자동차용 광 버스 및 커넥터. 계획, 설명

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최근 몇 년 동안 크게 발전한 자동차 전자 장치는 많은 양의 정보를 빠르고 안정적으로 전송할 수 있어야 합니다. 이를 위해 광학 시스템 "MOST"(Media Oriented System Transport)[1-4]가 개발되었습니다. Tyco Electronics 문제의 전문가들이 이 시스템 및 구성 요소를 구축하는 개념 개발에 참여했습니다. "MOST" 시스템은 성공적으로 테스트되었으며 AMP 카탈로그에는 이미 시스템 커넥터의 매개변수를 찾을 수 있는 섹션이 있습니다.

자동차 전자 시스템의 주요 요소는 그림 1에 나와 있습니다. 전송되는 데이터의 양과 유형은 차량에 사용되는 장비의 복잡성과 기능적 목적(제어, 규제, 통신 또는 엔터테인먼트)에 따라 다릅니다.

쌀. 1. 자동차 전자 시스템의 주요 요소

빠른 제어 시스템의 구성 요소(예: 모터 또는 드라이브)는 CAN 버스(그림 1 CAN C 참조)를 통해 서로 연결됩니다. 이 버스는 전기 신호를 전달하고 버스에 구리선을 사용합니다.

통신 시스템은 라디오(AM/FM), TV 데이터(DAB) 및 내비게이션(GPS) 및 양방향 전화(GSM)와 같은 단방향 데이터 전송을 제공합니다.

최근까지 엔터테인먼트 전자 장치는 라디오, 레이저 디스크 플레이어, 내비게이션 시스템 및 텔레매틱스로 구성되었습니다. 현재는 클래식 라디오 방송국과 함께 자동차 전화, GPS 시스템 화면, 서비스 요소 및 새로 만든 음성 경보 시스템이 포함되어 있습니다. 앞으로 여러 하위 시스템을 동시에 사용할 수 있는 새로운 모듈을 도입할 계획입니다(그림 1). 신속한 규제, 제어, 통신, 엔터테인먼트 및 음성 알림을 위한 시스템의 모든 요소는 버스로 연결됩니다. 모든 하위 시스템의 기능이 빠르게 증가하려면 버스 성능이 향상되어야 합니다. 필요한 정보 전송 속도는 표 1에 나와 있습니다.

표 1

버스 타입	수 B	캔C	D2B	MOST
전송 속도, Mbps	0.125	1.0	5.6	24.8
데이터 형식	거버넌스	관리, 규제	제어, 오디오	제어, 오디오, 비디오
캐리어	타이어 ISO 11519-2	ISO 11898 버스	광섬유	광섬유
미디어 전송	트위스트 페어, 병렬 와이어	트위스트 페어, 병렬 와이어	인공 섬유	인공 섬유

현대적인 관점에 따르면 자동차의 시스템 전체 버스는 광 회선을 사용하여 구축해야 합니다. 더 높은 성능 외에도 광학 라인은 우수한 전자기 호환성을 제공합니다.

광학 시스템을 구축하고 대량 생산에 도입할 가능성을 연구하기 위해 Tyco Electronics AMP가 참여한 회사 컨소시엄이 D2B 버스를 설계했습니다. 처음으로 이 타이어는 Daimler Chrysler 자동차의 새로운 S 클래스에 사용되었습니다. 버스는 라디오 및 내비게이션 시스템, 증폭기, CD 플레이어, 전관 방송 시스템 및 카폰을 하나의 시스템으로 결합했습니다. 광섬유 라인은 데이터 전송에 사용됩니다. D2B 버스의 데이터 전송 속도는 약 5.6Mbps입니다.

MOST 시스템의 구조

MOST 시스템은 독일 및 국제 자동차 제조업체 컨소시엄의 제품입니다. 시스템의 토폴로지 구조는 링입니다(그림 2). 광 신호는 한 장치에서 다른 장치로 도광선을 따라 이동합니다.

쌀. 2. MOST 시스템의 구조

각 장치에서 수신된 빛 신호는 전기 신호로 변환되어 MOST 프로세서에서 처리되고 다시 LED를 사용하여 빛 신호로 변환됩니다. 데이터 전송 속도는 24.8Mbps입니다. 실험적 테스트를 기반으로 시스템이 다음 속성을 가져야 한다는 것이 밝혀졌습니다.

시스템에는 버스 클러킹을 제공하는 중앙 시스템 클럭이 있어야 합니다.
시스템 업그레이드 가능성(플러그 앤 플레이)이 제공되어야 합니다. 새 장치를 연결하거나 기존 장치 중 하나를 제외하고,
시스템 노드 간의 작은 신호 차이를 보상하는 MOST 지정자가 있어야 합니다.
각 장치는 언제든지 버스에 액세스할 수 있습니다.

광학 부품에 대한 요구 사항

높은 신뢰성을 보장하려면 광 커넥터가 전기 커넥터에 대한 요구 사항을 충족해야 합니다.

