Автоунаа өнөр жайынын тез өнүгүшү менен, автомобиль электрондук системаларынын татаалдыгы тынымсыз өсүп, байланыш системаларына болгон талаптар барган сайын катаал болуп баратат. Була-оптикалык аппараттар, өнүккөн сигнал берүү алып жүрүүчү катары, автомобиль өнөр жайында көбүрөөк жана көбүрөөк колдонулат. Жогорку ылдамдык, жогорку ишенимдүүлүк, аз жоготуу жана электромагниттик тоскоолдуктарга туруктуулук артыкчылыктары менен була-оптика акырындык менен автотранспорттогу маалыматтарды берүүнүн жолун өзгөртүп, автомобиль байланышы тармагында зор колдонуу потенциалын көрсөтүүдө. Бул макалада була-оптикалык жиптердин негизги мүнөздөмөлөрү жана алардын автомобилдерде колдонулушу, алардын артыкчылыктары жана өнүгүү перспективалары каралат.
Автоунаа технологияларынын интеллектинин жана байланышынын өсүшү менен байланышка жана маалыматтарды берүүгө суроо-талап өсүп жатат, бул унаа ичиндеги электрондук байланыш системаларынын коопсуздугун жана туруктуулугун изилдөөнүн негизги багыты болуп саналат. Була-оптикалык байланыш технологиясы, өнүккөн байланыш технологиясы катары, унаадагы электрондук байланыш системаларын өнүктүрүү үчүн жаңы идеяларды берет. Бул макалада була-оптикалык байланыш технологиясынын мүнөздөмөлөрү талданат, анын келечектеги автомобильдерде колдонулушу ар түрдүү көз караштардан каралат, анын артыкчылыктары изилденет жана өнүгүү тенденциялары болжолдонууда.

1.Техникалык серептөө була-оптикалык жабдыктар

Була-оптикалык кабелдер жарык толкундарын алып жүрүүчү катары жана оптикалык булаларды өткөрүү чөйрөсү катары колдонуп, жогорку ылдамдык, жогорку ишенимдүүлүк, аз жоготуу жана электромагниттик тоскоолдуктарга туруктуулук сыяктуу артыкчылыктарды сунуштайт. Алардын өткөрүү ылдамдыгы салттуу жез зымдарынан же коаксиалдык кабелдерден алда канча жогору, бул унаа ичиндеги системалардын жогорку көлөмдөгү, реалдуу убакыт байланыш талаптарына жооп берет. Була-оптикалык байланыш шилтемеси, биринчи кезекте, жогорку ылдамдыктагы сигнал берүү жетүү үчүн оптикалык туташтыргычтар жана була-оптикалык алып жүрүүчүлөр турат.
①Була-оптикалык туташтыргыч
Оптикалык була туташтыргычтар оптикалык булалардын ортосундагы кыймылдуу байланыштарды камсыз кылган пассивдүү оптикалык түзүлүштөр. Алар негизинен буланы бекемдөөдөн, буланы тегиздөөдөн, ийкемдүү жупташуудан, туташтыргычты бекитүүдөн, кабелди бекитүүдөн, феррулдун айлануусуна каршы жана кабелдик буферлөөдөн турат (1-сүрөттү караңыз). Була-оптикалык туташтыргычтар, адатта, була тегиздөө үчүн керамикалык феррулдарды жана керамикалык жеңдерди колдонушат, пружиналар феррулдун учтарынын ийкемдүү жупталышын камсыз кылат. Жупташуу алдында пружина алдын-ала кысылган абалда болот, бул феррулдун бекитүү күчүнөн жылышына жол бербейт. Жупташуу учурунда феррулдун артка тартылышы экинчилик кысуу жаратып, пружинага пружинанын күчүн кайтарып берип, жупташуу процессинде эки жупташкан феррулдун байланышта болушун жана бирге басылышын камсыздайт.

②Оптикалык була өткөргүч
Оптикалык була цилиндр формасында жана негизинен өзөктөн, каптамадан жана каптоодон турат (2-сүрөттү караңыз). Оптикалык булалардын берүү принциби толук ички чагылуу кубулушун колдонот. Башкача айтканда, жарык оптикалык тыгызыраак чөйрөдөн (салыштырмалуу жогорку сынуу көрсөткүчү бар) оптикалык азыраак тыгыз чөйрөгө (салыштырмалуу төмөн сынуу көрсөткүчү менен) түшкөндө, эгерде түшүү бурчу жалпы ички чагылуу үчүн критикалык бурчтан чоң болсо, жарык сынбай калат, бирок ошол оптикалык чөйрөгө толугу менен кайра чагылышы мүмкүн. агып кетүү.

