Performances robustes, petite taille
Vous trouverez ci-dessous 5 étapes que les ingénieurs doivent prendre en compte lors du processus de sélection d’une solution de connectivité à fibre optique robuste.
Pour choisir le bon connecteur, il faut tout d’abord comprendre les cinq étapes de sélection d’un connecteur fibre optique robuste. La première étape concerne la différenciation entre le contact physique et la technologie à faisceau expansé. La deuxième étape concerne la densité de signal exigée par l’application. Différentes solutions sont disponibles pour répondre aux besoins de densité plus élevée, en particulier à l’intérieur de la boîte pour les systèmes embarqués VPX. La troisième étape consiste à choisir les bonnes terminaisons afin de minimiser la perte par insertion (IL) et la réflexion arrière. La quatrième étape concerne les matériaux, les facteurs de forme et les tailles de connecteurs les mieux adaptés à l’application. La cinquième étape consiste enfin à choisir la meilleure option de câble. Encore une fois, diverses options sont disponibles en fonction de l’application et de si les câbles sont acheminés dans un boîtier ou entre des boîtiers ou des appareils actifs dans des espaces limités.
1. Comprendre votre cible
ainsi que les compromis technologiques nécessaires pour y parvenir
Comme pour tout projet d’électronique, les types de composants sélectionnés dépendent des critères de performances nécessaires. Il n’existe pas de solution unique parfaitement adaptée à toutes les situations. Il est donc important de comprendre les compromis entre les différentes technologies pour atteindre votre objectif de performances.
Les connecteurs fibre optique s’emploient pour associer une source lumineuse, un récepteur et d’autres composants à un câble optique. Les nombreux types de connecteurs à fibre optique utilisent tous généralement l’une des deux technologies de connexion : la technologie à contact physique (PC) qui joint physiquement les deux extrémités des fibres optiques ou la technologie à faisceau expansé (EB) qui utilise des lentilles à l’extrémité des fibres pour étendre et recentrer la lumière dans un petit trou d’air dans la voie optique
Pour choisir entre ces deux types, il convient de tenir compte des variables environnementales (telles que l’exposition à l’eau, à la poussière et aux vibrations), des terminaisons (par rapport à la perte par insertion, à la perte de retour, au désalignement et à l’angularité), de la maintenance (en ce qui concerne les réparations), de la facilité de nettoyage et de l’usure, ainsi que des limitations de câble telles que les rayons de courbure et la plage de longueurs d’onde. Il est essentiel de bien connaître votre environnement d’exploitation et votre budget d’alimentation du signal pour le choix des connecteurs. La technologie de connecteur fibre optique PC excelle en matière de minimisation des pertes d’insertion (IL) et des pertes de retour (RL) tout en optimisant la plage de longueurs d’onde. Par contre, les connecteurs EB sont plus tolérants en cas de désalignement, de vibrations, de poussière et d’usure, car le petit espace creux dans la voie optique élimine le besoin de maintenir un contact physique immaculé.
2. N’omettez pas
les exigences de densité.
Les exigences de densité de signal de l’application jouent également un rôle important. À l’heure actuelle, une densité élevée est généralement recherchée, surtout à l’intérieur du boîtier pour les systèmes embarqués VPX. Pour 110 entre boîtiers, il y a de la demande pour la haute densité via de petits connecteurs 38999. Les fibres et les contacts uniques peuvent de moins en moins être utilisés, en raison de l’absence d’espace pour les agréger afin de créer plusieurs chemins. Il serait aussi possible de les regrouper en une nappe terminée par une virole multifibre, plus connue sous le nom de connecteur à virole de transfert mécanique (MT).
Dans le monde commercial des communications de données et de la fibre optique, les viroles de transfert mécanique fournissent des interconnexions à très haute densité qui peuvent accueillir de 12 à 96 fibres dans une virole compacte et légère. Les viroles MT déployées dans des applications VPX dans des environnements difficiles comportent généralement 12 ou 24 fibres, ce qui donne jusqu’à 48 chemins de fibre dans un demi-module VPX. Il existe également des connecteurs à faisceau expansé basés sur la série III MIL DTL-38999 qui fournissent un mécanisme de couplage antivibration autobloquant pour un maximum de 96 canaux optiques. Avec ces solutions, vous pouvez obtenir le meilleur des deux mondes : une densité de signal élevée et des performances dans des environnements difficiles.
3. Connaître les tenants et les aboutissants
des terminaisons
La façon dont le connecteur est terminé est importante pour réduire la perte par insertion (IL) et la réflexion arrière. Pour les connecteurs fibre optique de type PC, deux approches de polissage de base peuvent être utilisées. Les surfaces planes polies pour PC et les contacts ultra-physiques (UPC) sont généralement acceptables pour le débit optique numérique. Mais pour les applications de détection optique, telles que la détection et la télémétrie par la lumière (LiDAR) et les applications de radiofréquence (RF) sur fibre, il convient de minimiser la perte de retour (RL). Dans ces cas, des viroles polies en angle (APC) s’avèrent nécessaires.
