7 keskeistä suunnitteluhaastetta droonien optisten datalinkkien piirilevyissä

Droonien optisen tiedonsiirtoyhteyden piirilevy on sähköoptinen muunnosmoottori jokaisen kuituyhteydellä varustetun miehittämättömän ilma-aluksen (UAV) tiedonsiirtoketjun keskipisteessä. Se muuntaa lentotietokoneelta tulevat sähköiset signaalit moduloiduksi laservaloksi kuitusiirtoa varten ja suorittaa käänteisen muunnoksen tuleville optisille signaaleille – muuttamalla vastaanotetut fotonit takaisin sähköiseksi dataksi, johon prosessori voi reagoida. Jokainen muu kaapelijärjestelmän piirilevy – kelaohjain, kapselin elektroniikka, maa-asema – on riippuvainen tästä yhdestä komponentista, joka suorittaa muunnoksensa riittävän tarkasti, jotta koko yhteys saavuttaa tiedonsiirtonopeuden, latenssin ja bittivirhesuhteen tavoitteet.

Optisten datalinkkien piirilevyjen suunnittelun tekee vaativaksi yhteensopimattomien signaaliympäristöjen rinnakkaiselo yhdellä levyllä: FPGA:n gigabittinopeudella toimivat differentiaalisignaalit, mikrovolttitason kohinalle herkkä tarkka analoginen laserohjauspiiri, herkkyytensä reunalla toimiva matalakohinainen fotodetektorin etuosa ja useat tehoalueet, jotka on eristettävä toisistaan, mutta samalla jaettava kompakti substraatti.

Pyydä tarjous optisesta datalinkkipiirilevystä

Järjestelmän rooli ja signaalinkulku

Optinen tiedonsiirtoyhteyspiirilevy sijaitsee miehittämättömän ilma-aluksen digitaalisen alijärjestelmän ja kuidun välisessä rajapinnassa. Sen sijainti tether-ketjussa määrittää signaalin eheysbudjetin kaikelle ylä- ja alavirran puolelle: lähetin-vastaanottimen saavuttama optinen tehomarginaali, SerDesin aiheuttama ajoitusvärinä ja kellon palautuspiirin tuottama BER – nämä parametrit rajoittavat sitä, mitä maa-asema voi palauttaa.

Signaalin kulku lähetysreitillä: FPGA tuottaa differentiaalista LVDS- tai CML-dataa linjanopeudella → SerDes-sarjalisaattori muuntaa rinnakkaisdatan nopeaksi sarjavirraksi → lähetin-vastaanottimen laserohjain moduloi laserdiodia → kuitu kuljettaa optista tehoa maa-asemalle. Vastaanottoreitti peilaa tätä: tuleva optinen teho → valoilmaisin → transimpedanssivahvistin → rajoitinvahvistin → CDR (kello- ja datan palautus) → FPGA-sarjalisaattori → rinnakkaisdata prosessorille.

Levyn on hallittava kaikkea tätä miehittämättömän ilma-aluksen ympäristössä: tärinää taajuusalueella 10–2000 Hz, lämpötilan vaihtelut −20 °C:sta korkeudessa +60 °C:seen suorassa auringonvalossa, liittimien iskut laskeutumisesta ja krooninen painobudjetin rajoitus grammoina mitattuna. Nämä vaatimukset muokkaavat jokaista päätöstä lähetin-vastaanottimen valinnasta piirilevyn materiaalin valintaan. Miehittämättömän ilma-aluksen piirilevyn kiinnitysjärjestelmä asettaa mekaanisia lisärajoituksia liittimien suuntaukselle ja levyn muotokertoimelle.

Lähetin-vastaanottimen valinta: SFP, juotettu TOSA/ROSA ja mukautettu

Lähetin-vastaanottimen valintapäätöksellä on enemmän seurauksia loppupäähän kuin millään muulla valinnalla optisen tiedonsiirtokortin suunnittelussa. Se määrittää liittimen tyypin, häkin geometrian, jalanjäljen, lämpöreitin, syöttöliitännän ja – ratkaisevasti – sen, onko kenttäkorvaus mahdollista.

