Utilisation des fibres optiques

---

Description détaillée

La fibre en elle-même permet d'aller à des vitesses plus élevées. Ceci est un avantage pour les évolutions futures, requises pour une adaptation à la demande accrue de débit d'information. Par contre, l'intégration au sein des véhicules est toujours un défi : les températures, les contraintes mécaniques, les connexions, ou encore l'humidité, rendent la création de réseaux rapides difficile.

Le standard MOST, évolue continuellement est atteint un débit de 150 Mbit/s dans les dernières versions. Un autre avantage de cette évolution, est sa compatibilité avec le protocole utilisé pour « surfer sur internet », permettant ainsi une interopérabilité pour rester connecté facilement où que l'on soit.

La fibre optique n'est cependant pas la seule solution pour ces débits et les constructeurs Français ne font pas partie de leurs plus fervents utilisateurs.

Utilisation dans le MOST:

Sur les trois dernières années, les constructeurs européens auront installé environ 25 millions d'éléments de fibres optiques pour le réseau MOST, sur une totalité de plus de 40 modèles de véhicules.

À l'origine, ce projet est issu d'un regroupement (voir www.mostcooperation.com) formé par BMW and DaimlerChrysler en 1998. Il est constitué des fabricants de véhicules, des fournisseurs, des développeurs de logiciels et de composants. Ils continuent tous à développer les standards, afin d'obtenir des débits de données plus importants, une meilleure résistance aux contraintes mécaniques et thermiques et une meilleure intégration dans les véhicules.

Le premier véhicule équipé de ce réseau était une BMW série 7. Mais depuis, tous les constructeurs ont équipé des modèles de leurs gammes. Le réseau MOST peut être nommé « infotainment », « multimédia », « confort », « MOST », etc. : le nom varie autant que les éléments constitutifs, en fonction des constructeurs.

Exemple d'éléments constituant un réseau MOST :

Aspect interne du connecteur:

Aspect externe de la fibre:

Aspect général d'une fibre avec connecteur:

La fibre optique cumule plusieurs avantages par rapport à des liaisons de fils de cuivre : 

• Elle est légère.
• Elle n'est pas affectée par les phénomènes électromagnétiques qui abondent dans le véhicule, amplifiés par la cage de Faraday formée par la carrosserie. Tous les éléments électriques du véhicule rayonnent soit par émission (ondes) soit par conduction (courants). Les ingénieurs peuvent donc plus rapidement passer de la phase de test à la phase de déploiement embarquée car l'environnement électromagnétique du véhicule n'aura presque pas d'impact.

Par contre il y a des inconvénients :

-      La température limite est de 95°C, ce qui limite sa zone d'utilisation à l'habitacle.

-      Il faut minimiser les angles que l'on fait subir à la fibre dans son parcours. Ceci afin d'éviter les pertes de lumière dans les courbures trop importantes.

-      Le protocole initial de 25Mbit/s n'est pas adapté au transport de la vidéo HD, pour les systèmes de vidéo d'aide à la conduite de nouvelle génération ou encore pour les réseaux multimédia de nouvelle génération (internet haut débit embarqué, etc.)

Le réseau est structuré en boucle : la communication traverse les calculateurs intermédiaires avant d'arriver au calculateur interrogé. Ce type de boucle est généralement appelée « Token Ring » ou « anneau ».

Il peut y avoir des communications synchrones, rythmées par une horloge, et des informations cycliques (paquets audio et vidéo, etc.) ; ou des communications asynchrones, rythmées par des événements particuliers ou des demandes spécifiques (infos de navigation, d'internet…). Sur les dernières évolutions du protocole, les paquets peuvent même contenir des informations non-MOST, qui seront utilisables uniquement par les calculateurs capables de les décoder !

Le débit maximum de la norme actuelle est de 25 Mbit/s, mais en fonction des constructeurs vous pouvez avoir des utilisations entre 20 et 25 Mbit/s. Le protocole a deux niveaux d'évolution : MOST50 et MOST150. Le premier peut contenir des paquets au format TCP/IP, le second des paquets au standard Ethernet.

Les connecteurs sont composés de deux fibres : une arrivée et une sortie. Il y a toujours des flèches pour indiquer leur sens.

Utilisation en tant que capteur de présence ou de choc piéton :

Avec la Directive Européenne 2003/102, tous les véhicules fabriqués à partir de 2005 doivent avoir un système de protection des piétons.

Ce système peut être passif : déformation mécanique du capot, une capacité de déformation importante entre le moteur et le capot, en bref, de toute la face avant.

Ce système peut être actif : dans ce cas qui nous intéresse, le capteur doit être en mesure de délivrer une information qui permettra d'identifier l'impact d'un piéton afin de déclencher une réaction qui soulèvera le capot.

