Оптические шины и разъемы для автомобилей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Автомобиль. Электронные устройства

Комментарии к статье

Автомобильная электроника, получившая большое развитие в последние годы, требует быстрой и надежной передачи больших массивов информации. Для этой цели была разработана оптическая система "MOST" ( Media Oriented System Transport)[1-4]. В разработке концепции построения этой системы и компонентов для неё принимали участие специалисты концерна Tyco Electronics. Система "MOST" успешно прошла испытания, и в каталогах компании АМР уже появились разделы, в которых можно найти параметры разъемов системы.

Основные элементы электронной системы автомобиля показаны на рис.1. Объем и вид передаваемых данных зависят от сложности применяемого в автомобиле оборудования и от его функционального назначения (управление, регулирование, коммуникация или развлечения).

Рис. 1. Основные элементы электронной системы автомобиля

Компоненты системы быстрого регулирования ( например, мотора или привода) связаны друг с другом шиной CAN ( на рис.1 CAN C). В этой шине передаются электрические сигналы и для шины используются медные провода.

В системе коммуникации осуществляется однонаправленная передача данных, например, прием радиосигналов (АМ/ ЧМ), телевизионных данных (DAB) и навигации (GPS) и двунаправленная телефонная связь (GSM).

Электроника развлечений до недавнего времени состояла из магнитолы, проигрывателя лазерных дисков, системы навигации и телематики. В настоящее время наряду с классической радиостанцией она включает автотелефон, экран системы GPS, элементы обслуживания и недавно созданную систему речевого оповещения. В дальнейшем предполагается ввести новые модули, которые позволят использовать одновременно несколько подсистем (рис.1). Все элементы систем быстрого регулирования, управления, коммуникации, развлечений и речевого оповещения связаны шиной. Быстро возрастающие функциональные возможности всех подсистем требуют увеличения производительности шины. Требуемые скорости передачи информации приведены в табл.1.

Таблица 1

По современным взглядам общесистемная шина в автомобилях должна строиться с помощью оптической линии. Кроме более высокой производительности оптическая линия обеспечивает хорошую электромагнитную совместимость.

Для исследования возможности построения оптических систем и внедрения их в серийное производство, консорциум фирм при участии Tyco Electronics AMP спроектировал шину D2B. Впервые эта шина была применена в новом S-классе автомобилей фирмы Daimler Chrysler. Шина объединила в одну систему радио и навигационную систему, усилитель, CD-плейер, голосовую систему оповещения и автотелефон. Для передачи данных использована оптоволоконная линия. Скорость передачи данных в шине D2B около 5.6 Мбит/с.

Структура MOST-системы

Система MOST является продукцией консорциума немецких и интернациональных автомомобилестроителей. Топологической структурой системы является кольцо (рис.2). Световые сигналы проходят по световодной линии от одного прибора к другому.

Рис. 2. Структура MOST-системы

В каждом приборе принятые световые сигналы преобразуются в электрические, обрабатываются МОST-процессором и снова преобразуются в световые с помощью светодиода. Скорость передачи данных равна 24.8 Мбит/с. На основании опытных испытаний было установлено, что система должна обладать следующими свойствами:

• система должна иметь центральные системные часы, которые обеспечивают тактирование шины,
• должна быть предусмотрена возможность модернизации системы (plug and play), т.е. подключить новый или исключить один из имеющихся приборов,
• должны быть MOST-спецификаторы, которые компенсируют небольшие различия сигналов между узлами системы,
• каждый прибор имеет доступ к шине в любое время.

Для обеспечения высокой надежности оптические разъёмы должны удовлетворять требованиям, которые предъявляются к электрическим разъёмам:

• фиксация проводов в разъемах должна выдерживать максимальную силу на разъединение 60 Н без повреждения.
• допустимый температурный диапазон должен быть от -40 до +85 С. при влажности воздуха 95%.
• разъемы должны выдерживать заданные климатические, вибрационные и шоковые нагрузки.

Кроме того, для оптических систем обязательным является требование, чтобы потребляемая мощность была равна разности мощности передатчика и чувствительности приемника. В процессе эксплуатации могут возникать царапины на оптической поверхности, появляться пленки вследствие воздействия дыма сигарет и выхода газа из пластмасс, а также появляться наслоения пыли и т.д. Поэтому у передатчиков должны быть предусмотрены регулировки для компенсации действия отрицательных факторов. Компания Tyco Electronics AMP готова поставлять компоненты для MOST-систем, которые удовлетворяют этим требованиям.

Компоненты MOST-системы

Наиболее сложным элементом MOST-системы является MOST-процессор и программное обеспечение к нему. Вторым элементом является шина данных. При разработке требований к шине следует учитывать большое отличие соединяемых элементов друг от друга. Третьим элементом MOST-системы является система связи. Она включает привязку волоконно-оптического передатчика (FOT) к MOST-процессору, привязку световода к FOT и разъемы в каждом приборе, муфты и сами световодные провода. Основные элементы системы связи MOST-системы показаны на рис.3.