Оптикалык була төмөнкүдөй мүнөздөмөлөргө ээ:
(1) Жогорку берүү ылдамдыгы, алыскы аралык жана жогорку мазмуну: Оптикалык була өтө жогорку берүү ылдамдыгына ээ, алыс аралыктарга маалыматтарды өткөрө алат жана ошол эле учурда чоң көлөмдөгү маалыматтарды өткөрө алат.
(2) Электромагниттик тоскоолдуктар таасир этпейт: Оптикалык була оптикалык сигналдарды өткөрөт жана электромагниттик толкундар таасир этпейт, андыктан сигналдын сапаты туруктуураак.
(3) Wide өткөрүү жөндөмдүүлүгү: Оптикалык була жогорку ылдамдыктагы маалыматтарды берүүнү колдоого ала турган өтө кенен өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө ээ.
(4) Төмөн жоготуу: Оптикалык була берүүнүн жоготуусу өтө төмөн жана теориялык жактан ал сигналдын сапатын жоготпостон жүздөгөн километрди же андан да көп аралыктарды өткөрө алат.
(5) Жогорку коопсуздук: Оптикалык була берүү электромагниттик нурланууну жаратпайт жана тышкы электромагниттик толкундар аркылуу тыңшоого болбойт, андыктан ал маалымат коопсуздугунун жогорку талаптары бар кээ бир сценарийлер үчүн ылайыктуу.
(6) Чакан өлчөмү жана жеңил салмагы: Салттуу жез кабелдерине салыштырмалуу, оптикалык була кичирээк жана жеңилирээк, аны жайылтуу жана тейлөө оңой. Бул артыкчылык ири байланыш түйүндөрүндө дагы ачык көрүнүп турат.

2.Advanages акылдуу унаа колдонмолордо була-оптикалык жабдыктар

Жез зымдарынын өткөрүү ылдамдыгы 10 ГБ/сек же андан көп жеткенде, ылдамдык талаптарын канааттандыруу үчүн коюураак жез зымдар керек болот. Бирок, автомобиль макетинин чөйрөсүндө, жез зымдарынын калыңдашы унаанын салмагынын жана унаанын наркынын өсүшүнө алып келет, бул унаанын жогорку ылдамдыктагы жана аз салмактагы жайгашуу чөйрөсүнүн талаптарына жооп бере албайт. Була-оптикалык кабель технологиясы байланыштын сапатын жана ишенимдүүлүгүн кыйла жакшыртат жана кошумча салмак кошпостон электромагниттик тоскоолдуктарды азайтат, ошентип унаанын коопсуздугун жана туруктуулугун жакшыртат.
(1) Була-оптикалык кабелдин өткөрүү ылдамдыгы салттуу жез зымдарына же коаксиалдык кабелдерге караганда бир топ жогору. Ал секундасына миллиондогон мегабайт маалыматтарды өткөрүп бере алат, бул чоң маалымат көлөмү жана реалдуу убакыт режиминде иштөө үчүн заманбап унаалардын байланыш муктаждыктарын канааттандыра алат. Салттуу жез зым тармактарынын эң жогорку ылдамдыгы 10 ГБ/с жетиши мүмкүн, бул жогорку ылдамдыктагы берүүнүн талаптарына жооп берүү кыйын.
(2) Оптикалык була берүү жоготуу өтө төмөн. Бир километрге жоготуу адатта 0,0035 дБ/мден аз болот, бул сигналдын узак аралыкка берүү учурунда жогорку сапатта сакталышын камсыздай алат. Ал эми салттуу жез зым тармактарынын берүү жоготуусу 0,5 дБ/м түзөт, бул узак аралыкка берүү учурунда чоң.
(3) Оптикалык була байланыш технологиясы салттуу жез зым менен салыштырганда электромагниттик тоскоолдуктарга олуттуу иммунитетке ээ болгон оптикалык булаларда сигналдарды өткөрүү үчүн жарык толкундарын колдонот.
(4) Салттуу металл зымдары менен салыштырганда, пластикалык оптикалык була (POF), автомобиль оптикалык буласынын бир түрү катары, унаанын салмагын кыйла азайтып, унаа экономикасын жакшыртат.