Exemple:

L'analyse du signal : un faisceau optique multiple, par une optoélectronique adaptée, permet de déterminer la nature de l'objet frappé. Il peut ainsi être capable de faire la différence entre un humain ou un objet inanimé. En fonction des constructeurs, la façon dont le capot va se soulever peut varier, mais l'objectif est d'amortir l'impact du piéton sur celui-ci (absorption de l'énergie de l'impact).

L'allongement ou l'écrasement de la fibre joue sur la qualité de la transmission. Cette modification est comparée à la qualité initiale sans déformation. La résolution spatiale est obtenue en diffusant une multiplicité de longueur d'ondes lumineuses parallèles dans la fibre et en utilisant une analyse numérique sur la zone choisie. Étant donné que la vitesse de traitement est très rapide, ce type de capteur est capable de déterminer le sens de la déformation et sa vitesse. C'est cette vitesse de déformation qui permet de faire la distinction entre la jambe d'un être humain, un animal, ou un pylône… Normalement, le système doit ainsi être capable de déterminer s'il faut lever le capot (choc avec un humain ou un animal) ou s'il faut au contraire protéger les occupants en déclenchant les prétensionneurs et les airbags (en plus ou uniquement cela).

Ce type de système a notamment été développé par Siemens, avec pour caractéristiques affichées :

-      Détermination du type de choc en moins de 3 ms : humain ou objet inanimé.

-      Déclenchement du soulèvement de l'arrière du capot de quelques centimètres (entre 10 et 20 cm) dans un temps compris entre 30 et 60 ms.

Utilisation spécifique BMW : le Byteflight

Aujourd'hui abandonné, ce réseau en fibre optique reliait les capteurs et actionneurs du système de sécurité passive des BMW. Sur un réseau en étoile, le calculateur airbag était le maître des éléments constituant le réseau de sécurité passive du véhicule.

Une seule fibre était utilisée pour relier le calculateur à un élément, cette fibre permettait une communication bidirectionnelle. Il y avait donc autant de fibres que d'éléments à relier. Le réseau avait un débit de 10Mbit/s.

Vous le trouvez sur tous les modèles des années 2000 à 2008 environ.

---

Méthodes et pratiques

Diagnostic : Le diagnostic de tout type de réseau ou de système composé de fibre se fait par l'intermédiaire de la valise de diagnostic. En fonction des constructeurs, il peut y avoir un test actionneur spécifique du type « test de fibre ». Celui-ci réalise l'envoi d'une trame diagnostic et vérifie si la boucle est réalisée.

Réparation – Remplacement : le test de base "point rouge" permet avec une source de lumière de voir si la fibre n'est pas obstruée ou cassée.

En général il est préconisé le remplacement de la fibre. Mais via un kit de réparation spécifique « fibre optique », si disponible et préconisé pour réaliser des réparations. il se compose d'un kit de sertissage spécifique et d'un élément de coupure de fibre. On procède de manière similaire au sertissage d'un fil de cuivre, à la différence près, que la coupure de la fibre doit être nette et franche avant d'insérer l'élément de sertissage et que les outils sont spécifiques.
Exemple de procédure: http://www.vwgolf.org/preparing_fibre_optic_cable-2844.html

Le travail avec les fibres doit se faire d'une manière très soignée. En effet les plus gros risques viennent surtout des chocs ou des saletés sur les embouts, qu'elle pourrait subir lors des travaux aux alentours.

Nota: Les gaines des fibres optiques sont souvent de couleur orange ou jaune.

---

Impact sur les compétences en atelier

Les techniciens doivent être en mesure de:

• connaître la structure des réseaux multiplexés
• identifier le type de réseau utilisant les boucles de fibres optiques pour adapter le diagnostic.
• connaître les protocoles et leurs modes dégradés
• maîtriser la lecture des schémas électriques.
• maîtriser toutes les fonctions de l'outil de diagnostic.
• maîtriser toutes les fonctions de l'oscilloscope et du multimètre
• connaître les procédures de configuration et de paramétrage.
• tester, initialiser et installer des ECU, capteurs et actionneurs.

Les non techniciens doivent être en mesure de:

• connaître les procédures de configuration et de paramétrage.
• avoir des notions du  fonctionnement des ECU, capteurs et actionneurs
• déposer et reposer les équipements en respectant les préconisations d'interventions sur véhicule avec équipement électronique et multiplexé

---

Exemple d’outillage approprié

Outil de diagnostic.

Maintien de tension homologué (à forte capacité)

Kits de réparation ou de démontage adaptés pour les fibres optiques.

Pour BMW: pince à main 61 4 321, en combinaison avec la tête de sertissage 61 4 323, du kit de sertissage optique. (outils du kit 61 4 320)

Pour Audi: kit complet VAS 6223 (pince à découper-dénuder, pince à sertir, douilles, etc...)
https://erwin.volkswagen.de/workshop/deutsch/index.htm?https://erwin.volkswagen.de/workshop/deutsch/pinfo/44206002000.htm