Πόσο μακριά μπορούν να μεταδώσουν οι πλαστικές οπτικές ίνες; Κατανοώντας τα dB, dBm και τον προϋπολογισμό οπτικής ισχύος

Πόσο μακριά μπορεί να μεταδώσει η πλαστική οπτική ίνα; Ακούγεται σαν μια απλή ερώτηση, αλλά δεν υπάρχει μια απλή απόσταση που να ισχύει για κάθε σύνδεση POF.

Ένα καλώδιο οπτικών ινών από πλαστικό έχει προδιαγραφή εξασθένισης, που εκφράζεται συνήθως σε dB ανά μέτρο.Η πραγματική εμβέλεια μιας σύνδεσης εξαρτάται από το πόση οπτική ισχύ εκτοξεύει ο πομπός, πόσο λίγη οπτική ισχύς μπορεί να ανιχνεύσει αξιόπιστα ο δέκτης, πόση ισχύ χάνεται μέσω της ινών και των συνδέσεων και πόσο περιθώριο πρέπει να παραμείνει για πραγματικές συνθήκες λειτουργίας.

Για το λόγο αυτό η ίδια 1 mm POF μπορεί να λειτουργήσει πάνω από 20 μέτρα σε ένα σύστημα και μόνο 10 μέτρα σε ένα άλλο.Προϋπολογισμός οπτικής ισχύοςτου πλήρους συνδέσμου πομπός ινών δέκτη έχει.

Η κατανόηση αυτού απαιτεί τρεις έννοιες:dBm,dB, καιΠροϋπολογισμός οπτικής ισχύος.

Τι καθορίζει τη μέγιστη απόσταση μετάδοσης των πλαστικών οπτικών ινών;

Η μέγιστη απόσταση μετάδοσης της πλαστικής οπτικής ινών είναι το μεγαλύτερο μήκος σύνδεσης που διατηρεί την παραληφθείσα οπτική ισχύ και την ποιότητα του σήματος εντός των καθορισμένων ορίων του συστήματος πομπός/αποδέκτη.Εξαρτάται από τον οπτικό προϋπολογισμό ισχύος., αποδυνάμωση των ινών, απώλειες σύνδεσης και κάμψης, θερμοκρασία, περιθώριο σχεδιασμού και, σε ορισμένα συστήματα, περιορισμοί ρυθμού δεδομένων και εύρους ζώνης.

Η απόσταση είναι ιδιότητα του πλήρους οπτικού συνδέσμου

Μια σύνδεση δεδομένων POF μπορεί να απλουστευθεί σε τρία κύρια στοιχεία:

Μεταδότης → πλαστική οπτική ίνα → δέκτης

                                            Προϋπολογισμός οπτικής ισχύος πομπός

Ο πομπός δημιουργεί το οπτικό σήμα. Η ίνα το μεταφέρει. Ο δέκτης πρέπει να λάβει αρκετή οπτική ισχύ για να ανακτήσει σωστά τα δεδομένα.

Επομένως, ο πομπός δίνει στο σύστημα ένα αρχικό επίπεδο οπτικής ισχύος, ενώ κάθε μέρος της οπτικής διαδρομής μειώνει αυτή την ισχύ σε κάποιο βαθμό.

Η βασική σχέση είναι:

Πληροφορίες σχετικά με την εκτίμηση της οπτικής ισχύος

Εάν η λήψη της οπτικής ισχύος πέσει κάτω από την απαιτούμενη ευαισθησία του δέκτη, η σύνδεση δεν μπορεί πλέον να εγγυηθεί την ορθή λειτουργία.

Αυτό σημαίνει ότι η ερώτηση δεν είναι απλά:

Πόση απώλεια έχει αυτό το POF ανά μέτρο;

Η πιο χρήσιμη μηχανική ερώτηση είναι:

Πόση οπτική απώλεια μπορεί να αντέξει το συγκεκριμένο σύστημα πομπός ινών;

Μόνο αφού γνωριστεί αυτή η τιμή, η εξασθένιση των ινών γίνεται χρήσιμη για την εκτίμηση της απόστασης.

Η οπτική ισχύς δεν είναι το μόνο δυνατό όριο απόστασης

Για πολλές σύντομες βιομηχανικές συνδέσεις POF, ο οπτικός προϋπολογισμός ισχύος είναι ένας από τους πιο πρακτικούς τρόπους κατανόησης της απόστασης μετάδοσης.επαρκής παραληφθείσα ισχύς δεν εγγυάται αυτόματα ότι οποιοδήποτε αυθαίρετο μήκος σύνδεσης και ταχύτητα δεδομένων θα λειτουργήσει.

Καθώς αυξάνεται η ταχύτητα των δεδομένων, το σχήμα του παλμού, το εύρος ζώνης του συστήματος, η διασπορά, ο χρόνος του πομπού και η συμπεριφορά του δέκτη μπορούν επίσης να επηρεάσουν την ακεραιότητα του σήματος.Συνεπώς, μια σύνδεση μπορεί να φτάσει σε όριο ποιότητας σήματος ακόμη και όταν ένας απλός υπολογισμός οπτικής ισχύος φαίνεται ακόμη αποδεκτός..

