Бо рушди босуръати саноати автомобилсозӣ, мураккабии системаҳои электронии автомобилӣ мунтазам меафзояд ва талабот ба системаҳои алоқа торафт сахттар мешавад. Таҷҳизоти нахи оптикӣ, ҳамчун як интиқолдиҳандаи пешрафтаи интиқоли сигнал, дар саноати автомобилсозӣ торафт васеътар истифода мешаванд. Оптикаи нахи бо бартариҳои худ суръати баланд, эътимоднокии баланд, талафоти кам ва муқовимат ба дахолати электромагнитӣ, тадриҷан тарзи интиқоли маълумотро дар автомобилҳо тағир дода, потенсиали бузурги татбиқиро дар соҳаи алоқаи автомобилӣ нишон медиҳад. Дар ин мақола хусусиятҳои асосии фишурдаҳои нахи оптикӣ ва татбиқи онҳо дар автомобилҳо, таҳлили афзалиятҳо ва дурнамои рушди онҳо баррасӣ мешаванд.
Бо афзоиши зеҳнӣ ва пайвастагии технологияи автомобилӣ, талабот ба иртибот ва интиқоли додаҳо афзоиш ёфта, амният ва устувории системаҳои электронии алоқаи дохилии мошинро ба як самти асосии тадқиқот табдил медиҳад. Технологияи алоқаи нахи оптикӣ, ҳамчун технологияи пешрафтаи коммуникатсионӣ, идеяҳои навро барои рушди системаҳои алоқаи электронии дохили мошин таъмин мекунад. Ин мақола хусусиятҳои технологияи алоқаи нахи оптикиро таҳлил мекунад, татбиқи онро дар автомобилҳои оянда аз нуқтаи назари гуногун баррасӣ мекунад, бартариҳои онро меомӯзад ва тамоюлҳои рушди онро пешгӯӣ мекунад.

1.Тафсири техникии нахи оптикӣ

Кабелҳои нахи оптикӣ мавҷҳои рӯшноиро ҳамчун интиқолдиҳанда ва нахҳои оптикиро ҳамчун воситаи интиқол истифода мебаранд, ки бартариҳоро ба монанди суръати баланд, эътимоднокии баланд, талафоти кам ва муқовимат ба дахолати электромагнитӣ пешниҳод мекунанд. Суръати интиқоли онҳо аз симҳои анъанавии мисӣ ё кабелҳои коаксиалӣ хеле баландтар аст, ки ба талаботи ҳаҷми баланд ва муоширати воқеии системаҳои дохили мошин ҷавобгӯ аст. Пайванди алоқаи нахи оптикӣ асосан аз пайвасткунакҳои оптикӣ ва нахи оптикӣ барои ноил шудан ба интиқоли сигнали баландсуръат иборат аст.
①Пайвасткунаки нахи оптикӣ
Пайвасткунакҳои нахи оптикӣ дастгоҳҳои оптикии ғайрифаъол мебошанд, ки пайвастҳои манқулро байни нахҳои оптикӣ фароҳам меоранд. Онҳо асосан аз таҳкими нах, ҳамоҳангсозии нах, ҷуфткунии чандир, қулфи пайвасткунак, фикси кабелӣ, зидди гардиши феррул ва буферии кабел иборатанд (ниг. Расми 1). Пайвасткунакҳои нахи оптикӣ маъмулан феррулҳои сафолӣ ва остинҳои сафолиро барои ҳамоҳангсозии нах истифода мебаранд, бо пружинаҳо ҷуфтшавии чандири ақсои феррулро таъмин мекунанд. Пеш аз ҷуфтшавӣ, пружина дар ҳолати қаблан фишурдашуда қарор дорад, ки аз сабаби қувваи басташавӣ ҳаракати феррулро пешгирӣ мекунад. Ҳангоми ҷуфтшавӣ, бозгашти феррул фишурдани дуюмдараҷаро ба вуҷуд оварда, қувваи пружинаро ба феррул бармегардонад ва кафолат медиҳад, ки ду феррулҳои ҷуфтшуда дар тамоми раванди ҷуфтшавӣ дар тамос боқӣ мемонанд ва ба ҳам фишор меоранд.

