Cobre e fibra coexistem no setor aeroespacial comercial

O aumento das taxas de dados exige que os projetistas considerem a fibra óptica como uma forma de fornecer protocolos de alta velocidade em distâncias mais longas. Um cabo óptico tem três benefícios principais:

• Tamanho e peso pequenos. Embora as comparações de fibra para cobre dependam de configurações de cabos específicas, considere cabos de linha de base “genéricos”: um cabo de fibra óptica duplex oferece aproximadamente 25% de economia de espaço e 50% de economia de peso em relação a um cabo blindado de PVC Cat 5e.
• Imunidade à EMI. Como as fibras ópticas são inerentemente imunes a ruídos elétricos – não recebem nem irradiam energia – elas podem ser aplicadas sem preocupação indevida com o controle de EMI. A necessidade potencial de blindar os cabos de cobre apenas aumenta o tamanho e o peso.
• Maiores distâncias de transmissão. Embora muitas distâncias de interconexão em aeronaves sejam relativamente curtas, as cabines de passageiros em aeronaves comerciais podem apresentar desafios de ponta a ponta para cabos de cobre.
  
  

Permanece a percepção de que a tecnologia óptica é mais difícil de usar e manter, especialmente na terminação da fibra com um conector. A nova tecnologia inclui cabo de fibra aprimorado para aviação comercial e militar – tanto para o próprio cabo de fibra quanto para conectores – que facilitam a limpeza e a manutenção. Os contatos ARINC 801, por exemplo, possuem luvas de acoplamento removíveis, enquanto a tecnologia de feixe expandido protege o núcleo da fibra por trás dos “óculos de segurança” e é definida nos padrões ARINC e SAE AS3.

Outro mito sobre a fibra óptica é a falta de robustez. A falta ocasional de sucesso na aplicação de transceptores comerciais é vista como evidência da inadequação da fibra em aplicações de alta vibração e ampla faixa de temperatura. Isso ignora a disponibilidade de transceptores robustos projetados para ambientes aeroespaciais. 

Da mesma forma, as interfaces do conector oferecem desempenho robusto. Existem três terminais principais usados com fibras ópticas: virolas :cerâmicas, terminais de feixe expandido e virolas de multifibras MT. Como uma indicação de robustez, todos foram padronizados nas especificações VITA 66.x para fornecer conectividade óptica em aplicações de computação embutidas de VPX e nos padrões da indústria ARINC 801 e. SAE AS3.

Além disso, como a extremidade da virola é fechada e protegida atrás da lente, a fibra nunca precisará de limpeza. Apenas a superfície externa exposta da lente pode ser contaminada, mas é facilmente limpa. Como o tamanho do feixe se expande bastante pela interface mecânica, o sinal não se deteriora por contaminação no ar (por exemplo, uma partícula de poeira de 10 µm) que pode degradar seriamente o desempenho das virolas de conexão. A maior perda de inserção de um conector EB é frequentemente superada pelo desempenho confiável e consistente do EB ao longo da vida.

Os conectores EB originais foram construídos especificamente usando uma interface hermafrodita ou uma inserção para conectores militares padrão. Mais recentemente, o conceito de feixe expandido foi adaptado para um contato de tamanho 16 que pode ser usado em uma cavidade de conector D38999 Série III ou EN4165/ARINC 809 aceitando contatos de tamanho 16 AS39029. Com a ampla variedade de inserções disponíveis para conectores militares (e comerciais), fica fácil misturar e combinar sinais elétricos, de energia e ópticos - e até mesmo usar terminais EB e PC no mesmo conector.

Apesar das vantagens aparentemente esmagadoras das fibras ópticas, os cabos de cobre não vão desaparecer tão cedo. Capa de cabo reticulada avançada e materiais de isolamento reduzem o tamanho e o peso dos cabos de cobre, enquanto os avanços nas técnicas de modulação e na construção de cabos permitem que eles suportem dados de alta velocidade em distâncias de até 100 metros.

À medida que as velocidades de E/S aumentam, questões de integridade de sinal e orçamento de energia criam novos desafios. Simplificando, os sinais de alta velocidade são mais difíceis de gerenciar do que os sinais de baixa velocidade. Quando mais alta for a velocidade de interconexão, mais difícil será gerenciar a perda de retorno, perda de inserção, diafonia e fatores semelhantes que podem degradar os sinais. Embora um sistema de cabeamento ideal não tenha conexões intermediárias entre as caixas, a necessidade real de quebras de produção e modularidade exige conectores no caminho.

Para resolver essa lacuna na conectividade rápida de cobre, a TE Connectivity (TE) introduziu recentemente três famílias de produtos CeeLok capazes de desempenho de 10 Gb/s, cada uma oferecendo vantagens específicas para designers em desempenho e tamanho.

Os conectores CeeLok FAS-X da TE usam um método inovador para manter a continuidade da blindagem através do conector. Como resultado, os conectores podem ser concatenados várias vezes sem prejudicar o desempenho. O conector é um pouco maior que os outros dois discutidos aqui, mas tem a maior integridade de sinal, enquanto ainda oferece reparabilidade em campo. Os conectores suportam um único canal Ethernet 10G em uma cápsula tamanho 11 ou quatro canais em uma cápsula tamanho 25.

Os conectores CeeLok FAS-T são menores – um conector de oito posições em uma cápsula de tamanho 8. O padrão de contato em forma de T do conector fornece cancelamento de ruído e desacoplamento para minimizar a diafonia e aumentar a integridade do sinal. O backshell é integrado ao corpo do plugue para ajudar a fornecer baixo perfil, baixo custo, alívio de tensão de baixo peso e proteção contra EMI. O conector é terminável e reparável em campo.

Os conectores CeeLok FAS-T Nano usam o mesmo padrão de contato em forma de T em um tamanho nanominiatura – os plugues têm apenas 0,3 polegadas de diâmetro, com opção de acoplamento roscado ou de encaixe. Ao contrário dos conectores CeeLok FAS-T maiores, a versão nano é cabeada de fábrica em vez de ser terminável em campo. Os conectores são baseados nos conectores nanominiatura NANONICS bem estabelecidos, mas com uma inserção projetada para altas velocidades.