Για το λόγο αυτό, ο προγραμματισμός οπτικής ισχύος θα πρέπει να θεωρείται ως βασικός υπολογισμός απόστασης, αλλά όχι ως υποκατάστατο της πλήρους προδιαγραφής σύνδεσης πομπός-αποδέκτη.

dB έναντι dBm: Οι μονάδες πίσω από τους υπολογισμούς οπτικής σύνδεσης

Μια κοινή πηγή σύγχυσης στον σχεδιασμό οπτικών ινών συνδέσμου είναι ότιdBκαιdBmΜοιάζουν αλλά περιγράφουν διαφορετικά πράγματα.

Η κατανόηση αυτής της διάκρισης διευκολύνει πολύ τον υπόλοιπο υπολογισμό του προϋπολογισμού σύνδεσης.

dBm έναντι dB σε οπτική σύνδεση

Τι Σημαίνει το dBm;

dBm είναι απόλυτο επίπεδο ισχύος.

Εκφράζει την οπτική ισχύ σε σχέση με 1 milliwatt:

0 dBm = 1 mW

Οι αρνητικές τιμές dBm δεν σημαίνουν αρνητική φυσική ισχύ.

Για παράδειγμα, ένας πομπός μπορεί να καθορίσει μια ελάχιστη οπτική έξοδος των -10 dBm, ενώ ένας δέκτης μπορεί να καθορίσει ευαισθησία των -18 dBm.

Αυτά είναι δύο απόλυτα επίπεδα οπτικής ισχύος.

Τι Σημαίνει το dB;

Το dB περιγράφει μια αναλογία ή διαφορά μεταξύ δύο επιπέδων ισχύος.

Σε μια οπτική σύνδεση, το dB χρησιμοποιείται για απώλειες όπως:

• εξασθένιση των ινών,

• απώλεια συνδέσμου ή προσαρμογέα,

• απώλεια που σχετίζεται με τη στροφή,

• και το περιθώριο μηχανικής.

Εάν ένα τμήμα της σύνδεσης εισάγει απώλεια 2 dB, η λήψη οπτικής ισχύος μετά από αυτό το τμήμα είναι 2 dB χαμηλότερη από την προηγούμενη.

Η διάκριση αυτή είναι σημαντική:

Το dBm σου λέει πού είναι το επίπεδο οπτικής ισχύος.
Το dB σου λέει πόσο αλλάζει.

Γιατί οι τιμές dBm μπορούν να αφαιρεθούν για να ληφθούν dB;

Επειδή το dBm είναι λογαριθμικό, η διαφορά μεταξύ δύο τιμών dBm εκφράζεται σε dB.

Ας υποθέσουμε:

Ελάχιστη ισχύς εκπομπής = -10 dBm

και

Ευαισθησία δέκτη = -18 dBm

Τότε:

-10 dBm − (−18 dBm) = 8 dB

Συνεπώς, το σύστημα διαθέτει διαφορά οπτικής ισχύος 8 dB μεταξύ της ελάχιστης ισχύος του πομπού και της ευαισθησίας του δέκτη.

Αυτό το 8 dB δεν είναι η απόσταση των ινών.Ο προϋπολογισμός απώλειας που πρέπει να πληρώσει για ολόκληρη την οπτική διαδρομή.

Πώς να υπολογίσετε ένα προϋπολογισμό οπτικής ισχύος POF

Το απλούστερο σημείο εκκίνησης για έναν προϋπολογισμό σύνδεσης POF είναι:

Προϋπολογισμός οπτικής ισχύος = Ελάχιστη ισχύς του πομπού − Ευαισθησία του δέκτη

Το αποτέλεσμα εκφράζεται σε dB.

Για τη συντηρητική μηχανική, η ελάχιστη εγγυημένη απόδοση του πομπού είναι γενικά πιο χρήσιμη από μια τυπική τιμή πομπού,επειδή ο στόχος είναι συνήθως να προσδιοριστεί εάν η σύνδεση μπορεί να λειτουργήσει σε όλα τα αναμενόμενα στοιχεία και περιβαλλοντικές συνθήκες.

Η ίδια αρχή ισχύει και για τον δέκτη: η αντίστοιχη τιμή ευαισθησίας πρέπει να αντιστοιχεί στις απαιτούμενες συνθήκες λειτουργίας και ταχύτητα δεδομένων.

Ξεκινήστε με την ελάχιστη ισχύ του πομπού και την ευαισθησία του δέκτη

Σκεφτείτε ένα υποθετικό σύστημα:

Ελάχιστη ισχύς του πομπού: -10 dBm
Ευαισθησία του δέκτη: -18 dBm

Ο αρχικός προϋπολογισμός οπτικής ισχύος είναι:

-10 − (−18) = 8 dB

Συνεπώς, το σύστημα μπορεί να αντέξει 8 dB μεταξύ της καθορισμένης εξόδου του πομπού και του ορίου του δέκτη πριν από την επίτευξη του ορίου αυτού του δέκτη.

Αλλά όλα τα 8 dB δεν πρέπει να αποδίδονται αυτόματα στην ίνα.

Άλλες απώλειες πρέπει ακόμη να ληφθούν υπόψη.