②Барандаи нахи оптикӣ
Нахҳои оптикӣ силиндрӣ буда, асосан аз ядро, пӯшиш ва рӯйпӯш иборатанд (ниг. Расми 2). Принсипи интиқоли нахҳои оптикӣ падидаи инъикоси умумии дохилиро истифода мебарад. Яъне, вақте ки рӯшноӣ аз муҳити аз ҷиҳати оптикӣ зичтар (бо шохиси шикастани нисбатан баланд) ба муҳити аз ҷиҳати оптикӣ камтар зич (бо нишондиҳандаи нисбатан пасти шикаста) ворид мешавад, агар кунҷи пайдоиш аз кунҷи критикӣ барои инъикоси умумии дохилӣ зиёд бошад, нур дигар шикаста намешавад, балки комилан дубора ба он муҳити оптикӣ инъикос карда мешавад. ихроҷ.

Нахи оптикӣ дорои хусусиятҳои зерин аст:
(1) Суръати баланди интиқол, масофаи дур ва мундариҷаи баланд: Нахи оптикӣ суръати интиқоли хеле баланд дорад, метавонад маълумотро ба масофаҳои дур интиқол диҳад ва дар як вақт миқдори зиёди маълумотро интиқол диҳад.
(2) Аз дахолати электромагнитӣ таъсир намерасонад: Нахи оптикӣ сигналҳои оптикиро интиқол медиҳад ва аз мавҷҳои электромагнитӣ таъсир намерасонад, бинобар ин сифати сигнал устувортар аст.
(3) Маҷрои васеъ: Нахи оптикӣ дорои маҷрои хеле васеъ мебошад, ки метавонад интиқоли суръати баланди маълумотро дастгирӣ кунад.
(4) Талафоти кам: Талафоти интиқоли нахи оптикӣ хеле кам аст ва аз ҷиҳати назариявӣ он метавонад садҳо километр ё ҳатто масофаҳои дарозтарро бе талафи сифати сигнал интиқол диҳад.
(5) Амнияти баланд: Интиқоли нахи оптикӣ радиатсияи электромагнитиро тавлид намекунад ва онро мавҷҳои электромагнитии беруна гӯш кардан мумкин нест, аз ин рӯ он барои баъзе сенарияҳо бо талаботи баланди амнияти додаҳо мувофиқтар аст.
(6) Андозаи хурд ва вазни сабук: Дар муқоиса бо ноқилҳои мисии анъанавӣ, нахи оптикӣ хурдтар ва сабуктар аст, ки ҷойгиркунӣ ва нигоҳдории онро осонтар мекунад. Ин бартарӣ дар шабакаҳои бузурги алоқа боз ҳам равшантар аст.