3. Автоунааларда була-оптикалык жабдыктарды колдонуу сценарийлери

Була-оптикалык аппараттар учурда медицина, байланыш, интернет жана өнөр жай тармактарында кеңири колдонулат. Бирок, аларды автомобиль тармагында колдонуу бир нече кыйынчылыктарга дуушар болот, анын ичинде негизги теориялык негиздер, техникалык спецификациялар жана стандарттар, түшүнүксүз тестирлөө стандарттары жана унаа колдонууда практикалык тажрыйбанын жоктугу.

①Жайгаштыруу аймактарында була-оптикалык кабель байламталарын колдонуу
Автоунааларда була-оптикалык жиптерди колдонуу башка тармактардагыдан айырмаланып турат жана колдонуу аймагынын экологиялык мүнөздөмөлөрү толугу менен эске алынышы керек. Мисалы, титирөө талаптары кыймылдаткыч жана шасси сыяктуу аймактарда тартылган; мотор отсеги жана астынкы араба сыяктуу аймактарда суу өткөрбөө жөндөмдүүлүгүн эске алуу керек; жана була-оптикалык өткөргүчтөрдүн жана бириктиргичтеринин жогорку температуралык аткаруу талаптары жогорку температуралуу аймактарда каралышы керек. Унаалардын ар кандай колдонуу чөйрөсүнө ылайык, бүт унаанын жайгашуу аймактары болжол менен нымдуу аймактарга, потенциалдуу нымдуу аймактарга жана кургак аймактарга бөлүнөт.
(1) Нымдуу аймактар ​​кадимки колдонуу сценарийинде зымдар менен туташтыргычтар суюктуктарга тийип калышы мүмкүн болгон жерлерди билдирет, мисалы, шасси жана мотор отсеги сыяктуу жүргүнчүлөр салонунан тышкаркы аймактардагы жип туташтыргычтар. Жаан-чачындуу же кар жааган аба ырайында бул жерлер кайсы бир деңгээлде, айдоо учурундабы же токтоп тургандабы, ар кандай суюктуктарга тийип калат.
(2) Потенциалдуу нымдуу аймактар деп, жамгырда эшиктер ачылганда, суу чөйчөктөрү төгүлгөндө, тоңуп калган буюмдар эрип кеткенде же конденсация тамчылаганда, жабдык туташтыргычтары суюктуктарга тийип калышы мүмкүн болгон аймактарды билдирет. Мисалы, салондун полу, эшиктин колтуктары, отургучтун беттери ж.б.
(3) Абсолюттук кургак зоналар электр өткөргүчтөрүнүн туташтыргычтары унаанын кадимки колдонуу сценарийинде суюктуктарга тийбей турган жерлерди билдирет, мисалы, приборлор тактасынын ички бөлүгү жана үстүнкү лайнердин ичи. Белгилеп кетсек, зымдарды өткөргүч туташтыргычтар үчүн суу өткөрбөйт, мөөр коюу талаптары нымдуу жерлерден, потенциалдуу нымдуу жерлерден кургак жерлерге чейин ырааттуу түрдө төмөндөйт.