Οι προδιαγραφές του δέκτη πρέπει επίσης να διαβάζονται ως εύρος και όχι μόνο ως ελάχιστο κατώτατο όριο.Σε πολύ μικρές αποστάσεις σε ορισμένα συστήματα, η υπερβολική οπτική είσοδος μπορεί επίσης να υπερβαίνει το καθορισμένο εύρος του δέκτη.

Αφαιρέστε τις απώλειες μεταξύ του πομπού και του δέκτη

Ένα πρακτικό μοντέλο απώλειας συνδέσμου είναι:

Συνολική απώλεια σύνδεσης = απώλεια ινών + πρόσθετες απώλειες διεπαφής + απώλειες τερματισμού + απώλειες που σχετίζονται με την κάμψη + άλλες απώλειες εγκατάστασης

Οι ακριβείς κατηγορίες εξαρτώνται από τον τρόπο κατασκευής του συστήματος.

Μια σημαντική λεπτομέρεια είναι ότι δεν πρέπει απαραίτητα να προστεθεί και πάλι κάθε προφανής διεπαφή.Ορισμένες προδιαγραφές μεταβιβαστή και δέκτη ενσωματώνουν ήδη καθορισμένες συνθήκες ζεύξης στα δημοσιευμένα οπτικά χαρακτηριστικά τους.

Αν ένας σχεδιαστής προσθέσει και πάλι αυτές τις απώλειες, ο προϋπολογισμός γίνεται άσκοπα απαισιόδοξος.

Το αντίθετο σφάλμα είναι εξίσου προβληματικό: υποθέτοντας ότι ένας πρόσθετος προσαρμογός διαφράγματος, ενδογραμμική σύνδεση ή εγκατεστημένη στο πεδίο διεπαφή δεν κοστίζει τίποτα.

Κατά συνέπεια, ο υπολογισμός πρέπει να κάνει διάκριση μεταξύ των ζημιών πουήδη περιλαμβάνεται στις προδιαγραφές του συστατικού ή της σύνδεσηςκαι απώλειες που προστίθενται από την πραγματική εγκατάσταση.

Εφεδρικό οπτικό περιθώριο ισχύος

Ένα σχέδιο που φτάνει την ευαισθησία του δέκτη ακριβώς στο χαρτί ουσιαστικά δεν έχει εναπομείναντα οπτικά κενά.

Τα πραγματικά συστήματα μπορεί να χρειάζονται περιθώριο για παράγοντες όπως η διακύμανση των εξαρτημάτων, η γήρανση, η διακύμανση της παροχής ενέργειας, η διακύμανση της εγκατάστασης, οι περιβαλλοντικές συνθήκες και οι πρόσθετες παθητικές απώλειες.

Δεν υπάρχει καθολικός κανόνας που να λέει ότι κάθε σύστημα POF πρέπει να διατηρεί ακριβώς τον ίδιο αριθμό ντεσιμπέλ.

Η χρήσιμη μηχανική εξίσωση γίνεται:

Διαθέσιμος προϋπολογισμός για απώλειες ινών = PTx(min) − PRx(ευαισθησία) − Σταθερές απώλειες − Απαιτούμενο περιθώριο

Ό,τι απομένει μετά από αυτές τις αφαίρεσεις μπορεί να αποδοθεί στην ίνα.

Μετατροπή του εναπομείναντος προϋπολογισμού σε κατά προσέγγιση μέγιστο μήκος ινών

Εάν η εξασθένιση των ινών αντιπροσωπεύεται απόασε dB/m, μπορεί να υπολογιστεί κατά προσέγγιση το μήκος περιορισμένης ισχύος ως εξής:

Lmax ≈ διαθέσιμος προϋπολογισμός απώλειας ινών / αmax

Για παράδειγμα, εάν ένα σύστημα διαθέτει 4 dB για την ίνα και η σχεδιαζόμενη τιμή εξασθένισης είναι 0,20 dB/m:

Lmax ≈ 4 dB / 0,20 dB/m = 20 m

Αυτό είναι ήδη πολύ πιο σημαντικό από το να ξεκινάμε με 0,20 dB/m και να προσπαθούμε να μαντέψουμε μια απόσταση.

Η τιμή εξασθένισης μας λέει πόσο γρήγορα καταναλώνεται ο διαθέσιμος προϋπολογισμός.

Πού πάει ο προϋπολογισμός οπτικής ενέργειας;

Ένας πραγματικός σύνδεσμος POF δεν χάνει κανονικά οπτική ισχύ μέσω ενός μόνο μηχανισμού.

Πού πηγαίνει ο προϋπολογισμός οπτικής ενέργειας

Αποδυνάμωση των ινών

Η εξασθένιση των ινών περιγράφει πόση οπτική ισχύς χάνεται καθώς το φως ταξιδεύει μέσω του POF.

Συνήθως εκφράζεται ωςdB/m.

Για ορισμένες βιομηχανικές κλάσεις POF με δείκτη βήματος 1 mm, οι δημοσιευμένες τιμές εξασθένισης είναι της τάξης των λίγων δεκάδων ενός δεξιού ανά μέτρο.Ανάλογα με την ποιότητα του καλωδίου, το μήκος κύματος, τη θερμοκρασία και τις συνθήκες δοκιμής, οι τυπικές τιμές μπορεί να είναι γύρω στα 0,19-0,22 dB/m.

