FR2891371A1

FR2891371A1 - Electro-optical conversion gun for e.g. receiving optical information, has electrical contacts plugged in optical part of mixed connector for connections to present contacts in same order as contacts of electrical part of connector

Info

Publication number: FR2891371A1
Application number: FR0509780A
Authority: FR
Inventors: Luc Jolibois
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2005-09-23
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2007-03-30
Anticipated expiration: 2025-09-23
Also published as: FR2891371B1; WO2007036458A1

Abstract

The gun (10) has electrical contacts (13) plugged in an optical part of a mixed connector for optical and electrical connections to present the electrical contacts in the same order as electrical contacts of an electrical part of the connector. The electrical contacts (13) are configured to ensure power supply to the gun, where the gun is fixed to an end of an optical fiber (11) in a removable manner and is sensitive to an optical signal.

Description

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Canon de conversion électro-optique pour connexion de fond de châssis L'invention se rapporte à une connexion photo-électronique, c'est à dire à un dispositif recevant une information de nature optique et transmettant une information de nature électronique, elle concerne également une connexion électro-optique qui réalise la transformation inverse. The invention relates to a photo-electronic connection, ie to a device receiving information of an optical nature and transmitting information of an electronic nature, it also relates to a electro-optical connection that performs the inverse transformation.

Dans le domaine des équipements embarqués sur des aéronefs capables d'émettre et de recevoir des signaux électriques, on s'oriente vers une connexion à des réseaux d'infrastructure visant à échanger des informations numériques entre les équipements. On a d'abord créé des réseaux basés sur des liaisons physiques en cuivre visant à transmettre des signaux numériques avec un débit pouvant atteindre quelques dizaines puis quelques centaines de kilo-bits par seconde. Pour les aéronefs les plus récents, on a créé des liaisons optiques ou électrique point à point voir point multipoints dont le débit atteint jusqu'à cent M6ga-bits par seconde. Les futurs porteurs seront équipés de systèmes de transmission optique qui pourront atteindre un débit de l'ordre du Giga-bits par seconde. Pour de telles architectures, il est nécessaire de placer des dispositifs opérant une conversion photo-électrique ou électro-optique, à chaque extrémité des liaisons optiques reliant les équipements. In the field of equipment on board aircraft capable of transmitting and receiving electrical signals, we are moving towards a connection to infrastructure networks aimed at exchanging digital information between the equipment. Initially, networks based on copper physical links were created to transmit digital signals with a bit rate of up to a few tens, then a few hundred kilobits per second. For the most recent aircraft, optical or electrical links have been created point-to-point or multipoint point whose rate reaches up to one hundred M6ga-bits per second. Future carriers will be equipped with optical transmission systems that can reach a rate of the order of Giga-bits per second. For such architectures, it is necessary to place devices operating a photoelectric or electro-optical conversion, at each end of the optical links connecting the equipment.

Une première solution pour réaliser de tels dispositifs de conversion consiste à les intégrer aux équipements eux mêmes. Cette solution présente l'inconvénient de réduire l'espace utilisable au sein des équipements, qui prennent souvent la forme de boîtiers d'appareillage électronique. Par ailleurs, les connecteurs optiques s'accommodent mal des pollutions produites par les poussières qu'on trouve dans les châssis d'aéronefs. Enfin, les manipulations répétées des boîtiers ne sont pas non plus favorables à ces connecteurs qui requièrent une manutention soignée pour que les fibre optiques soient parfaitement centrées et alignées. A first solution for producing such conversion devices is to integrate them to the equipment themselves. This solution has the disadvantage of reducing the usable space within the equipment, which often takes the form of electronic equipment boxes. In addition, the optical connectors do not accommodate the pollution caused by the dust found in aircraft chassis. Finally, the repeated handling of the housings are also not favorable to these connectors which require careful handling so that the optical fibers are perfectly centered and aligned.