Kytkettävissä SFP/SFP+-malleissa häkin valinnalla on merkitystä sähköisen rajapinnan lisäksi. EMI-tiivisteet, pidätysvoima ja tärinäluokitus vaihtelevat häkkivalmistajien välillä. Ilmailuluokitellut häkit, joissa on lukitusmekanismit, sopivat kaikkiin miehittämättömiin ilma-aluksiin, joita ohjataan merkittävästi. Häkki tulisi termisesti kytkeä piirilevyyn lämpöreikien kautta kuparivaluun, eikä sitä tulisi jättää konvektioon ilmaan.

Juotetut TOSA/ROSA-mallit poistavat häkin mekaanisen monimutkaisuuden, mutta vaativat suunnittelijalta suoraan sähköisen rajapinnan määrittelyn laserohjaimeen ja TIA:han. Etuna on 3–6 g:n painonpudotus ja häkin tärinäherkkyyden poistuminen – tämä on olennaista alustoilla, joissa liittimien eheys tärinän aikana on huolenaihe.

Nopea signaalin eheys 10 Gbps:n nopeudella

10 Gbps:n nopeudella yksikköväli on 100 ps. Läpivienti, joka lisää 15 ps:n viive-epäsymmetriaa differentiaaliparin välille, heikentää silmäaukkoa mitattavasti. Reitityspäätökset, jotka olisivat hyväksyttäviä 1 Gbps:n nopeudella, tuottavat marginaalisia linkkejä 10 Gbps:n nopeudella ja avoimia vikoja 25 Gbps:n nopeudella. Optisella tiedonsiirtoyhteydellä varustetun piirilevyn signaalin eheyskuri on tiukin koko droonien piirilevypinon osalta.

Differentiaaliimpedanssin säätö: 100 Ω ±10 % SFP/SFP+-isäntäliitännälle (IEEE 802.3 -vaatimus). Saavutetaan kontrolloidun johdingeometrian avulla – tyypillisesti 100 µm:n johdinjäljet ​​100 µm:n välein FR-4-materiaaleissa, tiheämmät pienihäviöisissä materiaaleissa. Jokainen kerrossiirtymä vaatii referenssipaluuläpiviennin 200 µm:n sisällä kustakin signaaliläpiviennistä.

Läpivientipäiden hallinta: Yli 1.6 mm paksuilla levyillä koko pinon läpi kulkeva läpivienti luo signaalikerroksen alle pätkän, joka resonoi 10–20 GHz:n taajuusalueella ja aiheuttaa väliinkytkentähäviölovia ja heijastuksia. Takaseinäporaus poistaa pätkän 125 µm:n säteelle signaalikerroksesta. Suurivolyymisessä tuotannossa sokko- tai haudatut läpiviennit poistavat pätkän rakenteensa ansiosta – läpivienti on olemassa vain niiden kerrosten välissä, joita se tarvitsee yhdistääkseen. Valinta takaseinäporauksen ja sokko-/haudattujen läpivientien välillä riippuu levyn paksuudesta, tilavuudesta ja kustannussietokyvystä.

Kerrosten määritys: Reititä suurnopeuksiset differentiaaliparit liuskajohtimen kerroksille (sisäkerrokset referenssitasojen välissä) mikroliuskan sijaan. Liuskajohtimella on symmetrinen paluuvirran jakauma ja se on suojattu säteilypäästöiltä. Älä koskaan reititä 10G-paria tehotason viereen – impedanssin epäjatkuvuuskohta, jossa taso jakautuu tai jännite muuttuu, aiheuttaa heijastuksia, jotka avaavat silmän.

AC-kytkentä: SFP+-spesifikaatio vaatii AC-kytkennän isäntäpuolella, 100 nF 0402-kotelossa, 5 mm:n säteellä SFP+-liitäntäpisteistä. Vaaditaan matalan ESL-arvon omaavat kondensaattorit – standardin mukaiset monikerroskeraamit X5R/X7R-eristeessä. Kytkentäkondensaattorit toimivat myös DC-lohkona estäen laseresivirran virtaamisen FPGA SerDes-piiriin.