Τα στοιχεία αυτά είναι χρήσιμα για την κατανόηση της κλίμακας εξασθένισης των POF, αλλά δεν πρέπει να αντιμετωπίζονται ως καθολικές σταθερές.

Ο σχεδιασμός πρέπει να χρησιμοποιεί τις προδιαγραφές εξασθένισης που είναι κατάλληλες για τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας των ινών.

Υπάρχει επίσης μια σημαντική διάκριση μεταξύτυπική τιμή εξασθένισηςκαι αμέγιστη καθορισμένη τιμή εξασθένισηςΜια τυπική τιμή μπορεί να περιγράφει αντιπροσωπευτικές επιδόσεις, ενώ η συντηρητική σχεδίαση συνδέσμου χειρότερης περίπτωσης απαιτεί κανονικά μια τιμή συμβατή με την εγγυημένη προδιαγραφή.

Συνδετήρες, προσαρμογείς και πρόσθετες οπτικές διεπαφές

Κάθε φορά που η οπτική διαδρομή περνά από μια πρόσθετη διεπαφή, μπορεί να χάνεται κάποια ενέργεια.

Αυτό μπορεί να περιλαμβάνει ενσωματωμένους συνδετήρες, προσαρμογείς διαφράγματος, αποσυναρμολογήσιμες συνδέσεις ή άλλες διεπαφές που προστίθενται μεταξύ του πομπού και του δέκτη.

Σε μικρά βιομηχανικά συστήματα POF, ακόμη και μια σχετικά μικρή σταθερή απώλεια μπορεί να είναι σημαντική, επειδή ο συνολικός διαθέσιμος προϋπολογισμός ισχύος μπορεί να είναι μόνο μερικά δεξιόμετρα.

Ας υποθέσουμε ότι ένας σύνδεσμος έχει διαθέσιμα 5 dB μετά την κράτηση του απαιτούμενου περιθωρίου του συστήματος.

Σε 0,20 dB/m, αυτό το ένα επιπλέον ντεσιμπέλ αντιστοιχεί σε περίπου 5 μέτρα απώλειας ινών.

Αυτό δεν σημαίνει ότι κάθε σύνδεσμος κοστίζει πάντα 1 dB.

Ποιότητα της τελικής όψης και του τερματισμού των ινών

Το POF είναι ελκυστικό εν μέρει επειδή μπορεί να είναι σχετικά εύκολο να τερματιστεί, αλλά η ποιότητα τερματισμού εξακολουθεί να έχει οπτική σημασία.

Το άκρο της ινών πρέπει να παραδίδει το φως αποτελεσματικά από τον πομπό στην ινή και από την ινή στον δέκτη.ή κακή ευθυγράμμιση μπορεί να αυξήσει την διασπορά ή να μειώσει την οπτική ζεύξη.

Δεν υπάρχει κανένας χρήσιμος καθολικός κανόνας, όπως κάθε τελική όψη POF προσθέτει X dB. Το αποτέλεσμα εξαρτάται από τη μέθοδο τερματισμού και τη διεπαφή.

Για τους μηχανικούς υπολογισμούς, χρησιμοποιήστε τις σχετικές προδιαγραφές συνδέσμου ή τερματισμού, εφόσον είναι διαθέσιμες.Η ποιότητα τερματισμού είναι επίσης ένας λόγος για τον οποίο η πρακτική εγκατάστασης μπορεί να επηρεάσει την πραγματική μετρούμενη απόδοση.

Απώλεια κάμψης

Μια ίνα δεν χρειάζεται να σπάσει για να χάσει οπτική ισχύ.

Όταν το POF λυγίζει πολύ σφιχτά, μέρος της καθοδηγούμενης οπτικής ενέργειας μπορεί να διαφύγει, αυξάνοντας την εξασθένιση.και τη μηχανική κατάσταση του καλωδίου.

Για το λόγο αυτό, τα δελτία δεδομένων καλωδίων καθορίζουν συνήθως τις απαιτήσεις κάμψης.

Αντί να προσθέσουμε μια αυθαίρετη καθολική τιμή απώλειας κάμψης,Μια καλύτερη προσέγγιση είναι να καθοριστεί η διαδρομή του καλωδίου εντός των καθορισμένων μηχανικών ορίων του και να αντιμετωπίζονται ασυνήθιστα σφιχτές ή επαναλαμβανόμενες στροφές ως πιθανές πηγές πρόσθετης οπτικής απώλειας.

Θερμοκρασία και μετατόπιση των συστατικών

Η θερμοκρασία δεν πρέπει να αντιμετωπίζεται ως ένας απλός κανόνας, όπως η προσθήκη X dB σε υψηλές θερμοκρασίες.

Μπορεί να επηρεάσει ταυτόχρονα πολλά μέρη του οπτικού συνδέσμου.

Η οπτική έξοδος του πομπού μπορεί να αλλάξει. Το μήκος κύματος του LED μπορεί να μετατοπιστεί. Η εξασθένιση της ινών εξαρτάται εν μέρει από το μήκος κύματος και τις περιβαλλοντικές συνθήκες.Η ευαισθησία του δέκτη μπορεί επίσης να ποικίλλει ανάλογα με το εύρος λειτουργίας του.