2.Advanages аз harnesses нахи оптикӣ дар барномаҳои автомобилӣ соҳибақл

Вақте ки суръати интиқоли ноқилҳои мис ба 10 ГБ/с ё бештар мерасад, барои қонеъ кардани талаботҳои суръат симҳои ғафси мис лозим мешаванд. Аммо, дар муҳити тарҳбандии автомобил, ғафсшавии симҳои мис боиси афзоиши вазни мошин ва арзиши мошин мегардад, ки ба талаботи муҳити тарҳбандии баландсуръат ва камвазни мошин ҷавобгӯ буда наметавонад. Технологияи кабели нахи оптикӣ метавонад сифат ва эътимоднокии иртиботро ба таври назаррас беҳтар созад ва дахолати электромагнитиро бидуни илова кардани вазни иловагӣ коҳиш диҳад ва ҳамин тавр бехатарӣ ва устувории мошинро беҳтар кунад.
(1) Суръати интиқоли кабели нахи оптикӣ нисбат ба симҳои анъанавии мисӣ ё кабелҳои коаксиалӣ хеле баландтар аст. Он метавонад дар як сония миллионҳо мегабайт маълумот интиқол диҳад, ки метавонад эҳтиёҷоти коммуникатсияи мошинҳои муосирро барои ҳаҷми бузурги маълумот ва иҷрои баланди вақти воқеӣ қонеъ кунад. Суръати баландтарини шабакаҳои сими анъанавии мис танҳо ба 10 ГБ/с мерасад, ки қонеъ кардани талаботи интиқоли баландсуръат душвор аст.
(2) Талафоти интиқоли нахи оптикӣ хеле паст аст. Талафот дар як километр одатан камтар аз 0,0035 дБ/м аст, ки ин метавонад кафолат диҳад, ки сигнал ҳангоми интиқол ба масофаи дур сифати баландро нигоҳ медорад. Баръакс, талафоти интиқоли шабакаҳои сими анъанавии мис 0,5 дБ/м аст, ки ҳангоми интиқоли масофаҳои дур калон аст.
(3) Технологияи алоқаи нахи оптикӣ мавҷҳои рӯшноиро барои интиқоли сигналҳо дар нахҳои оптикӣ истифода мебарад, ки нисбат ба интиқоли анъанавии сими мис иммунитети назаррас ба дахолати электромагнитӣ дорад.
(4) Дар муқоиса бо симҳои анъанавии металлӣ, нахи оптикии пластикӣ (POF), ҳамчун як намуди нахи оптикии автомобилӣ, метавонад вазни автомобилро ба таври назаррас коҳиш диҳад ва иқтисодиёти автомобилро беҳтар кунад.

3.Сенарияҳои татбиқи таҷҳизоти нахи оптикӣ дар автомобилҳо