FPGA-pohjaisissa malleissa FPGA BGA -lähtöalueelta poistuvat differentiaaliparit vaativat erityistä huomiota. BGA-läpivientikentät luovat kapasitiivisen kuormituksen epäjatkuvuuden. Suunnittelijan on valittava reitityksen välillä läpivientikentän läpi (hyväksyttävää, jos kenttä on harva) tai sen ympäri (välttämätöntä tiheille antenniryhmille). Kummassakin tapauksessa kunkin parin P- ja N-johtimien välisen etäisyyden on oltava 50 µm:n sisällä BGA-liitännästä SFP-häkkiliitäntään. HDI -piirilevyn mikroläpivientejä käyttävä lähestymistapa vähentää läpivientihaavojen ongelmia ja mahdollistaa samalla tiiviimmän BGA-lähtöliitännän.

Laservirtalähteen suunnittelu

Suositeltu arkkitehtuuri: kytkentämuunnin tarjoaa väliväylän (3.3 V tai 5 V), jota seuraavat erilliset vähäkohinaiset LDO:t kutakin lähetin-vastaanottimen jännitelähdettä varten. Ferriittihelmi, jonka impedanssi on korkea (100 MHz–1 GHz), erottaa LDO-tulon kytkentämuuntimen lähdöstä. LDO-lähtö on kytketty lähetin-vastaanottimeen suodattimen kautta: 22 µF keraaminen suodatin + 100 nF ohitus + 100 pF korkeataajuusirrotus, kaikki 3 mm:n säteellä moduulin virtanastaista.

Lähetin-vastaanottimen jännitealueet: vakio-SFP-moduulit vaativat 3.3 V jännitteen jopa 1 A:n virralla. SFP+-moduulit saattavat vaatia erillisen 3.3 V:n ja 1.8 V:n syötön sisäistä logiikkaa varten. Nämä kaksi syöttöä on järjestettävä – logiikka ennen tehovahvistinta – moduulin datalehden käynnistysjärjestyksen mukaisesti. Väärä sekvensointi vahingoittaa laserohjainta. Sekvensointi toteutetaan laitteistossa (RC-viivepiirit tai erillinen sekvensseripiiri) sen sijaan, että se perustuisi ohjelmiston käynnistysjärjestykseen, joka on epäluotettava vikasietotilanteissa.

Maadoitusvirran paluuvirtaan on kiinnitettävä yhtä paljon huomiota kuin syöttöön. Laserohjaimen virran paluureitin on oltava suora, pieni-impedanssinen yhteys lähetinpiirin maadoitusreferenssiin. Paluureitin induktanssi lisää laserohjaimen tehollista impedanssia ja vähentää modulointikaistanleveyttä. Käytä kiinteää kuparista monikulmiota suoraan laserohjaimen alla, joka on kytketty maatasoon useiden läpivientien kautta, reititetyn maadoitusjohtimen sijaan.

Vastaanottopolku ja valoilmaisimen etuosa

Vastaanottotie alkaa SFP-häkin RD±-nastoista (tai ROSA:n sähköisestä lähdöstä) ja päättyy FPGA SerDes RX:n differentiaalituloon. Signaaliketju on: valoilmaisin → TIA (transimpedanssivahvistin, moduulin sisällä) → rajoitinvahvistin → CDR → FPGA-tulo. Liitettävissä SFP-arkkitehtuureissa TIA ja rajoitinvahvistin ovat moduulin sisällä, ja suunnittelijan tarvitsee vain tarjota puhdas AC-kytketty differentiaalitie FPGA:lle. ROSA-pohjaisissa malleissa TIA voi olla ulkoinen komponentti piirilevyllä.

Tyypillisen SFP-moduulin vastaanottimen herkkyys on vähintään −22 dBm. 10G:n (SFP+) taajuudella SR-optiikalle se on tyypillinen −9.9 dBm. Optinen tehobudjetti – lähetysteho vähennettynä kaikilla optisilla häviöillä (kuidut, liittimet, liitokset) vähennettynä vähimmäisvastaanottoherkkyydellä – on linkkimarginaali. Yhden km:n tether-sovelluksessa, jossa kuituhäviö on 0.4 dB/km ja kaksi liitintä, joiden kummankin heikkeneminen on 0.3 dB, optinen kokonaishäviö on alle 2 dB – selvästi tyypillisen SFP+-optiikan yli 12 dB:n budjetin sisällä.