Το προκύπτον περιθώριο σύνδεσης είναι επομένως αποτέλεσμα σε επίπεδο συστήματος.

Για βιομηχανικούς εξοπλισμούς που αναμένεται να λειτουργούν σε ένα ευρύ εύρος θερμοκρασιών, οι τυπικές τιμές θερμοκρασίας δωματίου από μόνες τους δεν επαρκούν για το σχεδιασμό της χειρότερης περιπτώσεως απόστασης.,πρέπει να αξιολογούνται οι πλήρεις συνθήκες σύνδεσης σε ολόκληρο το απαιτούμενο εύρος λειτουργίας.

Γήρανση, διακύμανση της προσφοράς και περιθώριο σχεδιασμού

Οι οπτικοί σύνδεσμοι δεν σχεδιάζονται μόνο για τη στιγμή που εγκαταλείπουν τη γραμμή παραγωγής.

Τα χαρακτηριστικά των εξαρτημάτων ποικίλλουν μεταξύ των μονάδων και μπορούν να αλλάξουν με τις συνθήκες λειτουργίας και τον χρόνο.

Αυτός είναι ο σκοπός του περιθωρίου σχεδιασμού.

Το περιθώριο δεν είναι αχρησιμοποίητη ή σπαταλημένη ενέργεια.

Το σωστό περιθώριο εξαρτάται από τις προδιαγραφές των συστατικών, τη μέθοδο αξιολόγησης, την απαιτούμενη διάρκεια ζωής, το περιβάλλον και τον στόχο αξιοπιστίας του συστήματος.

Γιατί το ίδιο POF μπορεί να λειτουργήσει σε 20 μέτρα σε ένα σύστημα, αλλά μόνο 10 μέτρα σε ένα άλλο;

Εδώ είναι που ο οπτικός προϋπολογισμός ισχύος γίνεται ιδιαίτερα χρήσιμος.

Φανταστείτε δύο συστήματα που χρησιμοποιούν το ίδιο POF, με την ίδια σχεδιαστική εξασθένιση 0,20 dB/m.

Η ίνα είναι πανομοιότυπη. Αυτό που αλλάζει είναι ο εναπομείναντος οπτικός προϋπολογισμός.

Ίδιο POF, διαφορετική εμβέλεια: 20 m vs 10 m

Για το σύστημα Α:

4 dB / 0,20 dB/m = 20 m

Για το σύστημα Β:

2 dB / 0,20 dB/m = 10 m

Αυτοί είναι σκόπιμα απλοποιημένοι, υποθετικοί αριθμοί.

Σκοπός τους είναι να δείξουν ότι ηη ίδια εξασθένιση δεν παράγει την ίδια εμβέλεια όταν ο διαθέσιμος οπτικός προϋπολογισμός είναι διαφορετικός.

Διαφορετικοί πομποί δημιουργούν διαφορετικά επίπεδα ισχύος εκκίνησης

Ένας ισχυρότερος πομπός δίνει στην σύνδεση μεγαλύτερη οπτική ισχύ στο σημείο εκκίνησης, υπό την προϋπόθεση ότι όλες οι άλλες συνθήκες παραμένουν συγκρίσιμες.

Εάν ένας πομπός έχει καλύτερη εγγυημένη ελάχιστη ισχύ εκτόξευσης από έναν άλλο, μπορεί να υποστεί μεγαλύτερη συνολική απώλεια πριν από την επίτευξη του ορίου του δέκτη.

Αυτή η επιπλέον αποζημίωση απώλειας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για περισσότερες ίνες, περισσότερες παθητικές διεπαφές, περισσότερο περιθώριο ή κάποιο συνδυασμό αυτών.

Διαφορετικοί δέκτες χρειάζονται διαφορετική ελάχιστη οπτική ισχύ

Ο δέκτης είναι εξίσου σημαντικός.

Ένας δέκτης ικανός να ανιχνεύει αξιόπιστα μια χαμηλότερη οπτική είσοδο δίνει στο σύστημα μεγαλύτερο προϋπολογισμό δυνητικών απωλειών από έναν λιγότερο ευαίσθητο δέκτη, και πάλι υποθέτοντας συμβατές συνθήκες λειτουργίας.

Αυτό σημαίνει ότι η αντικατάσταση μόνο του δέκτη μπορεί να αλλάξει την πιθανή εμβέλεια σύνδεσης ακόμη και αν ο πομπός και η ίνα παραμείνουν αμετάβλητοι.

Ένα απλό παράδειγμα 20 m vs 10 m ενεργειακού προϋπολογισμού

Ας υποθέσουμε ότι και τα δύο συστήματα ξεκινούν με τη διαφορά ισχύος του πομπού/αποδέκτη τους, και στη συνέχεια αφαιρούν τις απαιτούμενες σταθερές απώλειες και το περιθώριο σχεδιασμού.

Μετά από όλες αυτές τις εκπτώσεις:

Στο σύστημα Α έχουν μείνει 4 dB για την ίνα.
Στο σύστημα Β έχουν μείνει 2 dB για την ίνα.

Το ίδιο POF 0,20 dB/m παράγει επομένως πολύ διαφορετικές υπολογιζόμενες αποστάσεις.