②Була-оптикалык жипти колдонуу чечимдери
Автоунааларда була-оптикалык кабелдерди колдонуу электрдик көрсөткүчтөрдүн талаптарына жооп берүүдөн тышкары, көбүнчө механикалык аткаруу талаптарын канааттандырууну талап кылат. Оптикалык була кабелдеринин температуралык рейтингин, титирөө талаптарын жана суу өткөрбөө талаптарын эске алуу зарыл. Чечимдер төмөнкүдөй:
(1) Була-оптикалык кабелдер: Биринчиден, жылуулук таркатуучу дизайн жогорку температурага туруктуу материалдарды тандоо жана жалпы транспорт макетин оптималдаштыруу аркылуу жүзөгө ашырылат. Мисалы, силикон зым жана XLPE зым сыяктуу жогорку температурага туруктуу зым материалдары тандалып алынат. Бул материалдар жогорку температуралуу чөйрөдө изоляцияны сактай алат. Экинчиден, эки катмарлуу каптоо жана ультрафиолет менен айыктыруу технологиясы сыяктуу атайын процесстер колдонулат. Акыр-аягы, унаадагы макет оптималдаштырылган. Мисалы, электр өткөргүчтөрүнүн схемасы кыймылдаткычтын түтүктөрүнүн жолун жана жогорку температурадагы куюндун аймагынан качат. Көбүрөөк оптималдаштырылган макет жылуулук башкаруу аркылуу алынат.
Ошол эле учурда, жогорку температурага чыдамкай жылуулук жылуулоо ороп, ошондой эле унаа зымдары layout.For мисалы, жогорку температурага чыдамдуу алюминий фольга стекловолокно түтүк натыйжалуу транспорт жогорку температуралуу чөйрөдө була-оптикалык кабелдерди пайдаланууну камсыз кылуу жана карылык туруктуулугун жакшыртууга болот, була-оптикалык кабель сыртын ороп үчүн колдонулат.
Ошол эле учурда, була-оптикалык кабельдер нымдуу чөйрөдө колдонулушу мүмкүн экенин камсыз кылуу максатында, оптикалык кабель да натыйжалуу суу өткөрбөйт үчүн көп катмарлуу коргоочу түзүлүш менен иштелип чыккан болушу мүмкүн. Тактап айтканда, оптикалык кабелдин эң сырткы катмары, адатта, пластикалык кабык болуп саналат. Бул кабык механикалык коргоону гана камсыз кылбастан, ошондой эле белгилүү бир суу өткөрбөйт. Пластикалык кабыкчанын ичинде металл куртка бар, ал оптикалык кабелдин басымга туруктуулугун жана гидроизоляция мүмкүнчүлүктөрүн дагы жакшыртат. Металл күрмөнүн ичинде нымдуулуктун өтүшүнө каршы чечүүчү тосмо болуп, суу шишүүчү тосмо катмары бар. Эгерде ным кирип кетсе, тосмо катмар тездик менен кеңейип, кирүүчү жолду жаап, андан ары жайылышына жол бербейт. Кабель өзөгү да гидроизоляциялык чараларды камтыйт. Оптикалык була майга бекем оролгон жана ядронун ичиндеги башка компоненттер менен байланышкан. Бул май майлоочу гана эмес, андан да маанилүүсү, өзөктүн ичиндеги нымдуулукту сиңирип, бекитип, жипченин бузулушун алдын алат.
Бул көп катмарлуу коргоо түзүмү аркылуу оптикалык кабель байланыш сигналдарынын жылмакай берилишин камсыз кылуу, ар кандай катаал чөйрөдө була кургактыгын жана туруктуулугун сактай алат. Мисалы, Yangtze Optical Fiber and Cable тарабынан чыгарылган автомобилдик оптикалык жиптин эритмесиндеги кварц мультимодулуу була ийилүү (радиусу 10 мм), тартылуу күчү (150 Н), температуранын мүнөздөмөлөрү (-40 ℃ ~ 125 ℃), карылык (125 ℃ ~ 125 ℃), карылык (125 ℃ ) жана 330 бр.
(2) Була-оптикалык туташтыргычтар: була-оптикалык туташтыргычтардын температурага туруктуулугун жогорулатуунун негизги ыкмалары жылуулук таркатуучу түзүлүштөрдү долбоорлоо жана жогорку температурага туруктуу материалдарды тандоону камтыйт. акылга сыярлык жылуулук таркатуучу дизайн жана жогорку температурага туруктуу материалдарды колдонуу аркылуу, жогорку температуралуу чөйрөдө була-оптикалык туташтыргычтардын аткарууну жана иштөө мөөнөтүн натыйжалуу жакшыртууга болот. Биринчиден, жылуулук таркатуучу түзүмүн долбоорлоо була-оптикалык бириктиргичтеринин температурага туруктуулугун жогорулатуу үчүн негизги болуп саналат. Була-оптикалык туташтыргычтар иштөө учурунда жылуулукту жаратат; акылга сыярлык жылуулук диссипация дизайны туташтыргычтын температурасын төмөндөтүүгө жана анын туруктуу иштешин камсыз кылууга жардам берет.