Vastaanottoreitin piirilevyn asettelun on minimoitava differentiaalinen vinouma ja kapasitiivinen kuormitus RD±-johtimissa. Mikä tahansa P- ja N-johtimien välinen epäsymmetria johtaa ajoitusvinoumaan FPGA-tulossa, mikä heikentää silmän avautumista. Vältä läpivientien tai topologian muutosten tekemistä parin toiselle johtimelle ilman vastaavaa muutosta toiselle. FPGA SerDes -piirien CDR voi sietää jonkin verran jitteriä, mutta ei rajattomasti – fyysisen kerroksen on toimitettava puhtaita signaaleja pitääkseen CDR:n lukittuna koko käyttölämpötila-alueella.

DDM-diagnostiikkavalvonta

SFP/SFP+-moduulit toteuttavat digitaalisen diagnostiikan valvonnan (DDM, jota kutsutaan myös digitaaliseksi optiseksi valvonnaksi tai DOM) SFF-8472-standardin mukaisesti. I2C-liitäntä osoitteessa 0x51 tarjoaa reaaliaikaisen lukeman seuraavista: laserin lähetysteho (dBm), vastaanotettu optinen teho (dBm), laserin esijännite (mA), moduulin lämpötila (°C) ja syöttöjännite (V). Jokaisella parametrilla on ohjelmistolla konfiguroitavat hälytys- ja varoituskynnykset.

DDM-data ei ole hyödyllinen ainoastaan ​​kenttädiagnostiikassa, vaan se mahdollistaa myös ennakoivan huollon. Nouseva laseresijännite lähetystehon pysyessä vakaana, mikä osoittaa laserin ikääntymistä (ajuri kompensoi heikentynyttä tehokkuutta). Vastaanotetun optisen tehon lasku vakaalla lähetysteholla osoittaa kuidun tai liittimen heikkenemistä. Näiden trendien seuraaminen lentotuntien aikana antaa operaattoreille mahdollisuuden ajoittaa huollon ennen kuin marginaalinen linkki vikaantuu.

DDM:n I2C-väylä on reititettävä huolellisesti. SFP+-häkin I2C-nastat ovat 3.3 V:n logiikalla. Jos FPGA:n tai mikrokontrollerin I2C-jännite on eri, tasomuunnos on tarpeen. Väylässä tulisi olla 3.3 V:n ylösvetovastukset (yleensä 4.7 kΩ), eikä sen tulisi jakaa I2C-väylää muiden laitteiden kanssa, jotka voisivat aiheuttaa häiriöitä, jotka voivat johtaa moduulin virheelliseen konfigurointiin. Maadoituspuolen valvontakomponentti toimii valokuitukotelon piirilevyllä , mikä mahdollistaa päästä päähän -linkkien terveyden näkyvyyden molemmista päistä samanaikaisesti.

Kerrospino ja impedanssisuunnittelu

6-kerroksinen pino on vähimmäisvaatimus 10 Gbps:n optiselle tiedonsiirtolevylle, jolla on riittävä signaalin eheys ja tehonjako. 8-kerroksinen pino on suositeltavampi ratkaisu tiheään BGA-reititettyihin rakenteisiin, useisiin tehonsyöttöalueisiin tai samaan paikkaan sijoitettuihin analogisiin ja digitaalisiin piireihin.

Tyypillinen 6-kerroksinen kytkentä: Kerros 1 — yläkomponentit ja mikroliuskasignaalit; Kerros 2 — maataso; Kerros 3 — suurnopeuksiset liuskajohtoparit (FPGA:sta SFP-häkkiin); Kerros 4 — tehotasot; Kerros 5 — maa; Kerros 6 — alakomponentit ja toisiosignaalit. Kaksi maatasoa (L2 ja L5) tarjoavat paluureittejä L3:n suurnopeuksisille signaaleille ja suojaavat L4:n tehonjakoa säteilemästä ylöspäin signaalikerroksiin.