Ҷаббаҳои нахи оптикӣ дар ҳоли ҳозир дар соҳаҳои тиб, коммуникатсия, Интернет ва саноат васеъ истифода мешаванд. Бо вуҷуди ин, татбиқи онҳо дар соҳаи автомобилсозӣ бо як қатор мушкилот рӯ ба рӯ мешавад, аз ҷумла набудани асосҳои назариявӣ, мушаххасоти техникӣ ва стандартҳо, стандартҳои санҷиши номуайян ва набудани таҷрибаи амалӣ дар барномаҳои автомобилӣ.


①Татбиқи бастаҳои кабели нахи оптикӣ дар минтақаҳои ҷойгиркунӣ
Истифодаи таҷҳизоти нахи оптикӣ дар автомобилҳо аз дигар соҳаҳо фарқ мекунад ва хусусиятҳои экологии минтақаи истифода бояд пурра ба назар гирифта шаванд. Масалан, талаботҳои ларзиш дар соҳаҳое ба монанди муҳаррик ва шасси ҷалб карда мешаванд; иҷрои обногузарро дар чунин соҳаҳо, ба монанди қисмати муҳаррик ва зеризаминӣ ба назар гирифтан лозим аст; ва талаботҳои иҷрои ҳарорати баланд аз ноқилҳо ва пайвасткунакҳои нахи оптикӣ бояд дар минтақаҳои ҳарорати баланд ба назар гирифта шаванд. Мувофиқи муҳитҳои гуногуни истифодабарии мошинҳо, қитъаҳои тарҳбандии тамоми мошинро тақрибан ба минтақаҳои тар, минтақаҳои эҳтимолии тар ва минтақаҳои хушк тақсим кардан мумкин аст.
(1) Минтақаҳои тар ба минтақаҳое дахл доранд, ки симҳо ва пайвасткунакҳо бо моеъҳо дар сенарияҳои истифодаи муқаррарӣ, аз қабили пайвасткунакҳои фишурда дар минтақаҳои берун аз салони пассажир, ба монанди шасси ва муҳаррик. Дар ҳавои боронӣ ё барфӣ, ин минтақаҳо хоҳ ҳангоми рондан ва хоҳ ҳангоми таваққуфгоҳ то андозае бо моеъҳои гуногун тамос мегиранд.
(2) Минтақаҳои эҳтимолии тар ба минтақаҳое дахл доранд, ки дар онҳо васлкунакҳои тасма дар сенарияҳои муайяни истифодаи ҳаррӯза метавонанд бо моеъ тамос гиранд, ба монанди ҳангоми кушодани дарҳо дар борон, пиёлаҳои об рехта, ашёи яхкардашуда об мешаванд ё қатраҳои конденсат. Масалан, фарши салони пассажирхо, дастони дархо, сатхи курси ва гайра.
(3) Минтақаҳои комилан хушк ба минтақаҳое дахл доранд, ки пайвасткунакҳои сими ноқилҳо бо моеъҳо дар сенарияҳои муқаррарии истифодабарии мошин, ба монанди дохили панели асбобҳо ва дохили сарлавҳаи сарлавҳа, ба моеъ дучор намешаванд. Бояд қайд кард, ки талаботҳои мӯҳри обногузар барои пайвасткунакҳои ноқилҳо аз минтақаҳои тар, минтақаҳои эҳтимолии тар ба минтақаҳои хушк пай дар пай коҳиш меёбанд.