커넥터의 와이어 고정은 손상 없이 60N의 분리를 위한 최대 힘을 견뎌야 합니다.
허용 가능한 온도 범위는 40%의 공기 습도와 함께 -85 ~ +95°C여야 합니다.
커넥터는 지정된 기후, 진동 및 충격 하중을 견뎌야 합니다.

또한 광학 시스템의 경우 전력 소비가 송신기 전력과 수신기 감도의 차이와 같아야 합니다. 작동 중 광학 표면에 긁힘이 발생할 수 있으며 담배 연기 및 플라스틱에서 방출되는 가스 및 먼지 퇴적물 등에 노출되어 필름이 나타날 수 있습니다. 따라서 부정적인 요인의 영향을 보상하기 위해 송신기에 조정을 제공해야 합니다. Tyco Electronics AMP는 이러한 요구 사항을 충족하는 MOST 시스템용 부품을 공급할 준비가 되어 있습니다.

MOST 시스템 구성 요소

MOST 시스템의 가장 복잡한 요소는 MOST 프로세서와 소프트웨어입니다. 두 번째 요소는 데이터 버스입니다. 버스에 대한 요구 사항을 개발할 때 서로 연결된 요소 간의 큰 차이를 고려해야 합니다. MOST 시스템의 세 번째 요소는 통신 시스템입니다. 여기에는 광섬유 송신기(FOT)를 MOST 프로세서에 연결하고 광섬유를 FOT에 연결하고 각 장치의 커넥터, 슬리브 및 도광선 자체를 연결하는 작업이 포함됩니다. MOST 시스템의 통신 시스템의 주요 요소는 그림 3에 나와 있습니다.

도광선에 장치 바인딩

조명 가이드 라인에 고정 장치를 연결하기 위해 Tyco Electronics AMP는 새로운 요소를 삽입할 수 있는 제품을 개발합니다. 4개 및 25개의 도광선용 커넥터가 있으며 특수한 모양으로 인해 "피그테일"로 지정됩니다(그림 XNUMX). 광 커넥터를 전기 광학 변환기를 사용하여 연결 요소에서 분리한 이유는 전자기 영향에 대한 보다 효과적인 보호 가능성, 전송 및 수신 요소의 호환성, 광학 표면의 보다 효과적인 보호 가능성 때문이었습니다. 특수한 경우에는 기존 장치와 조정되는 "Pigtail" 일체형 요소를 판매할 수 있습니다. 컴팩트하고 상호 교환이 가능합니다. MOST 시스템 기능 모듈의 송수신 요소는 CMOS 칩과 하나의 고속 PIN 다이오드로 구성됩니다. 이러한 요소의 전송 속도는 XNUMXMbps에 달할 수 있습니다.

통신 시스템 구성 요소 MOST 시스템
쌀. 3 MOST 시스템의 통신 시스템 구성 요소 a) 라이트 가이드 커넥터 1, 2 b) 표준 모듈 3, 4, 5 c) 라이트 가이드 라인

표준 모듈

장치를 MOST 버스에 바인딩하기 위해 5개 또는 2개의 광 커넥터와 4개, 12개 또는 20개의 전기 접점이 있는 완전한 범위의 모듈(그림 40)이 있습니다. 모든 구성 요소는 MOST 컨소시엄에서 설정한 요구 사항을 준수하며 적절한 광학, 전기 및 기계적 매개변수를 가집니다.


그림 4. XNUMX개 및 XNUMX개의 라이트 가이드 라인용 "피그테일" 커넥터


그림 5. 모듈: a) 광 커넥터 2개 및 전기 접점 20개 b) 광 커넥터 4개 및 전기 접점 40개

테스트 결과 광학 표면과 장치 및 케이블 커넥터를 잘 보호할 수 있음이 확인되었습니다.

커플링

케이블 하네스 통신 및 서비스 목적을 위해 새로운 장치를 MOST 버스에 연결하려면 광 커플러가 필요합니다. 커플링의 단극 및 XNUMX극 변형이 개발되었습니다. MOST Consortium 지침에 따라 위에서 설명한 모듈의 바이폴라 커넥터와 호환됩니다.

도광선

이전 D2B 시스템의 테스트를 기반으로 MOST 버스용으로 새로운 광섬유가 개발되었습니다. 탄성이 좋고 화재, 압력에 강하고 투명도가 변하지 않습니다. 특수 내부 피복은 우수한 기계적 및 광학적 특성을 보장하고 쉬운 가공성을 보장합니다. 최신 인공 라이트 가이드 라인의 작동 온도 범위는 -40 ~ +85C이며 광학 손실은 0.2dB/m입니다. 반경 25mm의 굽힘이 허용됩니다. 15mm의 굽힘 반경에서 감쇠가 약간 증가합니다. AMP MOST 시스템 커넥터에 대한 자세한 내용은 tycoelectronics.com을 방문하거나 기술 자문 센터(amp@pit.spb.ru)로 문의하십시오.

문학

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

저자: 페트라코프 발레리; 발행: radioradar.net

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