Suunnitelmissa, jotka vaativat kontrolloitua impedanssia , valmistajan on tiedettävä kunkin prepreg/ydin-parin dielektrinen vakio ja paksuus, kunkin kerroksen tavoiteimpedanssi ja toleranssi (±10 % useimmissa optisissa linkkisovelluksissa, ±5 % vaativimmissa). Tuotantolevyjen TDR-testaus varmistaa todellisen impedanssin suunnittelutavoitteisiin nähden. Kontrolloidun impedanssin määrittäminen valmistustiedoissa – ei vain jälkien piirtäminen lasketulle leveydelle – on välttämätöntä yhdenmukaisen valmistuksen varmistamiseksi.

Standardin FR-4:n ulkopuolisten materiaalien valinta tulee merkitykselliseksi 10 Gbps:n ja sitä suuremmilla nopeuksilla. FR-4 (Dk ~4.2–4.5 1 GHz:n taajuudella, nousee matalilla taajuuksilla) aiheuttaa taajuusriippuvaisen viiveen, joka heikentää reunanopeutta pitkillä jaksoilla. Yli 100 mm:n levyjaksoilla 10 Gbps:n nopeudella pienihäviöiset materiaalit, kuten Isola 370HR tai Panasonic Megtron 6, vähentävät väliinkytkentähäviötä. 25 Gbps:n nopeudella pienihäviöiset materiaalit ovat pakollisia, eivät valinnaisia.

Lämmönhallinta

SFP-moduulit haihduttavat 0.5–1.5 W tyypistä ja tiedonsiirtonopeudesta riippuen. SFP+-moduulit haihduttavat jopa 2.5 W. Suljetussa miehittämättömän ilma-aluksen kotelossa, jossa on rajoitettu ilmavirtaus, tämä lämpö on johdettava piirilevyyn ja sitten runkoon konvektion sijaan.

SFP-häkki tarjoaa lämpörajapinnan yläpinnan kautta, jos se on suunniteltu sille – yhteensopiva lämpörajapintamateriaali (TIM) häkin kannen ja miehittämättömän ilma-aluksen kotelon välissä johtaa moduulin lämmön suoraan runkoon. Häkin ja piirilevyn välinen rajapinta käyttää lämpöläpivientejä: 0.3 mm:n poranterän halkaisija, 1 mm:n nousu, järjestettynä ristikkoon häkin jalanjäljen alle. Sisäkerroksen kuparivalut keräävät lämpöä läpivienneistä ja levittävät sen sivusuunnassa ennen kuin se saavuttaa piirilevyn reunan tai rungon kiinnityspisteet.

Juotetuissa TOSA/ROSA-laitteissa pienempi jalanjälki keskittää lämmönhukkauksen pienemmälle alueelle, mikä lisää paikallista lämmönkestävyyttä. Juotettujen optisten laitteiden alla oleva läpivientiryhmä vaatii tiheämmän jaon (0.6 mm) ja suurempia kuparityynyjä kompensoimaan tätä. Liitoskohdan lämpötila on tarkistettava laitteen maksimispesifikaatiota vasten koko käyttölämpötila-alueella – ympäristön lämpötilan merenpinnan tasolla ja itsekuumenemisen yhdistelmä voi lähestyä rajoja nopeammin kuin suunnittelija odottaa.

Lämpösimulointi on tälle piirilevylle perusteltua: 2D-lämpömalli, joka näyttää lämpötilan jakautumisen piirilevyn yli maksimihäviön aikana ja maksimiympäristön lämpötilassa, vie muutaman tunnin ja voi estää paluun piirustuksiin ohjelman loppuvaiheessa. Piirilevyn suunnitteluvaihe on oikea aika löytää lämpöongelmia, ei ympäristökelpoisuustestien aikana.

Valmistus, kokoonpano ja testaus

TDR-varmennuksella varustettu kontrolloitu impedanssi on pakollinen valmistusvaatimus optisille tiedonsiirtolevyille 10 Gbps:n nopeudella. Valmistaja mittaa kunkin paneelin mittausnäytteistä todellisen jäljitysimpedanssin ja toimittaa dokumentaation – ei pelkästään lausuntoa siitä, että kontrolloitua impedanssia on yritetty. Toleranssien vertailu FR-4:ssä: ±10 % on saavutettavissa; ±5 % vaatii ensiluokkaisen materiaalin ja tiukemman prosessinohjauksen.