② Қарорҳои истифодаи фибери оптикӣ
Илова ба қонеъ кардани талаботи иҷрои барқ, татбиқи кабелҳои нахи оптикӣ дар автомобилҳо аксар вақт қонеъ кардани талаботи иҷрои механикиро талаб мекунад. Зарур аст, ки рейтинги ҳарорат, талаботи ларзиш ва талаботҳои обногузарии кабелҳои нахи оптикиро ба назар гирифт. Роҳҳои ҳалли инҳоянд:
(1) Кабелҳои нахи оптикӣ: Аввалан, тарҳи паҳншавии гармӣ тавассути интихоби маводҳои тобовар ба ҳарорати баланд ва оптимизатсияи тарҳи умумии мошин анҷом дода мешавад. Масалан, маводи сими ба ҳарорати баланд тобовар ба монанди сими силикон ва сими XLPE интихоб карда мешаванд. Ин маводҳо метавонанд изолятсияро дар муҳити ҳарорати баланд нигоҳ доранд. Дуюм, равандҳои махсус, ба монанди қабати дуқабат ва технологияи муолиҷаи ултрабунафш истифода мешаванд. Ниҳоят, тарҳбандии мошин оптимизатсия карда шудааст. Масалан, тарҳбандии ноқилҳо аз роҳи қубури ихроҷи муҳаррик ва майдони гирдоби ҳарорати баланд пешгирӣ мекунад. Тартиби оптимизатсияшуда тавассути идоракунии гармидиҳӣ ба даст оварда мешавад.
Дар айни замон, печонидани гармидиҳии гармии тобовар ба ҳарорати баланд инчунин метавонад дар тарҳбандии ноқилҳои автомобил истифода шавад. Масалан, найчаи шишагини фолгаи алюминийи тобовар ба ҳарорати баланд барои печонидани берун аз сими нахи оптикӣ истифода мешавад, ки метавонад истифодаи кабелҳои нахи оптикиро дар муҳити ҳарорати баланд дар воситаҳои нақлиёт таъмин кунад ва муқовимати пиршавиро беҳтар кунад.
Ҳамзамон, бо мақсади таъмин намудани он, ки кабелҳои нахи оптикӣ дар муҳити намнок истифода шаванд, кабели оптикӣ инчунин метавонад бо сохтори муҳофизатии бисёрқабата барои самаранок обногузар тарҳрезӣ шавад. Махсусан, қабати берунии кабели оптикӣ одатан як қабати пластикӣ мебошад. Ин ғилоф на танҳо муҳофизати механикиро таъмин мекунад, балки вазифаи муайяни обногузарро низ дорад. Дар дохили ғилофи пластикӣ куртаи металлӣ мавҷуд аст, ки муқовимат ба фишори кабели оптикӣ ва қобилияти гидроизолятсияро боз ҳам беҳтар мекунад. Дар дохили куртаи металлӣ як қабати монеаи оббозӣ мавҷуд аст, ки монеаи муҳим барои воридшавии намӣ мебошад. Агар рутубате ворид шавад, қабати монеа зуд васеъ шуда, роҳи вурудро маҳкам мекунад ва паҳншавии минбаъдаро пешгирӣ мекунад. Маҷмӯи кабел инчунин чораҳои гидроизоляцияро дар бар мегирад. Нахи оптикӣ бо равған сахт печонида шудааст ва ба ҷузъҳои дигар дар дохили ядро ​​пайваст карда мешавад. Ин равѓан на танњо молидан, балки муњимтар аз он миќдори намиро дар дохили ядро ​​љаббида ва мањкам мекунад ва аз осеби нах монеъ мешавад.
Тавассути ин сохтори муҳофизатии бисёрқабата, кабели оптикӣ метавонад хушкӣ ва устувории нахро дар муҳитҳои гуногуни сахт нигоҳ дошта, интиқоли ҳамвори сигналҳои алоқаро таъмин кунад. Масалан, нахи мултимоди кварц дар маҳлули фишурдаи оптикии автомобилии аз ҷониби Yangtze Optical Fiber and Cable баровардашуда ба стандартҳои дараҷаи автомобилӣ аз нуқтаи назари хамшавӣ (радиуси 10 мм), қувваи кашиш (150 Н), хусусиятҳои ҳарорат (-40 ℃ ~ 125 ℃), пиршавӣ (125 ℃ ~ 125 ℃), пиршавӣ (125 ℃ 0, 3V) ва.
(2) Пайвасткунакҳои нахи оптикӣ: Усулҳои асосии баланд бардоштани муқовимат ба ҳарорати пайвасткунакҳои нахи оптикӣ тарҳрезии сохторҳои гармидиҳӣ ва интихоби маводи тобовар ба ҳарорати баландро дар бар мегиранд. Тавассути тарҳи оқилонаи паҳншавии гармӣ ва истифодаи маводи тобовар ба ҳарорати баланд, кор ва мӯҳлати пайвасткунакҳои нахи оптикиро дар муҳити ҳарорати баланд ба таври муассир беҳтар кардан мумкин аст. Аввалан, тарҳрезии сохтори паҳншавии гармӣ калиди баланд бардоштани муқовимати ҳарорати пайвасткунакҳои нахи оптикӣ мебошад. Пайвасткунакҳои нахи оптикӣ ҳангоми кор гармӣ тавлид мекунанд; тарҳи оқилонаи паҳншавии гармӣ метавонад ба паст кардани ҳарорати пайвасткунак ва таъмини кори устувори он кӯмак расонад.

