盡管基于銅纜的高數據速率連接正在不斷發展，但光纖傳輸的使用也在增加。創建獨立于位置的架構意味著不同的子系統不得受到布線距離的限制。光纖具有眾所周知的優點，即傳輸距離長，不受數據速率影響，抗噪性和體積小/重量輕。

隨著無人機從以平臺為中心轉向以網絡為中心的模型——與地面控制站、衛星和遠程終端共享傳感器和有效載荷信息的模型——需要計算密集型處理來分離小麥和谷殼并壓縮數據。VPX 是滿足這些需求的領先平臺，因為它為用戶提供了模塊化、可擴展性以及對板級光纖和射頻連接的支持。

輸入/輸出和SWaP

為了避免性能瓶頸，I/O 連接需要與處理器保持同步，以便快速有效地移動數據。系統開始使用千兆甚至萬兆以太網來創建連接傳感器、處理器和通信的板載網絡。節省空間和重量是無人機的關鍵設計要求。特別是，減輕重量對于使無人機能夠在原地長時間徘徊并攜帶更重的有效載荷非常重要。在組件級別以盎司為單位的節省在系統級別產生磅數。

更高的速度和對減小尺寸和重量的要求相結合，意味著傳統的軍用連接器，如無處不在的MIL-DTL-38999圓形連接器，通常太大，不適合高速系統。由于這些原因，設計師正在尋找替代解決方案;無論選擇哪種解決方案，都必須足夠堅固耐用，以承受無人機部署帶來的沖擊和振動、極端溫度以及其他機械和環境危害。

圖1：小型圓形連接器支持端到端連接所需的高速（由 TE 連接提供）。

隨著I/O速度的提高，信號完整性和功耗預算問題帶來了新的挑戰。簡而言之，高速信號比低速信號更難管理。互連速度越高，就越難管理回波損耗、插入損耗、串擾以及可能降低信號質量的類似因素。雖然理想的布線系統在盒子之間沒有中間連接，但實際對生產中斷和模塊化的需求需要在路徑中使用連接器。

設計不佳的連接器將表現為明顯的阻抗不連續性。不連續性的影響與頻率有關——回波損耗和串擾隨頻率增加——這意味著必須更仔細地設計高速I/O連接器。電纜中的衰減和連接器中的插入損耗也與頻率有關，這使得高速時的功率預算更具挑戰性。

尺寸、重量和功率（SWaP）問題對于提供持續監視、更好的燃油重量比以及小型無人機的潛力仍然是最重要的。雖然更小、更輕的連接器有助于滿足SWaP目標，但小型化不能簡單地以犧牲信號完整性或堅固性為代價來實現。納米微型和微型連接器已經存在，但這些傳統連接器不是為高速信號設計的。

支持 10 G

快速銅纜連接方面的差距可以通過某些性能為 10 Gb/s 的連接器部分彌補。

通過連接器保持屏蔽連續性的連接器可以多次連接，而不會降低性能。這些連接器提供現場可維修性，支持 11 號外殼中的單個 10 G 以太網通道或 25 號外殼中的四個通道。尺寸為 8 的外殼中的較小 8 位連接器使用 T 形觸點模式提供降噪和去耦，以最大限度地減少串擾并提高信號完整性。在這款 8 號連接器中，后殼集成在插頭主體中，外形扁平，提供低重量應力消除，并提供電磁 （EMI） 保護。納米連接器使用與 8 號連接器相同的 T 形觸頭模式，但采用納米微型尺寸，因為插頭的直徑僅為 0.3 英寸。（請參閱圖1，上一頁）。

光纖：重量輕，速度快

盡管基于銅纜的高數據速率連接正在不斷發展，但光纖傳輸的使用也在增加。創建獨立于位置的架構意味著不同的子系統不得受到布線距離的限制。光纖具有眾所周知的優點，即傳輸距離長，不受數據速率影響，抗噪性和體積小/重量輕。

雖然有許多光纖連接器可用，但光學觸點的兩個主要類別是物理接觸 （PC） 和擴展光束 （EB）。PC終端通常使用陶瓷單纖維套圈，通過使終端物理接觸來實現低損耗。另一方面，EB連接器依靠球透鏡來擴展，然后重新聚焦整個界面的光線。非接觸式 EB 接口具有高插拔周期耐用性和易于清潔的特點，而 PC 接口則提供最低的損耗。MT套圈的容量為12或24根光纖，可實現超高密度的光纖包裝。MT套圈有PC和EB兩種版本。

對于光纖連接，38999式連接器在無人機應用中仍然很受歡迎。TE 最近推出了 MC801 連接器，它結合了 ARINC 801 端子和 38999 型外殼。無性別的 ARINC 終端被認為比 PC 軍用式觸點的引腳和插座配置更易于使用、清潔和維護。涵蓋擴展光束技術的 ARINC 845 最近選擇 TE 的 PRO BEAM EB16 終端作為商業航空應用中堅固光學應用的 ARINC 845 行業標準。

無人機連接的下一步是什么？

隨著更復雜的傳感器，更快，更強大的硅，以及更復雜的計算機架構和軟件，無人機系統的一個明確未來是更多的帶寬。網絡主干網已經從 1 Gb/s 以太網遷移到 10 Gb/s，40 和 100 Gb/s 正在等待。以通用硬件集為目標的簡化設計也正在取得進展。例如，設計與一系列物理層阻抗兼容的互連（如光纖通道、IEEE 1394、eSATA 等）不僅可以簡化系統設計，還可以減少必須庫存的電纜和連接器的數量和類型。改進的兼容性將增強模塊化和簡單的即插即用連接的概念。

雖然設計人員最終會尋找標準化的高性能系統和組件，但在基于性能的替代方案方面，他們仍然有選擇。今天基于性能的系統很可能成為明天的新標準。

審核編輯：郭婷