Pour résoudre ce problème, il a été proposé, dans le brevet FR 2,688, 600A1, de déporter la conversion électro-optique ou photo-électronique hors de l'équipement et de combiner un connecteur électrique et un dispositif de conversion photo-électronique ou électro-optique. Selon cette 2891371 2 proposition, un dispositif de conversion et d'interconnexion s'intercale entre une fibre optique demeurant à poste dans l'aéronef et un connecteur comportant des contacts électriques et équipant par exemple la face d'un boîtier d'appareillage électronique. La connexion entre le dispositif et la fibre optique d'une part et entre le dispositif et le connecteur d'autre part étant amovible. To solve this problem, it has been proposed in patent FR 2,688, 600A1, to deport the electro-optical or photoelectronic conversion out of the equipment and to combine an electrical connector and a photoelectronic or electronic conversion device. -optical. According to this proposal, a conversion and interconnection device is inserted between an optical fiber remaining stationed in the aircraft and a connector having electrical contacts and equipping for example the face of an electronic equipment box. The connection between the device and the optical fiber on the one hand and between the device and the connector on the other hand being removable.

Il apparaît que le dispositif de conversion et d'interconnexion selon cette conception est aisément démontable en cas de panne. Cependant, pendant la durée du remplacement, le démontage du dispositif laisse to l'extrémité de la fibre optique sans protection contre les poussières, ce qui peut considérablement compliquer l'opération de remplacement du dispositif, compte tenu des difficultés d'accès de ces connexions. Un deuxième inconvénient de cette conception est d'ordre logistique: le dispositif de conversion et d'interconnexion constitue une unité remplaçable de très petite dimension et de faible coût mais il représente un coût important en terme de montage puisque un ajustement de la distance entre l'extrémité de la fibre optique et le dispositif sont nécessaires de même qu'un centrage de la fibre. It appears that the conversion and interconnection device according to this design is easily removable in case of failure. However, during the replacement period, the disassembly of the device leaves the end of the optical fiber without protection against dust, which can considerably complicate the operation of replacing the device, given the difficulties of access to these connections. . A second disadvantage of this design is logistical: the conversion and interconnection device is a replaceable unit of very small size and low cost but it represents a significant cost in terms of assembly since an adjustment of the distance between end of the optical fiber and the device are needed as well as a centering of the fiber.

La présente invention a pour but de fournir un dispositif qui permette d'éviter ces inconvénients. Il propose une interface électrique entre un connecteur électrique et une fibre optique, insensible par conséquent aux poussières, le dispositif pouvant être facilement remplaçable en raison de son caractère enfichable. The present invention aims to provide a device that avoids these disadvantages. It provides an electrical interface between an electrical connector and an optical fiber, therefore insensitive to dust, the device can be easily replaceable because of its plug-in nature.

Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un canon de conversion électro-optique fixé de manière inamovible à une extrémité d'une fibre optique, le canon comportant des contacts électriques, caractérisé par le fait qu'il est conformé pour s'enficher dans la partie optique d'un connecteur mixte pour liaison optique et électrique de manière à présenter ses contacts électriques selon le même ordonnancement que les contacts électriques de la partie électrique du connecteur. To obtain this result, the invention provides an electro-optical conversion gun fixed immovably to an end of an optical fiber, the barrel having electrical contacts, characterized in that it is shaped to plug into the optical part of a mixed connector for optical and electrical connection so as to present its electrical contacts according to the same scheduling as the electrical contacts of the electrical part of the connector.

L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée d'un mode réalisation donné à titre d'exemple, description illustrée par le dessin joint dans lequel: -la figure 1 représente un boîtier d'appareillage électronique et un connecteur de fonde de panier de châssis; 2891371 3 - la figure 2 représente, en vue de coupe, un canon selon l'invention; - la figure 3 représente, en vue de coupe, un boîtier d'appareillage électronique enfiché sur un connecteur dans lequel s'ancre un canon selon 5 l'invention. The invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of an embodiment given by way of example, a description illustrated by the accompanying drawing in which: FIG. 1 represents an apparatus box electronics and a chassis basket base connector; 2891371 3 - Figure 2 shows, in sectional view, a gun according to the invention; - Figure 3 shows, in sectional view, an electronic equipment box plugged into a connector in which is anchored a gun according to the invention.

Par soucis de simplicité, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes figures. For the sake of simplicity, the same elements will bear the same references in the different figures.