FPGA-laitteiden BGA-kokoonpano vaatii:

• Juotospastan tulostus sapluunan aukkosuhteella, joka sopii jakoväliin – tyypillisesti 0.8 mm jakoväli. BGA käyttää 0.45 mm:n aukon halkaisijaa 0.15 mm:n sapluunalla.
• BGA-toimittajan spesifikaation mukainen uudelleenvirtausprofiili – tyypillisesti nouseva lämpötila 150–170 °C:ssa, jota seuraa nouseva lämpötila ja lopuksi nouseva lämpötila huippuun 240–250 °C:ssa
• Kaikkien BGA-liitosten röntgentarkastus uudelleenvirtauksen varmistamiseksi ja siltojen tai tyhjien kohtien havaitsemiseksi
• Akustinen mikroskopia luokan 3 sovelluksiin maanalaisten tyhjien tilojen havaitsemiseksi

SFP-häkin kokoonpano vaatii häkin samantasoisuuden tarkistamisen ennen uudelleenjuottamista – piirilevyllä keinuva häkki ei juota kaikkia maadoitusnastoja luotettavasti ja aiheuttaa resonansseja EMI-tiivisteeseen. Häkin kiinnitysklipsien on kiinnitettävä moduuliin määritellyllä sisään- ja ulosvetovoimalla; käsittelystä aiheutuneet kuluneet häkit tulee vaihtaa ennen lopullista kokoonpanoa.

Optisen tiedonsiirtokortin toiminnallinen testi: kytke kuitusilmukka (TX-lähtö → vaimennin asetettu simuloimaan linkkibudjettia → RX-tulo), käytä PRBS-kuviota linjanopeudella ja mittaa BER tilastollisesti pätevällä aikavälillä. Alle 1×10⁻¹² oleva BER ja 3 dB:n lisävaimennus linkkibudjetin ulkopuolella vahvistaa riittävän marginaalin. Highleap tarjoaa optisten tiedonsiirtokorttien hallitun impedanssin valmistuksen ja tarkkuuskokoonpanon täydellisellä dokumentaation jäljitettävyydellä.

Alustakohtaiset suunnitteluvaihtoehdot

Kaupallinen valvontakameraliitäntä: SFP+ nopeudella 10 Gbps, kytkettävä kenttäkäyttöön, standardi FR-4 takarei'ityksellä, 6-kerroksinen pino, DDM-valvonta mikrokontrollerin kautta. Tässä kategoriassa dronejen valokuitupiirilevy sopii hyvin kaupallisiin SFP+-optiikoihin vakiohäkeillä.

Kuituohjattu kertakäyttöinen alusta: TOSA/ROSA-juotettu, kertakäyttöinen luotettavuuskelpoisuus (toiminnallinen testi ja läpikäynti, ei vaadi konformaalista pinnoitetta), kustannusoptimoitu kerrosmäärä. Kuituohjattu miehittämättömän ilma-aluksen ohjauspiirilevy edellyttää, että optinen tiedonsiirtokortti toimii luotettavasti ympäristön lämpötilasta tehtävän alusta loppuun – yleensä 30–90 minuuttia – ilman uudelleenkäytettävien alustojen edellyttämää jatkuvaa diagnostiikkavalvontaa.

Puolustusalan ISR-alusta: Polyimidisubstraatti, IPC-luokan 3 kokoonpano, konformaalinen pinnoite, MIL-STD-810-ympäristöluokitus, mahdollisesti räätälöity lähetin-vastaanotin toimitusketjun riippumattomuuden takaamiseksi. Tämän luokan yksityiskohtaiset vaatimukset löytyvät sotilaskäyttöön tarkoitettujen kuitudroonien piirilevyjen kontekstista.

