Brevet FR2891371A1 — publié le 20070330

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Par soucis de simplicité, les mêmes éléments porteront les mêmes repères dans les différentes 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 2891371 7 REVENDICATIONS 1. Canon (10) de conversion électro-optique fixé de manière inamovible à une extrémité d'une fibre optique (11), le canon (10) comportant des contacts électriques (13), caractérisé par le fait qu'il est conformé pour s'enficher dans la partie optique d'un connecteur (3) mixte pour liaison optique et électrique de manière à présenter ses contacts électriques (13) selon le même ordonnancement que les contacts électriques de la partie électrique du connecteur (3). 2. Canon (10) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il reçoit 10 un signal optique par la fibre optique (11) et qu'il produit un signal électrique sur des contacts électriques (13). 3. Canon (10) selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il reçoit un signal électrique sur des contacts électriques (13) et qu'il produit un signal 15 optique sur la fibre optique (11). 4. Canon (10)selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de détection sensible au signal optique. 5. Canon (10) selon la revendication 4 caractérisé en ce que le dispositif de détection est de type photodiode PIN. 6. Canon (10) selon la revendication 4 caractérisé en ce que le dispositif de détection est de type photodiode à avalanche. 7. Canon (10) selon la revendication 3 caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'émission de signal optique. 8. Canon (10) selon la revendication 7 caractérisé en ce que le 30 dispositif d'émission est de type diode électroluminescente. 9. Canon (10) selon la revendication 7 caractérisé en ce que le dispositif d'émission est de type diode laser. 2891371 8 10. Canon (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le connecteur est un connecteur (3) de fond de boîtier répondant à une spécification appartenant à la liste suivante: ARINC 600, MIL 83 527, ARINC 404A. 11. Canon (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est conformé pour s'ancrer sur un connecteur (4) de fond de panier de châssis répondant à une spécification appartenant à la liste suivante: ARINC 600, MIL 83 527, ARINC 404A. 12. Canon (10) selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que des contacts électriques (13) assurent une alimentation électrique du canon.