La figure 1 montre, en vue perspective, un boîtier 1 d'appareillage io électronique pouvant contenir des cartes de circuits imprimés non représentées sur la figure. Le boîtier 1 est de forme parallélépipédique, il comporte une ouverture 2 située sur une de ses faces et un connecteur 3 monté dans l'ouverture 2. Figure 1 shows, in perspective view, an electronic equipment box 1 which may contain printed circuit boards not shown in the figure. The housing 1 is of parallelepipedal shape, it has an opening 2 located on one of its faces and a connector 3 mounted in the opening 2.

Le boîtier 1 est destiné à être enfiché sur un châssis non représenté sur la figure. Le châssis comporte un connecteur 4 de fond de panier dans lequel s'emboîte le connecteur 3 parfaitement complémentaire du connecteur 4. Le connecteur 3 comporte exclusivement des contacts électriques qui sont traversants, c'est à dire qu'ils relient l'intérieur et l'extérieur du boîtier 1. The housing 1 is intended to be plugged into a frame not shown in the figure. The chassis comprises a backplane connector 4 in which the perfectly complementary connector 3 of connector 4 fits together. Connector 3 has only electrical contacts which are through, ie they connect the inside and the outside. outside the housing 1.

Les châssis et les boîtiers peuvent être soumis à des environnements mécaniques ou thermiques sévères. Les connecteurs doivent également résister aux mêmes environnements. Il existe des normes reconnues qui garantissent la tenue des connecteurs standards à de tels environnements. Les fabricants de châssis se reposent sur ces normes pour s'assurer que les connecteurs qui équipent leurs châssis supportent des conditions d'emploi difficiles telles que par exemple celles rencontrées lors d'une mise en place de boîtier dans une zone à accès réduit. On appelle ici connecteur standard un connecteur répondant aux normes de tenue aux environnements sévères exigées par les fabricants de châssis Sur le connecteur 4, s'ancre un canon 10 de conversion selon l'invention. Le canon prolonge une fibre optique 11 à laquelle il est fixé de manière inamovible. Chassis and housings may be subject to severe mechanical or thermal environments. The connectors must also withstand the same environments. There are recognized standards that ensure that standard connectors are suitable for such environments. Chassis manufacturers rely on these standards to ensure that the connectors that equip their chassis support difficult conditions of use such as those encountered when placing a box in a restricted access area. The term standard connector is a connector that meets the stringency standards for severe environments required by chassis manufacturers. On connector 4, a conversion barrel 10 according to the invention is anchored. The barrel extends an optical fiber 11 to which it is immovably fixed.

La figure 2 représente un canon 10 de conversion selon l'invention 35 prolongé par une fibre optique 11. Le canon a la forme d'un cylindre, les 2891371 4 dimensions du cylindre sont par exemple un diamètre de l'ordre de 3 millimètres et une longueur (hauteur) valant 2 centimètres. FIG. 2 shows a conversion gun 10 according to the invention extended by an optical fiber 11. The barrel is in the form of a cylinder, the dimensions of the cylinder being, for example, a diameter of the order of 3 millimeters and a length (height) of 2 centimeters.

Le canon 10 comporte des contacts 13 électriques sur une première section. La fibre optique 11 s'insère dans le canon par une deuxième section. La fibre optique 11 sert de guide conducteur à un signal optique de longueur d'onde X. La fibre optique est de type multi-mode, possédant par exemple un coeur dont le diamètre mesure 62,5 micromètres, ou bien, la fibre optique est de type mono-mode et comporte dans ce cas un coeur de diamètre égal par exemple à 9 micromètres. The barrel 10 has electrical contacts 13 on a first section. The optical fiber 11 is inserted into the barrel by a second section. The optical fiber 11 serves as a conductive guide for an optical signal of wavelength λ. The optical fiber is of the multi-mode type, for example having a core whose diameter measures 62.5 micrometers, or the optical fiber is of mono-mode type and comprises in this case a core of diameter equal for example to 9 micrometers.

