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减少军事和航空航天应用的SWaP

星星科技指导员 来源:belfuse 作者:belfuse 2023-04-19 09:45 次阅读

对于军事和航空航天,通信网络SWaP通常是一个重点。当今的系统生成越来越多的数据,需要快速有效地移动数据,而没有技术瓶颈阻碍实时操作。虽然传统上使用铜线,但它们越来越多地被光纤和无线连接所取代。本文将探讨光纤如何提供所需的高吞吐量,同时提供每比特数字数据的低SWaP组合,并能够满足严格的环境和操作要求。

光纤与铜

对于军事和航空航天应用中的高可靠性应用,需要考虑三个关键因素:坚固性、尺寸、重量和性能。

当您在地球上方一英里处时,可靠性至关重要。光纤不太容易受到温度、电磁干扰和天气等环境因素的影响。光纤还具有更长的使用寿命,大约 30-50 年,从而降低了维护和总体运营成本。

光纤的整体重量和尺寸远小于铜。光缆的重量约为 4 磅/1000 英尺,而铜缆的重量为 39 磅/1000 英尺。光缆的直径尺寸也小得多。例如,Cat 5e 电缆铜缆占用的空间是同等数量的光纤带状电缆的 100 倍以上。

光纤性能再次击败铜缆。带宽比铜大得多,衰减也低得多。光纤的带宽吞吐量超过 60 Tbps,而铜质 Cat 10e 布线的带宽吞吐量仅为 5 Gbps。对网络中继器的需求是每~31英里的光纤,而不是每~5英里的铜缆。

在考虑可靠性、尺寸、重量和性能时,光纤是最佳选择。

当高可靠性收发器有意义时

为了获得光纤的优势,许多客户可能会从为电信市场设计的收发器开始。它们的成本可能更低,速度可能更高,但它们不如专门为军事和航空航天用途设计的解决方案那么强大或设计精良。对于寻求质量、尺寸和可靠性最佳组合的客户来说,只有为军事和航空航天市场设计的解决方案才能满足所有关键因素。

就尺寸而言,许多光纤收发器都以标准尺寸提供,乍一看似乎只有一种尺寸可用于特定应用。然而,像Cinch Connectivity Solutions这样的制造商可以提供更小的收发器,从而减小解决方案的整体尺寸。Cinch的许多收发器的尺寸是典型竞争产品的一半或更小。

为了确保整个系统能够从这些尺寸减小中充分受益,在设计过程中尽早考虑混合或小尺寸收发器,以确保使用最佳尺寸器件。

小型光纤收发器具有许多优点,但它们可能并不适合所有人。例如,现有的电路板设计可能需要一定尺寸的收发器。在这种情况下,Cinch 可以提供定制的收发器,这些收发器的设计考虑到了特定的尺寸,也使用标准接口并根据现有的军用规范进行测试。定制的 Cinch 解决方案可让您按计划、按预算进行。

有些市场需要比标准商业产品更具体的要求,但不像火箭或无人机那样专业。这些行业包括重工业、石油和天然气以及医疗应用 - 所有这些行业对大多数组织对高速通信的需求都在增加。对于这种用例,Cinch 可以提供可以定制并按照特定规格和尺寸制造的收发器作为商业收发器,并且价格仍然具有竞争力且比典型的电信产品更小。

Cinch 如何降低 SWaP

为了降低SWaP,Cinch 在其收发器中使用了比通常的商业电信行业产品更高级的组件。结合精心的工程设计,这使得Cinch 能够最大限度地利用收发器内部的空间,并创造出更轻、功耗更低的更小的产品。

另一种选择是Cinch的混合收发器,使用安装在陶瓷板上的芯片构建,然后引线键合在一起。这实现了特别紧凑和可靠的收发器设计,满足最苛刻的军事和航空航天应用的需求。

热管理是Cinch 擅长的另一个领域。Cinch 在设计过程中进行了广泛的分析,选择在所需温度参数内协同工作的组件,使 Cinch 能够通过广泛的测试和认证过程验证所有内容是否符合必要的规格。

取得成果的关键是在装配过程中对细节的不懈关注和极高的质量控制 - 生产的每个单元都经过严格的测试,以确保性能在温度、振动和时间范围内。Cinch 开发了自己的制造设备,结合多年的经验,使其能够设计和制造更小、更高效的收发器。

仅举一个例子,Cinch的Low Rider收发器系列提供从155 Mbps到10 Gbps的选项,采用薄型设计,最大高度为0.386英寸(9.8毫米)。这些收发器的工作温度范围为 -40°C 至 85°C,并经过认证可在恶劣环境中使用。

另一个例子是 H2-TR4 四通道混合收发器,它包括四个独立的发射和接收端口,每个端口的速度为 2.125 Gbps,典型功耗低于 1W。它采用紧凑、高度坚固的封装,占地面积小,面积仅为 25 英寸(4.0 毫米)见方,最大高度小于 285.7 英寸(24.1 毫米)。该收发器包括一根集成的 FiberFlex 电缆,该电缆端接到行业标准的 12x29504 MT 连接器中,还可以定制为具有不同的 FiberFlex 长度、自定义 FiberFlex 路由或使用替代类型的光纤终端,如 ST、SC 或 MIL-T-《》。

坚固耐用的收发器和SWaP

总之,许多军事和航空航天客户需要坚固、可靠的收发器,它可以提供SWaP特性的最佳组合。对于这些应用,专门针对SWaP设计的收发器通常是最佳解决方案 - 实现最小的尺寸,以及扩展的温度范围和最佳定制等其他质量。

对于这些要求苛刻的应用,Cinch 在小尺寸收发器的设计和制造方面提供必要的专业知识,并且在军事和航空航天应用中拥有成功实施的悠久历史。

审核编辑:郭婷

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