Ένας σύγχρονος οδηγός επιλογής βιομηχανικών εξαρτημάτων δείχνει καθαρά το σημείο: διαφορετικοί συνδυασμοί πομ/αποδέκτη POF 650 nm καθορίζονται για αποστάσεις συνδέσμου περίπου 10 m, 20 m, 45 m,50 m και 58 m σε διαφορετικές τιμές δεδομένων λειτουργίας.

Το μέσο μετάδοσης μπορεί να είναι ακόμα 1 mm POF, αλλά το πλήρες οπτικό σύστημα είναι διαφορετικό.

Η ταχύτητα των δεδομένων και η αρχιτεκτονική του δέκτη μπορούν να αλλάξουν και πάλι την εμβέλεια

Ο συνδυασμός πομπός-αποδέκτη έχει σχεδιαστεί για ένα συγκεκριμένο εύρος ταχυτήτων σήματος και συνθήκες λειτουργίας.

Η αλλαγή του ρυθμού δεδομένων μπορεί να αλλάξει την διαθέσιμη απόδοση σύνδεσης επειδή το εύρος ζώνης του δέκτη, η ευαισθησία, η συμπεριφορά θορύβου, η στρέβλωση παλμού και άλλοι παράγοντες ακεραιότητας σήματος συνδέονται.

Συνεπώς, ένα σύστημα που προορίζεται για σχετικά χαμηλό ρυθμό δεδομένων μπορεί να επιτύχει διαφορετική εμβέλεια από ένα σύστημα υψηλότερης ταχύτητας, ακόμη και όταν και τα δύο χρησιμοποιούν παρόμοια POF.

Αυτός είναι ένας άλλος λόγος για τον οποίο η επιλογή ενός καλωδίου μόνο με την εξασθένιση δεν αρκεί.

Γιατί η απόσταση σε φύλλο δεδομένων και η πραγματική μηχανική απόσταση μπορεί να διαφέρουν

Η φράση "θεωρητική απόσταση" χρησιμοποιείται συχνά πολύ χαλαρά κατά την ανάγνωση ενός δελτίου δεδομένων οπτικών ινών.

Μια δημοσιευμένη απόσταση σύνδεσης μπορεί να μην είναι ένα θεωρητικό μέγιστο, αλλά, ανάλογα με το στοιχείο, μπορεί να είναι μια καθορισμένη ή εγγυημένη εμβέλεια υπό καθορισμένο πομπό, δέκτη, καλώδιο, κύκλωμα,θερμοκρασία, και τις συνθήκες περιθωρίου.

Το πρώτο βήμα, λοιπόν, είναι να κατανοήσουμε τι αντιπροσωπεύει πραγματικά ο αριθμός.

Οι τυπικές αξίες δεν είναι οι ίδιες με τις αξίες της χειρότερης περίπτωσης

Μια τυπική έξοδος πομπού που μετράται σε θερμοκρασία δωματίου δεν είναι απαραίτητα η έξοδος πομπού που θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί για το χειρότερο σχεδιασμό.

Ομοίως, η τυπική ευαισθησία του δέκτη ή η τυπική εξασθένιση της ινών μπορεί να δώσει πιο αισιόδοξο αποτέλεσμα από τα εγγυημένα όρια.

Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε δύο διαφορετικούς υπολογισμούς:

Τυπικός υπολογισμός:χρήσιμο για την κατανόηση της αντιπροσωπευτικής απόδοσης.

Καλύτερος υπολογισμός:είναι χρήσιμο για τον προσδιορισμό εάν οι απαιτούμενες επιδόσεις παραμένουν εντός των προδιαγραφών σε όλες τις παραλλαγές των συστατικών και του περιβάλλοντος.

Οι δύο αποστάσεις δεν πρέπει να συγχέονται.

Μια δημοσιευμένη έκταση μπορεί ήδη να περιλαμβάνει αρκετές απώλειες και περιθώρια

Ορισμένες προδιαγραφές σύνδεσης βασίζονται σε πλήρη συνδυασμούς πομπός/αποδέκτη και όχι σε μεμονωμένες τιμές πρώτων εξαρτημάτων.

Για παράδειγμα, μια δημοσιευμένη απόδοση σύνδεσης μπορεί να λαμβάνει ήδη υπόψη τις καθορισμένες συνθήκες ζεύξης, την εξασθένιση της ινών, τις μοδατικές επιδράσεις, τη διακύμανση της θερμοκρασίας ή το περιθώριο οπτικής ισχύος.

Στην περίπτωση αυτή, η ανεξάρτητη αφαίρεση κάθε υποτιθέμενης ζημίας μπορεί να υποτιμήσει την πραγματική καθορισμένη εμβέλεια.

Πάντα να προσδιορίζετε τι περιλαμβάνεται ήδη πριν δημιουργήσετε έναν επιπλέον προϋπολογισμό.

Μη διπλασιάζετε τον υπολογισμό των ζημιών που περιλαμβάνονται ήδη στην προδιαγραφή σύνδεσης

Αυτό είναι ένα συνηθισμένο λάθος του προϋπολογισμού συνδέσμου.