Le canon comporte de plus: -un substrat servant de support à des composants électroniques, - une lentille pour mettre en forme un signal optique, la lentille étant conformée pour opérer à la longueur d'onde X mais pouvant également être achromatique. The barrel further comprises: a substrate serving to support electronic components; a lens for shaping an optical signal, the lens being shaped to operate at the wavelength λ but which can also be achromatic.

Le substrat est placé à l'intérieur du cylindre formé par le canon, il constitué par exemple une plaque d'époxy sur laquelle sont disposés des composants électroniques reliés entre-eux par des pistes électriquement conductrices dessinées sur le substrat. Les contacts électriques sont en contact avec les pistes du substrat. Au moins deux des contacts électriques assurent une alimentation électrique des composant électriques du canon. aux composant, par exemple sous la forme d'une référence de tension ou de courant et d'une masse. The substrate is placed inside the cylinder formed by the barrel, it consisting for example of an epoxy plate on which are placed electronic components connected to each other by electrically conductive tracks drawn on the substrate. The electrical contacts are in contact with the tracks of the substrate. At least two of the electrical contacts provide electrical power to the electrical components of the barrel. components, for example in the form of a voltage or current reference and a ground.

Si le canon a une fonction de conversion électro-optique, il reçoit un signal électrique sur des contacts électriques et il produit un signal optique sur la fibre optique. Dans ce cas, le canon comporte un dispositif d'émission de signal optique. Le signal électrique reçu par le canon attaque un modulateur. Le signal électrique modulé produit par le modulateur est employé pour moduler le signal optique produit par le dispositif d'émission de signal optique. Le dispositif d'émission est par exemple une diode électroluminescente ou une diode laser. Le signal optique produit par le dispositif d'émission est mis en forme spatialement par la lentille pour être couplé à la fibre optique. La puissance du signal optique émis par le dispositif d'émission vaut par exemple un milli-Watt. La puissance calorique dissipée par l'ensemble des composants en fonctionnement est égale par exemple à 2891371 5 dix milli- Watt, elle est évacuée dans le corps du canon par l'intermédiaire de drains thermiques. If the barrel has an electro-optical conversion function, it receives an electrical signal on electrical contacts and produces an optical signal on the optical fiber. In this case, the barrel comprises an optical signal transmission device. The electrical signal received by the gun attacks a modulator. The modulated electrical signal produced by the modulator is used to modulate the optical signal produced by the optical signal transmitting device. The emission device is for example a light emitting diode or a laser diode. The optical signal produced by the transmitting device is spatially shaped by the lens to be coupled to the optical fiber. The power of the optical signal emitted by the transmission device is for example a milli-Watt. The caloric power dissipated by all the components in operation is equal, for example, to ten milliwatts, it is discharged into the body of the barrel by means of thermal drains.

Si le canon a une fonction de conversion photo-électronique, il reçoit un signal optique par la fibre optique et il produit un signal électrique sur des contacts électriques. Dans ce cas, le canon comporte un dispositif de détection sensible au signal optique. Le signal optique reçu est concentré par la lentille sur une surface photo-sensible du dispositif de détection. Le dispositif de détection est par exemple une photodiode PIN ou une photodiode à avalanche, il produit, en réponse, un signal électrique. Le signal électrique attaque un démodulateur qui produit un signal électrique démodulé. Le signal électrique démodulé est transmis à des contacts électriques du canon. La puissance du signal optique reçu par le dispositif de détection vaut par exemple un milli- Watt. La puissance calorique dissipée par l'ensemble des composants en fonctionnement est égale par exemple à dix milli-Watt, elle est évacuée dans le corps du canon par l'intermédiaire de drains thermiques. If the barrel has a photo-electronic conversion function, it receives an optical signal through the optical fiber and produces an electrical signal on electrical contacts. In this case, the barrel comprises a detection device sensitive to the optical signal. The received optical signal is focused by the lens on a photo-sensitive surface of the detection device. The detection device is for example a PIN photodiode or an avalanche photodiode, it produces, in response, an electrical signal. The electrical signal drives a demodulator that produces a demodulated electrical signal. The demodulated electrical signal is transmitted to electrical contacts of the barrel. The power of the optical signal received by the detection device is for example a milliWatt. The caloric power dissipated by all the components in operation is equal for example to ten milli-Watt, it is discharged into the body of the barrel by means of thermal drains.