Привязка приборов к световодным линиям

Для привязки приборов к световодным линиям Tyco Electronics AMP разрабатывает изделия, которые предусматривают возможность вставки новых элементов. Имеются разъёмы для одной и двух световодных линий, которые вследствие их специальной формы обозначаются "Pigtail" (рис.4). Основанием для разделения оптических разъёмов от элементов подключения с электрооптическими преобразователями послужила возможность более эффективной защиты от электромагнитных воздействий, взаимозаменяемость передающих и приемных элементов и более эффективная защита оптической поверхности. Для особых случаев имеются в продаже интегральные элементы "Pigtail", которые согласованы с действующими приборами. Они компактны и взаимозаменяемы. Передающие и приемные элементы функциональных модулей MOST-системы состоят из CMOS микросхемы и одного высокоскоростного PIN-диода. Скорость передачи этих элементов может достигать 25 Мбит/c.

Рис. 3 Компоненты системы связи MOST-системы а) световодные разъемы 1, 2 б) стандартные модули 3, 4, 5 в) световодные линии

Стандартные модули

Для привязки приборов к MOST-шине имеется полный ассортимент модулей (рис.5), имеющих 2 или 4 оптических разъема и 12, 20 или 40 электрических контактов. Все компоненты соответствуют установленным MOST-консорциумом требованиям и имеют соответствующие оптические, электрические и механические параметры.

Рис.4. Разъемы "Pigtail" для одной и двух световодных линий

Рис.5. Модули: а) 2 оптических разъема и 20 электрических контактов б) 4 оптических разъема и 40 электрических контактов

Испытания показали, что может быть гарантирована хорошая защита оптических поверхностей, а также приборных и кабельных разъёмов.

Сцепляющие муфты

Для подключения новых приборов к MOST-шине, для связи кабельным жгутом, а также для сервиса необходимы оптические сцепляющие муфты. Разработаны однополюсные и двухполюсные варианты муфт. Они совместимы с двухполюсными разъёмами описанных выше модулей в соответствии с установками MOST-консорциума.

Световодные провода

Для MOST-шины на основе испытаний предшествующей системы D2B было разработано новое оптическое волокно. Оно имеет лучшую эластичность, устойчиво к возгоранию, воздействию давления и не меняет прозрачность. Специальная внутренняя оболочка гарантирует отличные механические и оптические свойства и обеспечивает легкую обрабатываемость. Рабочий температурный диапазон современных искусственных световодных линий находится в пределах от -40 до +85 С при оптических потерях 0.2 дБ/м. Допускается изгиб с радиусом 25 мм. При радиусе изгиба 15 мм происходит небольшое увеличение затухания. Дополнительную информацию по разъемам MOST-системы компании AMP можно получить на сайте tycoelectronics.com и в Технико-консультационном центре, amp@pit.spb.ru.

Литература

1. 1. Ch. Thiel, R. Konig: Media Oriented Systems Transport (MOST) ein Standard fur Multimedia Networking im Fahrzeug; Tagung Elektronik im Kraftfahrzeug 1998, VDI-Bericht 1415, VDI-Verlag, Dusseldorf 1998.
2. 2. D.Schramm: Lichtwellenleiter- Erfahrungen und Potentiale/ Tagung Forschritt und Zukunft der Automobiltechnik; Verlag Moderne Lndustrie, Stuttgart 1999.
3. 3. W. Heckel, S. Schroder: Kunststofflichtwellenleiter fur optische Ubertagungssysteme im Automobil; Vde- Fachberict Kontaktverhalten und Schalten, VDE-Verlag, Berlin, Offenbach 1999.
4. 4. A. Engel, D. Schramm: Optisches Bussystem fur automobile Netzwerke:F@M Special, 7-8/2000, s 53-56, Carl Hanser Verlag, Munchen.

Автор: Петраков Валерий; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Автомобиль. Электронные устройства.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Телевизоры Sharp и Pioneer признаны самыми экологичными 30.11.2003 Изделия компаний Sharp и Pioneer признаны самой экологичной продукцией среди аналогичных устройств японских производителей видеоустройств на основе жидкокристаллических экранов и плазменных панелей. Лидирующие позиции среди ЖК-телевизоров заняли 30-ти и 32-х дюймовые телевизоры высокой четкости на ЖК-матрицах, производимые совместными усилиями Sharp, Pioneer, Sony Corp, Toshiba Corp, Hitachi Ltd и Matsushita Electric Industrial Co Ltd. При этом в расчет бралась как безопасность производства для окружающей среды, так и особенности самой конструкции телеприемника, обеспечивающие дополнительные меры по энергосбережению при работе устройства. Однако абсолютным победителем стал телевизор Aquos LC30AD1 фирмы Sharp. Его особенностью является оригинальный дизайн расположенного за ЖК-матрицей светорассеивающего экрана. За счет необычной конструкции его создателям удалось на четверть уменьшить мощность светового потока, необходимого для формирования изображения. Как следствие, Aquos LC30AD1 признан самой экономичной моделью телевизионного приемника на ЖК-кристаллах. Среди устройств на плазменных панелям первое место занял телевизор Purevision PDP-434TX производства Pioneer.

Другие интересные новости:

▪ Антибиотики ускоряют рост бактерий

▪ Доля возобновляемых источников энергии растет

▪ Робопауки для канализации

▪ Sony прекращает выпуск MiniDisc

▪ Квантовый процессор на 127 кубитов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электронные справочники. Подборка статей

▪ статья Джефри Чосер. Знаменитые афоризмы

▪ статья Насколько поднялся бы уровень океана, если бы растаяли ледники Антарктиды и Гренландии? Подробный ответ

▪ статья Водитель гудранатора. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Усовершенствованный импульсный металлоискатель на микросхемах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Пас с двумя половинами колоды. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025