Pour les connecteurs LB, l’absence de contact physique réduit les forces d’insertion. Étant donné que la force de ressort requise est plus faible ou nulle, les connecteurs LB maintiennent une IL constante sur plusieurs cycles de raccordement. Ils offrent également une robustesse accrue dans les environnements difficiles et sales, mais à un coût plus élevé. En effet, avec les connecteurs LB, les sous-composants et la céramique doivent être combinés avec des procédures de terminaison et de polissage appropriées. Les contacts impliquent également des lentilles, ce qui augmente le coût. Cependant, avec une construction correcte, les connexions LB peuvent produire des valeurs IL constantes inférieures à 1 dB.
Les mêmes règles de polissage/performances s’appliquent aux viroles MT, qui sont moulées en configurations plates (généralement pour la fibre multimode) ou APC (généralement pour la fibre monomode). La principale différence réside dans le changement d’accessoires de polissage pour les terminaisons. Comme les MT à lentille (EB) ont généralement la lentille moulée dans la virole, aucune étape de polissage n’est nécessaire, mais la fibre de la nappe doit être fendue avec précision.
4. Comprendre les connecteurs
leurs matériaux, leurs facteurs de forme et leurs tailles
La virole, le tube rigide utilisé pour protéger et aligner l’extrémité d’une fibre, est un composant très important. Les viroles à fibre optique peuvent être fabriquées en céramique, en métal ou en matériaux composites. Généralement, les viroles pour connecteurs PC sont en céramique ou en matériaux métalliques. Chaque matériau a ses avantages et ses inconvénients. Les viroles en céramique ou en métal sont généralement utilisées pour des applications en milieu difficile.
Elles sont maintenues par des inserts, qui sont également disponibles dans une gamme de matériaux métalliques, composites et polymères. Les compromis concernent généralement un poids inférieur par rapport à une durabilité accrue, à la compatibilité des matériaux avec divers fluides et, dans certains cas, à la nécessité d’incorporer des joints sur la face des inserts.
Différents facteurs de forme de connecteur sont disponibles, à savoir les styles rectangulaires et circulaires D38999 avec des boîtiers, des inserts, et des composants métalliques et composites. En règle générale, les boîtiers et autres composants utilisés sont les mêmes qu’avec les versions en cuivre. Cependant, les inserts sont spécifiques des contacts à fibre optique ou, dans certains cas, des contacts hybrides (cuivre et fibre optique). Ces derniers ne sont généralement utilisés que dans les applications à faibles nombre de raccordement, car les oxydes de cuivre peuvent contaminer les terminaisons de fibre optique.
5. Enveloppez votre esprit
de nouvelles options de câblage
Un câble optique comporte cinq composants principaux : noyau, gaine optique, revêtement, fibres de renforcement et gaine de câble. Les considérations de câblage diffèrent selon l’acheminement des câbles dans un boîtier ou entre boîtiers ou dispositifs actifs dans des espaces limités.
Comme indiqué plus haut, plusieurs câbles en nappe multifibre peuvent accueillir plusieurs chemins. De plus, le câble en nappe peut être divisé en contacts individuels. C’est souvent le cas entre les viroles MT du fond de panier VPX et le connecteur du boîtier d’E/S dans les cas où le trafic est acheminé vers plusieurs emplacements ou points d’extrémité.
Les assemblages de circuits optiques flexibles (FCA) sont une version sophistiquée des câbles en nappe plats et flexibles (FFC). Ils sont composés de centaines, voire de milliers, de fibres individuelles positionnées avec précision sur un seul substrat robuste. Ils offrent une solution de gestion multifibre pour les encapsulations électroniques haute vitesse. Les avantages du FFC incluent :
• une personnalisation complète pour les applications de carte-à-carte et de fond de panier, comme par exemple une application de défense qui utilise actuellement un FCA de 3 000 chemins ;
• des fibres robustes avec encapsulation à couche mince pour une meilleure protection dans les environnements difficiles de l’aérospatiale, des avions militaires et commerciaux, et des systèmes de défense ;
• la polyvalence de l’utilisation de croisements pour réduire les contraintes lors de l’ajustement de dispositions de routage complexes ;
• des vitesses élevées au niveau du fond de panier entre deux cartes de processeur avec toutes les E/S provenant d’un émetteur-récepteur parallèle via le FFC fonctionnant aussi rapidement qu’un fond de panier. En outre, de nouveaux ensembles de matériaux deviennent disponibles pour gérer les applications spatiales ainsi que les applications traditionnelles de l’aérospatiale et de la défense (A et D) avec des exigences strictes en matière de durcissement par rayonnement et de composés organiques volatils. Pour plus d’informations sur les connecteurs fibre robustes pour les environnements difficiles, visitez la boutique en ligne de TE Connectivity