La figure 3 montre en vue de coupe, un boîtier 1 d'appareillage électronique enfiché dans un châssis non représenté sur la figure. Un connecteur 3 de fond de boîtier, comportant des contacts traversants reliant l'intérieur et l'extérieur du boîtier 1 et comportant des extrémités internes et des extrémité externes. Figure 3 shows in sectional view, a housing 1 of electronic equipment plugged into a frame not shown in the figure. A housing bottom connector 3 having through-contacts connecting the inside and outside of the housing 1 and having inner ends and outer ends.

Avantageusement, le connecteur 3 est un connecteur de fond de boîtier répondant à une spécification appartenant à la liste suivante: ARINC 25 600, MIL 83 527, ARINC 404A. Advantageously, the connector 3 is a bottom housing connector corresponding to a specification belonging to the following list: ARINC 25 600, MIL 83 527, ARINC 404A.

Le connecteur 3 est parfaitement emboîté dans un connecteur 4 de fond de panier du châssis. Un canon 10 de conversion est ancré dans le connecteur 4 de fond de panier. Des contacts 11 électriques du canon sont en contacts électriques avec des extrémités externes du boîtier 1. The connector 3 is perfectly fitted in a connector 4 of the chassis backplane. A conversion gun 10 is anchored in the backplane connector 4. Electrical contacts 11 of the barrel are in electrical contacts with outer ends of the housing 1.

Avantageusement, le canon 10 est conformé pour s'ancrer sur un connecteur de fond de panier de châssis répondant à une spécification appartenant à la liste suivante: ARINC 600, MIL 83 527, ARINC 404A. Advantageously, the barrel 10 is shaped to anchor on a chassis backplane connector corresponding to a specification belonging to the following list: ARINC 600, MIL 83 527, ARINC 404A.

De cette façon, le boîtier 1 communique avec des éléments répartis hors du boîtier, par l'intermédiaire d'une liaison optique. L'interface 2891371 6 de cette liaison optique est électrique, ce qui est avantageux en terme de robustesse et de facilité de manipulation et de remplacement. In this way, the housing 1 communicates with elements distributed out of the housing, via an optical link. The interface 2891371 6 of this optical link is electric, which is advantageous in terms of robustness and ease of handling and replacement.

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Claims

An electro-optical conversion barrel (10) fixedly secured to one end of an optical fiber (11), the barrel (10) having electrical contacts (13), characterized in that it is configured to plugging into the optical part of a connector (3) mixed for optical and electrical connection so as to present its electrical contacts (13) in the same order as the electrical contacts of the electrical part of the connector (3).

2. Canon (10) according to claim 1 characterized in that it receives an optical signal by the optical fiber (11) and produces an electrical signal on electrical contacts (13).

3. A barrel (10) according to claim 1, characterized in that it receives an electrical signal on electrical contacts (13) and produces an optical signal on the optical fiber (11).

4. Canon (10) according to claim 2 characterized in that it comprises a detection device sensitive to the optical signal.

5. Canon (10) according to claim 4 characterized in that the detection device is of PIN photodiode type.

6. Canon (10) according to claim 4 characterized in that the detection device is of avalanche photodiode type.

7. Canon (10) according to claim 3 characterized in that it comprises an optical signal transmission device.

8. Canon (10) according to claim 7, characterized in that the emission device is of the electroluminescent diode type.

9. Canon (10) according to claim 7 characterized in that the emission device is of the laser diode type.

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10. Canon (10) according to one of the preceding claims characterized in that the connector is a connector (3) bottom housing to a specification belonging to the following list: ARINC 600, MIL 83 527, ARINC 404A.

11. Canon (10) according to one of the preceding claims characterized in that it is shaped to anchor on a connector (4) of chassis backplane to a specification belonging to the following list: ARINC 600, MIL 83 527, ARINC 404A.

12. Canon (10) according to one of the preceding claims characterized in that electrical contacts (13) provide power to the barrel.