione.

(3)La connessione ad alta velocità è raggiunta tramite fibre ottiche e la porta di connessione elettrica è responsabile per alimentare il sensore.

In conclusione, la tecnologia di comunicazione in fibra ottica ha ampie prospettive di applicazione e grande potenziale nel sistema di comunicazione automobilistica. In futuro, la tecnologia di comunicazione in fibra ottica continuerà a sfruttare i suoi vantaggi unici e fornirà un forte supporto allo sviluppo di sistemi di comunicazione elettronica in veicoli. Allo stesso tempo, con il continuo progresso e l'innovazione della tecnologia e il continuo miglioramento della scala, il costo della comunicazione in fibra ottica nelle applicazioni in veicoli sarà ulteriormente ridotto, le soluzioni saranno più mature e diventerà la scelta preferita per risolvere i requisiti di comunicazione ad alta velocità nello sviluppo dell 'intelligenza automobilistica.