Ας υποθέσουμε ότι μια προδιαγραφή εξόδου μεταδότη αντιπροσωπεύει ήδη οπτική ισχύ υπό καθορισμένη συνθήκη συνδεδεμένης ινών.Προσθέτοντας μια υποτιθέμενη απώλεια ζεύξης πομπού και πάλι θα μετρούσε τον ίδιο μηχανισμό δύο φορές.

Η ίδια αρχή ισχύει και για τον παραλήπτη.

Αντίθετα, εάν το εγκατεστημένο σύστημα προσθέτει ένα σύνδεσμο πτέρυγας, επιπλέον προσαρμογέα ή επιπλέον τερματισμό πεδίου που δεν περιλαμβάνεται στις προδιαγραφές σύνδεσης που δημοσιεύονται,ότι η νέα απώλεια πρέπει να εξεταστεί.

Ένας χρήσιμος κανόνας είναι:

Μην υπολογίζετε μια απώλεια επειδή υπάρχει φυσικά.

Οι εγκατεστημένοι σύνδεσμοι θα πρέπει να εξακολουθούν να επικυρώνονται υπό τις απαιτούμενες συνθήκες

Ο υπολογισμός του προϋπολογισμού συνδέσμου είναι ένα μηχανικό μοντέλο.

Το ολοκληρωμένο σύστημα εξακολουθεί να έχει πραγματικές διαδρομές καλωδίων, τερματισμούς, συνδέσμους, ανοχές συστατικών, συνθήκες θερμοκρασίας και ηλεκτρικές διεπαφές.

Για εφαρμογές όπου η αξιοπιστία συνδέσμου είναι σημαντική,Συνεπώς, ο υπολογιζόμενος προϋπολογισμός θα πρέπει να ελέγχεται σε σχέση με τις πλήρεις προδιαγραφές του πομπού και του δέκτη και να επικυρώνεται υπό τις απαιτούμενες συνθήκες συστήματος..

Σκοπός του υπολογισμού δεν είναι να αντικαταστήσει την επαλήθευση, αλλά να καταστήσει κατανοητό το σχέδιο πριν από την έναρξη της επαλήθευσης.

Μια πρακτική ροή εργασίας για την εκτίμηση της απόστασης σύνδεσης POF

Από τις προδιαγραφές φύλλου δεδομένων στην πρακτική απόσταση σύνδεσης POF

1. Αναγνωρίζεται ο πραγματικός πομπός και η ελάχιστη οπτική του ισχύς υπό τις απαιτούμενες συνθήκες.

2. Προσδιορίστε την ευαισθησία του δέκτη και το έγκυρο εύρος οπτικής εισόδου.

3. Υπολογίζεται ο αρχικός προϋπολογισμός οπτικής ισχύος από πομπό στον δέκτη.

4. Προσδιορίστε ποιες απώλειες ζεύξης ή διεπαφής περιλαμβάνονται ήδη στις εν λόγω προδιαγραφές.

5. Προσθέστε τις απώλειες εξωτερικού συνδετήρα, προσαρμογέα, τερματισμού, κάμψης και εγκατάστασης που δεν περιλαμβάνονται ήδη.

6. Διατηρήστε το οπτικό περιθώριο που απαιτείται από το σχέδιο του συστήματος.

7. Καθορίστε τον εναπομείναντα διαθέσιμο προϋπολογισμό για την εξασθένιση των ινών.

8. Χρησιμοποιήστε την κατάλληλη προδιαγραφή εξασθένισης ινών για την χειρότερη περίπτωση για την εκτίμηση του περιορισμένου μήκους ισχύος.

9. Ελέγξτε ξεχωριστά τις προδιαγραφές ταχύτητας δεδομένων και απόστασης σύνδεσης του ζεύγους πομπός-αποδέκτη.

10. Επαλήθευση της συναρμολογημένης σύνδεσης υπό τις απαιτούμενες συνθήκες λειτουργίας.

Αυτή η διαδικασία αλλάζει την ερώτηση από:

Πόσα μέτρα μπορεί να μεταδώσει αυτό το καλώδιο POF;

σε:

¢Μπορεί αυτή η ολοκληρωμένη οπτική σύνδεση να αντέξει τις απώλειες που δημιουργούνται από την απαιτούμενη απόσταση και εγκατάσταση;

Αυτό είναι ένα πολύ πιο χρήσιμο ερώτημα για τον βιομηχανικό σχεδιασμό.

Το Βασικό Εργατικό Δίδαγμα

Η απόσταση μετάδοσης POF δεν ορίζεται από έναν αριθμό εξασθένισης και δεν θα πρέπει να αντιμετωπίζεται ως εγγενής σταθερή ιδιότητα του καλωδίου.

Η εξασθένιση των ινών καθορίζει πόσο γρήγορα καταναλώνεται η οπτική ισχύς καθώς αυξάνεται η απόσταση.Ο δέκτης καθορίζει πόσο λίγη οπτική ισχύς μπορεί να παραμείνει στο άλλο άκροΟι συνδέσεις, η ποιότητα των τερματισμών, οι στροφές, οι περιβαλλοντικές συνθήκες και το περιθώριο, καταναλώνουν ή επηρεάζουν τον υπόλοιπο προϋπολογισμό.