FPV-kilpa-ajo/lähietäisyyden lento: 1 Gbps SFP riittävä, kevyt rakenneprioriteetti, lyhyempi kaapeli tarkoittaa pienempää optista häviöbudjettia, joka mahdollistaa monimuotokuidun ja 850 nm:n VCSEL-lähetin-vastaanottimien käytön (alhaisempi hinta, suurempi teho, vähemmän aallonpituusherkkä). Kuituoptinen FPV-droonin piirilevy edustaa tämän kategorian suunnittelufilosofiaa.

Kaikissa muunnelmissa optinen tiedonsiirtokortti on vuorovaikutuksessa valokuitukelan piirilevyn kanssa kaapelin kautta – kelakortin kireys ja annostelu vaikuttavat suoraan kuidun eheyteen ja siten tiedonsiirtokortin optiseen tehobudjettiin.

FAQ

Mitkä tiedonsiirtonopeudet ovat tyypillisiä nykyisille miehittämättömien ilma-alusten kuituyhteyksille?
Käyttöönotetuissa kaupallisissa järjestelmissä käytetään tyypillisesti 1 Gbps:n (SFP) tai 10 Gbps:n (SFP+) nopeutta. Useita pakkaamattomia virtoja kuljettavat usean kameran 4K-valvontadroonit vaativat vähintään 10 Gbps:n nopeuden. Edistyneemmät ohjelmat siirtyvät 25 Gbps:n nopeuteen kaistaa kohden käyttämällä QSFP28:aa tai mukautettuja VCSEL-matriisiliitäntöjä. Vanhemmat kytkyjärjestelmät käyttivät 100–400 Mbps:n nopeutta; useimmat uudet mallit ohittavat nämä nopeudet ja siirtyvät 1G- tai 10G-standardeihin saatavilla olevien komponenttiekosysteemien avulla.

Pystyykö taulu käsittelemään useita samanaikaisia ​​videostriimejä?
Kyllä — FPGA multipleksoi virrat optiseen kanavaan. Kolme pakkaamatonta 1080p60-virtaa vaativat noin 9 Gbps ja mahtuvat 10 Gbps:n linkkiin marginaalilla. Kolme 4K30-virtaa vaativat pakkauksen tai siirron 25 Gbps:ään. FPGA:n rooli virtojen yhdistämisessä on erillinen optisen tiedonsiirtokortin fyysisen kerroksen toiminnosta, mutta FPGA ja optinen lähetin-vastaanotin jakavat saman kortin ja niiden asettelu on vuorovaikutuksessa keskenään.

Mikä määrittää tietyn piirilevyn suunnittelun suurimman sallitun kiinnityspituuden?
Optisen linkin budjetti: lähetysteho (tyypillinen SFP+ −1 - +3 dBm) miinus liittimen häviöt (0.3–0.5 dB kukin) miinus kuidun vaimennus (0.35 dB/km 1310 nm:ssä) miinus vastaanottoherkkyys (−9.9 dBm tyypillisesti SFP+ SR:lle, −20 dBm LR:lle). 1310 nm:n LR SFP+, jonka lähetysherkkyys on −3 dBm ja vastaanottoherkkyys −20 dBm, tuottaa 17 dB:n budjetin – tukien yli 40 km:n kuituhäviöitä, mikä ylittää huomattavasti käytännön kaapelisovellukset. Useimmat kaapelin pituusrajoitukset ovat mekaanisia (kuidun paino ja kelan kapasiteetti), eivät optisia.

Miten tärinä vaikuttaa optiseen rajapintaan?
Kytkettävät SFP-häkit ovat herkkiä tärinälle kahden mekanismin kautta: moduuli voi löystyä häkissä, jos kiinnityssalpa ei ole kunnolla kiinni, ja häkin ja piirilevyn juotosliitokset voivat väsyä pitkäaikaisen tärinän aikana. Ilmailuluokitellut häkit vastaavat molempiin kysymyksiin: niissä on vahvemmat kiinnitysmekanismit ja painavammat maadoitusnastaryhmät. Suunnitelmissa, joille tehdään merkittäviä tärinätestejä, kannattaa määrittää ilmailuluokitellut häkit osaluettelossa tavallisten kaupallisten häkkikokoonpanojen sijaan.

Pyydä Tarjous