Инҳоянд усулҳои мушаххас:
① Ҷузъҳои металлиро барои интиқоли гармӣ захира кунед ва ба паҳншавии гармӣ мусоидат кунед.
② Канатҳои паҳнкунандаи гармиро тарҳрезӣ кунед: Канатҳои паҳнкунандаи гармиро ба қабати пайвасткунак дохил кунед, то тамоси беҳтари ҳаво ва паҳншавии гармиро тавассути мухлисон ё шамоли табиӣ фароҳам оваред.
③ Аз қабати металлӣ истифода баред: Барои беҳтар кардани самаранокии паҳншавии гармӣ маводҳои металлиро бо нишондиҳандаҳои беҳтари паҳншавии гармӣ истифода баред. Дуюм, интихоби маводи тобовар ба ҳарорати баланд низ барои баланд бардоштани муқовимат ба ҳарорати пайвасткунакҳои нахи оптикӣ муҳим аст.
Маводҳои оддӣ дар муҳитҳои ҳарорати баланд ба пиршавӣ ё деформатсия майл доранд, дар ҳоле ки маводи тобовар ба ҳарорати баланд ба таъсири ҳароратҳои баланд тоб оварда метавонанд.
① Пластмассаҳои муҳандисии баландсифат: Пластикҳои муҳандисии баландсифати ба ҳарорати миёна ва паст тобоварро истифода баред, то қабати пайвасткунак ва сохтори дохилиро беҳтар созед ва муқовимати умумии ҳароратро беҳтар созед.
② Маводҳои махсуси хӯлаи: Барои сохтани ҷузъҳои калидии пайвасткунак аз маводи хӯлаи махсус истифода баред, ки муқовимат ба ҳарорати баланд ва муқовимати деформатсияро афзоиш диҳед. Масалан, Lytas Optics пайвасткунакҳои оптикии бидуни тамосро пешниҳод мекунад, ки дар муқоиса бо пайвасткунакҳои оптикии анъанавӣ қобилияти такрории ҷуфтшавӣ, умри дарозтар, талафоти ҷуфтшавӣ ва ҳассосияти пасти чангро доранд.
③ Қубури гармкунаки гармиро барои гидроизолятсия истифода бурдан мумкин аст: Ба майдони пайвастшавӣ қубурҳои гармкунакро истифода баред ва барои кам кардани қубур аз гармкунаки қубури гармкунаки қубур истифода баред. Вазифаи қубурҳои гармидиҳӣ аз муҳофизати нахҳои оптикӣ ва пешгирии воридшавии намӣ ва ифлоскунандаҳо мебошад. Боварӣ ҳосил кунед, ки қубурҳои гармидиҳӣ ба пайвасткунак ва нахи оптикӣ бе холигоҳҳо зич мувофиқат мекунанд. Барои баланд бардоштани самаранокии обногузари пайвасткунак ба беруни қубури гармидиҳӣ миқдори мувофиқи пломбаро молед. Боварӣ ҳосил кунед, ки пломба баробар истифода мешавад ва ҳама холигоҳҳо ва сӯрохиҳои имконпазирро пур мекунад, хушк ва сахт шудани пломбаро интизор шавед ва сипас коркарди мӯҳрро анҷом диҳед. (3) Пайвасти баландсуръат тавассути нахи оптикӣ ба даст оварда мешавад ва бандари пайвасти электрикӣ барои пур кардани сенсор масъул аст. Хулоса, технологияи алоқаи нахи оптикӣ дорои дурнамои васеъи татбиқ ва потенсиали бузург дар системаҳои алоқаи нақлиётӣ мебошад. Дар оянда, технологияи алоқаи нахи оптикӣ бартариҳои беназири худро идома медиҳад ва барои рушди системаҳои электронии алоқаи автомобилӣ дастгирии қавӣ хоҳад дод. Ҳамзамон, бо пешрафти пайваста ва навовариҳои технология ва такмили пайвастаи миқёс, арзиши алоқаи нахи оптикӣ дар барномаҳои автомобилӣ боз ҳам кам карда мешавад, қарорҳо пухтатар мешаванд ва он ҳалли афзалиятнок барои ҳалли эҳтиёҷоти алоқаи баландсуръат дар рушди мошинҳои интеллектуалӣ мегардад.

4. Хулоса

Рушди мошинҳои интеллектуалӣ ба системаҳои коммуникатсионӣ талабот мегузорад, ки суръати баланд, талафоти кам ва муқовимати қавии дахолатро талаб мекунанд. Дар муқоиса бо симҳои миси автомобилӣ, симҳои алоқаи нахи оптикӣ як қатор бартариҳоро пешниҳод мекунанд. Ин мақола ба таври мухтасар сенарияҳои татбиқи бастаҳои нахи оптикӣ ва ҳалли мувофиқро таҳлил мекунад. Бо рушди мошинҳои интеллектуалӣ, нахи оптикии автомобилӣ дар автомобилҳо васеъ истифода мешавад.
(Сарчашма: [1] Дониши автомобилӣ. 2024, 24 (11), Муаллиф: Ҷиан Чжунҷзян, Лю Чжиан, Ван Денкке. Пажӯҳишгоҳи муҳандисии автомобилии GAC Group
[2] Дастгоҳи ноқилҳои Чин. 2026, 5)