Η σχέση αυτή μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:

Δύναμη μεταφοράς → Διαθέσιμο οπτικό προϋπολογισμό → Απώλειες σύνδεσης → υπόλοιπο περιθώριο → Πρακτική εμβέλεια

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο δύο σύνδεσμοι που χρησιμοποιούν φαινομενικά παρόμοια POF μπορούν να έχουν πολύ διαφορετικές καθορισμένες αποστάσεις.

Για την μηχανική επιλογή, ξεκινήστε με τον πομπό και τον δέκτη, υπολογίστε τον οπτικό προϋπολογισμό ισχύος, υπολογίστε το πλήρες οπτικό μονοπάτι και στη συνέχεια χρησιμοποιήστε την εξασθένιση των ινών για να εκτιμήσετε την απόσταση.

Μην ξεκινάτε με dB/m και υποθέστε ότι η απάντηση περιέχεται ήδη στο καλώδιο.

Συχνές Ερωτήσεις

Πόσο μακριά μπορεί να μεταδώσει η πλαστική οπτική ίνα;

Δεν υπάρχει καθολική μέγιστη απόσταση μετάδοσης για πλαστικές οπτικές ίνες.συνθήκες λειτουργίαςΔιαφορετικά βιομηχανικά συστήματα POF πομπό/αποδέκτη μπορούν συνεπώς να καθορίζουν πολύ διαφορετικές αποστάσεις χρησιμοποιώντας παρόμοια 1 mm POF.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ dB και dBm στις οπτικές ίνες;

Το dBm αντιπροσωπεύει ένα απόλυτο επίπεδο οπτικής ισχύος που αναφέρεται σε 1 mW. Το dB αντιπροσωπεύει τη σχετική διαφορά ή απώλεια μεταξύ δύο επιπέδων ισχύος.Η έξοδος του πομπού και η ευαισθησία του δέκτη καθορίζονται συνήθως σε dBm, ενώ η εξασθένιση των ινών, η απώλεια συνδέσμων και το οπτικό περιθώριο εκφράζονται σε dB.

Πώς υπολογίζετε τον προϋπολογισμό οπτικής ισχύος μιας σύνδεσης POF;

Ένας βασικός υπολογισμός είναι:

Προϋπολογισμός οπτικής ισχύος = Ελάχιστη ισχύς του πομπού − Ευαισθησία του δέκτη

Στη συνέχεια αφαιρέστε τις σταθερές οπτικές απώλειες και το απαιτούμενο περιθώριο μηχανικής.Η διαίρεση του υπόλοιπου προϋπολογισμού απώλειας με την κατάλληλη εξασθένιση της ινών σε dB/m παρέχει κατά προσέγγιση μήκος ινών με περιορισμένη ισχύ..

Γιατί η ίδια πλαστική οπτική ίνα μπορεί να έχει διαφορετικές μέγιστες αποστάσεις με διαφορετικούς δέκτες;

Επειδή η ίνα είναι μόνο ένα μέρος της σύνδεσης, διαφορετικοί πομποί μπορούν να εκτοξεύσουν διαφορετικά επίπεδα οπτικής ισχύος.ενώ διαφορετικοί δέκτες μπορούν να έχουν διαφορετικές ευαισθησίες και χαρακτηριστικά εύρους ζώνηςΩς αποτέλεσμα, το συνολικό ποσό της οπτικής απώλειας που κάθε ζευγάρι πομπό/αποδέκτη μπορεί να ανεχθεί μπορεί να είναι διαφορετικό ακόμη και όταν χρησιμοποιείται το ίδιο POF.

Οι συνδέσεις και οι κάμψεις μειώνουν την απόσταση μετάδοσης POF;

Οι πρόσθετοι συνδετήρες και οι προσαρμογείς μπορούν να προκαλέσουν οπτική απώλεια, ενώ οι σφιχτές κάμψεις μπορούν να αυξήσουν την εξασθένιση της ινών.Η πραγματική τους επίδραση εξαρτάται από τη ίνα., σύστημα συνδέσμων, μέθοδος τερματισμού, ακτίνα κάμψης και εγκατάσταση, επομένως θα πρέπει να αξιολογούνται με χρήση των εφαρμοστέων προδιαγραφών του κατασκευαστικού στοιχείου και του καλωδίου και όχι με τη χρήση μιας ενιαίας καθολικής τιμής απώλειας.

Γιατί η πραγματική απόσταση μετάδοσης POF μπορεί να διαφέρει από την τιμή του φύλλου δεδομένων;

Πρώτα προσδιορίστε τι αντιπροσωπεύει η απόσταση του φύλλου δεδομένων. Μπορεί να είναι μια εγγυημένη απόσταση σύνδεσης υπό καθορισμένες συνθήκες και όχι ένα θεωρητικό μέγιστο.θερμοκρασία, ποιότητα καλωδίου, παθητικές διεπαφές, περιθώριο σχεδιασμού και συνθήκες εγκατάστασης μπορούν να επηρεάσουν τη σύγκριση μεταξύ της υπολογισθείσας απόστασης και της πραγματικής απόδοσης του συστήματος.Οι απώλειες που περιλαμβάνονται ήδη στις προδιαγραφές σύνδεσης που δημοσιεύονται δεν θα πρέπει επίσης να υπολογίζονται δύο φορές..