Für das Militär und die Luft- und Raumfahrt sind Kommunikation und Networking SWaP oft ein Hauptaugenmerk. Heutige Systeme erzeugen immer mehr schnell und effizient zu bewegende Daten, ohne dass technische Engpässe den Echtzeitbetrieb behindern. Traditionell wurden Kupferkabel verwendet, die jedoch zunehmend durch Glasfaserkabel und drahtlose Verbindungen ersetzt werden. Dieser Artikel befasst sich mit der Frage, wie Glasfaserkabel den erforderlichen hohen Durchsatz liefern können – bei gleichzeitig niedrigem SWaP pro Bit digitaler Daten und der Fähigkeit, hohe Umwelt- und Betriebsanforderungen zu erfüllen.

Glasfaser im Vergleich zu Kupfer

Für hochzuverlässige Anwendungen in Militär- und Luft- und Raumfahrtanwendungen müssen drei Schlüsselfaktoren berücksichtigt werden: Robustheit, Größe und Gewicht sowie Leistung.

Wenn Sie sich 1,5 km über der Erde befinden, ist Zuverlässigkeit von größter Bedeutung. Glasfaser ist weniger anfällig für Umweltfaktoren wie Temperatur, elektromagnetische Störungen und Wetter. Glasfaser besitzt auch eine längere Lebensdauer, etwa 30–50 Jahre, was die Wartungs- und Gesamtbetriebskosten senkt.

Gesamtgewicht und Größe von Glasfasern sind erheblich geringer als bei Kupfer. Ein Glasfaserkabel wiegt etwa 0,58 kg/100 m im Vergleich zu dem Gewicht eines Kupferkabels mit 5,9 kg/100 m. Der Durchmesser eines Glasfaserkabels ist ebenfalls erheblich geringer. Beispielsweise nimmt die Kupferverkabelung von Cat 5e-Kabeln über 100-mal mehr Platz ein als eine vergleichbare Menge an Glasfaserband.

Die Glasfaserleistung schlägt erneut die Kupferverkabelung. Die Bandbreite ist viel größer und hat eine viel geringere Dämpfung als Kupfer. Der Bandbreitendurchsatz von Glasfaser beträgt über 60 TBit/s im Vergleich zu nur 10 GBit/s bei Kupfer-Cat-5e-Verkabelung. Und der Bedarf an Netzwerk-Repeatern beträgt bei Glasfaser alle ~50 km (31 Meilen) im Gegensatz zu allen ~8 km (5 Meilen) bei Kupfer.

Wenn es um Zuverlässigkeit, Größe, Gewicht und Leistung geht, ist Glasfaser die beste Wahl.

Verweise:

https://www.tutorialspoint.com/Comparison-of-Fiber-Optics-and-Copper-Wire

Stratos Optical Connectivity Solutions

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Wann Transceiver mit hoher Zuverlässigkeit sinnvoll sind

Viele Kunden, die von den Vorteilen der Glasfaser profitieren möchten, sehen sich zunächst Transceiver an, die für den Telekommunikationsmarkt entwickelt wurden. Diese mögen zwar kostengünstiger und möglicherweise schneller sein, aber sie sind nicht so robust und gut durchdacht wie eine Lösung, die speziell für den Einsatz im Militär und in der Luft- und Raumfahrt konzipiert ist. Für Kunden, die nach der besten Kombination aus Qualität, Größe und Zuverlässigkeit suchen, kann nur eine für den Militär- und Luft- und Raumfahrtmarkt entwickelte Lösung alle Schlüsselfaktoren liefern.

Abbildung 1.Optische Konnektivitätslösungen von Stratos

Stratos-Anschlüsse

Was die Größe betrifft, so werden viele Glasfaser-Transceiver in einem Standardformat geliefert, und auf den ersten Blick mag es so aussehen, als ob nur eine Größe für eine bestimmte Anwendung in Betracht kommt. Hersteller wie Cinch Connectivity Solutions können jedoch Transceiver liefern, die viel kleiner sind, wodurch die Gesamtabmessungen einer Lösung reduziert werden können. Viele der Transceiver von Cinch sind halb so groß wie typische Wettbewerbsprodukte oder kleiner.

Um sicherzustellen, dass das Gesamtsystem in vollem Umfang von diesen Größenreduzierungen profitieren kann, sollte ein hybrider oder platzsparender Transceiver so früh wie möglich im Entwicklungsprozess in Betracht gezogen werden, um sicherzustellen, dass das Gerät mit der optimalen Grundfläche verwendet wird.

Kleine Glasfaser-Transceiver bieten viele Vorteile, aber sie sind nicht für jeden geeignet. So kann es beispielsweise bestehende Platinenentwürfe geben, die einen Transceiver einer bestimmten Größe erfordern. In dieser Situation kann Cinch kundenspezifische Transceiver liefern, die auf eine bestimmte Größe ausgelegt sind, die auch Standardschnittstellen verwenden und gemäß bestehenden militärischen Spezifikationen getestet wurden. Mit einer maßgeschneiderten Cinch-Lösung können Sie den Zeitplan und das Budget einhalten.