Бул жерде конкреттүү ыкмалары болуп саналат:
① Жылуулукту өткөрүп берүү жана жылуулукту таркатууга жардам берүү үчүн металл компоненттерин резервге коюңуз.
② Жылуулук таркатуучу канаттарды долбоорлоңуз: Аба менен жакшыраак байланышуу жана желдеткичтер же табигый шамал аркылуу жылуулукту таркатууга мүмкүнчүлүк берүү үчүн, коннектордун кабыгына жылуулук таркатуучу канаттарды кошуңуз.
③ Металл кабыкчасын колдонуңуз: Жылуулук таркатуунун эффективдүүлүгүн жогорулатуу үчүн жакшыраак жылуулук таркатуучу металл материалдарды колдонуңуз. Экинчиден, жогорку температурага туруктуу материалдарды тандоо да була-оптикалык туташтыргычтардын температурага туруктуулугун жогорулатуу үчүн абдан маанилүү болуп саналат.
Жөнөкөй материалдар жогорку температуралуу чөйрөдө картаюуга же деформацияга жакын, ал эми жогорку температурага туруктуу материалдар жогорку температуранын таасирине жакшыраак туруштук бере алат.
① Жогорку сапаттагы инженердик пластмассалар: Туташтыргычтын кабыгын жана ички түзүлүшүн куруу үчүн орто жана төмөнкү температурага туруктуу жогорку сапаттагы инженердик пластиктерди колдонуңуз, жалпы температурага туруктуулукту жакшыртыңыз.
② Атайын эритме материалдар: туташтыргычтын негизги компоненттерин куруу үчүн атайын эритме материалдарды колдонуңуз, алардын жогорку температурага туруктуулугун жана деформацияга туруктуулугун жогорулатыңыз. Мисалы, Lytas Optics байланышсыз оптикалык туташтыргычтарды сунуштайт, аларда салттуу оптикалык туташтыргычтарга салыштырмалуу жогорку жупталуу кайталануучулугун, жупталуу мөөнөтүн узартууну, жупташуу жоготууларын жана чаңга сезгичтигин төмөндөтөт.
③ Жылуулук кичирейтүү түтүгүн гидроизоляциялоо үчүн колдонсо болот: Туташтырылган жерге жылуулук менен кичирейүүчү түтүктү колдонуңуз жана түтүктү кичирейтүү үчүн жылуулук менен кичирейүүчү түтүк жылыткычын колдонуңуз. Жылуулук кичирейтүү түтүктөрүнүн милдети оптикалык булаларды коргоо жана нымдуулук менен булгоочу заттардын кирүүсүнө жол бербөө болуп саналат. Жылуулук кичирейтүү түтүгү туташтыргычка жана оптикалык булага боштуктары жок бекем орнотулгандыгын текшериңиз. Туташтыргычтын суу өткөрбөөчүлүгүн жогорулатуу үчүн жылуулук кичирейтүү түтүгүнүн сыртына тиешелүү өлчөмдөгү герметикти сүйкөңүз. Герметиктин тегиз колдонулушун жана бардык мүмкүн болгон боштуктарды жана тешикчелерди толтургандыгын текшериңиз, герметик кургап, катуулашын күтүңүз, андан кийин герметикалоо процедурасын жүргүзүңүз. (3) Жогорку ылдамдыктагы туташуу оптикалык була аркылуу ишке ашат жана электрдик туташуу порту сенсорду иштетүү үчүн жооптуу. Жыйынтыктап айтканда, оптикалык була байланыш технологиясы транспорттук байланыш системаларында кеңири колдонуу келечегине жана чоң потенциалга ээ. Келечекте, оптикалык була байланыш технологиясы өзүнүн уникалдуу артыкчылыктарын пайдаланууну улантат жана транспорттук электрондук байланыш системаларын өнүктүрүү үчүн күчтүү колдоо көрсөтөт. Ошол эле учурда, технологиянын тынымсыз прогресси жана инновациялары жана масштабдын тынымсыз өркүндөтүлүшү менен, транспорттук колдонмолордо оптикалык була байланышынын баасы дагы төмөндөйт, чечимдер жетилген болуп калат жана интеллектуалдык унааларды өнүктүрүүдө жогорку ылдамдыктагы байланыш муктаждыктарын чечүү үчүн артыкчылыктуу чечим болуп калат.

4. Корутунду

Акылдуу унаалардын өнүгүшү жогорку ылдамдыкты, аз жоготууларды жана күчтүү тоскоолдуктарга туруштук берүүнү талап кылган байланыш системаларына талаптарды коёт. Автомобиль жез зымдарына салыштырмалуу була-оптикалык байланыш зымдары бир нече артыкчылыктарды сунуштайт. Бул кагаз була-оптикалык байламталардын колдонуу сценарийлерин жана тиешелүү чечимдерди кыскача талдайт. Акылдуу унаалардын өнүгүшү менен автомобиль була-оптикасы автоунааларда кеңири колдонулат.
(Булак: [1] Automotive Knowledge. 2024, 24 (11), Author: Jian Zhongjian, Liu Zhiqiang, Wang Dengke. GAC Group Automotive Engineering Research Institute
[2] Электр зымдары Кытай. 2026, 5)