Es gibt einige Märkte, die spezifischere Anforderungen stellen als kommerzielle Standardprodukte, aber nicht so spezialisiert sind wie Raketen oder Drohnen. Zu diesen Sektoren gehören die Schwerindustrie, die Bereiche Öl und Gas sowie medizinische Anwendungen, die in den meisten Unternehmen einen zunehmenden Bedarf an Hochgeschwindigkeitskommunikation aufweisen. Für diese Art von Anwendungsfall kann Cinch Transceiver liefern, die angepasst und nach spezifischen Spezifikationen und Größen als kommerzielle Transceiver hergestellt werden können und dennoch preislich wettbewerbsfähig und kleiner als typische Telekommunikationsprodukte sind.

Wie Cinch SWaP senkt

Zum Reduzieren von SWaP verwendet Cinch in seinen Transceivern hochwertigere Komponenten als die üblichen kommerziellen Produkte der Telekommunikationsbranche. In Kombination mit sorgfältiger Konstruktion ermöglicht dies Cinch, den Platz im Transceiver zu maximieren und ein kleineres Produkt zu konstruieren, das leichter ist und weniger Leistung aufnimmt.

Eine weitere Alternative sind Hybrid-Transceiver von Cinch, bei denen Chips auf einer Keramikplatine montiert und dann mit Draht verbunden werden. Hierdurch wird ein besonders kompaktes und zuverlässiges Transceiver-Design erreicht, das die Anforderungen der anspruchsvollsten Militär- und Luft- und Raumfahrtanwendungen erfüllt.

Das Wärmemanagement ist ein weiterer Bereich, in dem sich Cinch auszeichnet. Umfassende Analysen von Cinch während des Designprozesses und die Auswahl von Komponenten, die innerhalb der erforderlichen Temperaturparameter zusammenarbeiten, ermöglichen es Cinch, durch einen umfangreichen Test- und Qualifizierungsprozess zu überprüfen, ob alles die erforderlichen Spezifikationen erfüllt.

Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der unnachgiebigen Liebe zum Detail und der extrem hohen Qualitätskontrolle im Montageprozess – jede produzierte Einheit wird strengen Tests unterzogen, um die Leistung bei Temperatur, Vibration und Zeit zu gewährleisten. Cinch hat eine eigene Fertigungsausrüstung entwickelt, die es zusammen mit langjähriger Erfahrung ermöglicht, kleinere und effizientere Transceiver zu entwerfen und herzustellen.

Cinch's Fiber Flex Optical Circuits

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Um nur ein Beispiel zu nennen: Die Low Rider Transceiver-Reihe von Cinch bietet Optionen von 155 MBit/s bis zu 10 GBit/s in einem Flachprofil-Design mit einer maximalen Höhe von 9,8 mm (0,386 Zoll). Diese Transceiver arbeiten in einem industriellen Temperaturbereich von -40 °C bis 85 °C und sind für den Einsatz in rauen Umgebungen zertifiziert.

Ein weiteres Beispiel ist der H2-TR4 Quad-Hybrid-Transceiver, der vier unabhängige Sende- und Empfangsports mit jeweils 2,125 GBit/s und einer typischen Leistungsaufnahme von weniger als 1 W aufweist. Dieser wird in einem kompakten, äußerst robusten Gehäuse mit einer kleinen Grundfläche von nur 25,4 mm (1 Zoll) im Quadrat und einer maximalen Höhe von weniger als 7,24 mm (0,285 Zoll) geliefert. Der Transceiver beinhaltet ein integriertes FiberFlex-Kabel, das mit einem 1x12 MT-Steckverbinder nach Industriestandard terminiert ist, und dieser kann ebenfalls angepasst werden, um unterschiedliche FiberFlex-Längen, kundenspezifisches FiberFlex-Routing oder alternative Arten von Glasfaseranschlüssen wie ST, SC oder MIL-T-29504 zu verwenden.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass viele Kunden in der Militär- und Raumfahrtindustrie robuste, zuverlässige Transceiver benötigen, die die beste Zusammensetzung von SWaP-Charakteristiken bieten. Für diese Anwendungen ist ein speziell für SWaP entwickelter Transceiver oft die beste Lösung – mit der kleinsten verfügbaren Grundfläche, zusammen mit anderen Qualitäten wie einem erweiterten Temperaturbereich und einer optimalen anwendungsspezifischen Anpassung.

Für diese anspruchsvollen Anwendungen bietet Cinch das notwendige Know-how in der Entwicklung und Herstellung von Transceivern mit geringem Platzbedarf und kann auf eine lange Geschichte erfolgreicher Implementierungen in Militär- und Luft- und Raumfahrtanwendungen zurückblicken.

Abbildung 2.Fiber-Flex und H2-TR4 Quad-Hybrid-Transceiver

Fiber-Flex und H2-TR4 Quad-Hybrid-Transceiver

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