POF vs HCS vs Glass Fiber: Ποιο Καλώδιο Οπτικής Ίνας Είναι Καλύτερο για Βιομηχανική Επικοινωνία;

Οι βιομηχανικές οπτικές ζεύξεις μπορεί να έχουν πολύ διαφορετικές απαιτήσεις ανάλογα με το πού είναι εγκατεστημένη η ίνα και τι αναμένεται να κάνει η ζεύξη επικοινωνίας. Μια σύντομη σύνδεση εντός βιομηχανικού εξοπλισμού έχει πολύ διαφορετικές προτεραιότητες σχεδιασμού από μια μακρύτερη σύνδεση μηχανής σε μηχανή ή σε επίπεδο εγκατάστασης.

Γι' αυτόΠλαστική Οπτική Ίνα (POF),Σκληρή επίστρωση πυριτίου (HCS)και συμβατικόγυάλινη οπτική ίναδεν πρέπει να συγκρίνεται μόνο με την απόσταση μετάδοσης.

Διαφέρουν ως προς το υλικό πυρήνα, τη διάμετρο του πυρήνα, την οπτική εξασθένηση, την ανοχή ζεύξης, τη δυνατότητα θερμοκρασίας, τις απαιτήσεις συνδετήρα και την πρακτική απόσταση μετάδοσης.

Η καλύτερη ερώτηση μηχανικής δεν είναι:

Ποιες ίνες είναι καλύτερες;

Είναι:

Ποια ίνα είναι καλύτερη για την απαιτούμενη απόσταση, τη θερμοκρασία, την οπτική πηγή, τη μέθοδο σύνδεσης, το περιβάλλον λειτουργίας και το συνολικό κόστος του συστήματος;

Αυτές οι μεταβλητές συνήθως καθορίζουν τον καταλληλότερο τύπο ίνας.

POF vs HCS vs Glass Fiber: Ποια είναι η θεμελιώδης διαφορά;

Το POF, το HCS και οι συμβατικές ίνες γυαλιού διαφέρουν κυρίως ως προς το δικό τουςυλικά πυρήνα και επένδυσης. Το POF συνήθως χρησιμοποιεί πυρήνα πολυμερούς και επένδυση πολυμερούς, το HCS συνδυάζει πυρήνα πυριτίου με επένδυση σκληρού πολυμερούς, ενώ οι συμβατικές ίνες γυαλιού ποιότητας επικοινωνίας συνήθως χρησιμοποιούν πυρήνα και επένδυση πυριτίου με βάση το πυρίτιο. Αυτές οι δομικές διαφορές επηρεάζουν την εξασθένηση, την ανοχή ζεύξης, την ακρίβεια του συνδετήρα, την ικανότητα θερμοκρασίας και την πρακτική απόσταση μετάδοσης.

Πλαστική Οπτική Ίνα (POF): Πυρήνας πολυμερούς και επένδυση πολυμερούς

Ο βιομηχανικός δείκτης POF βασίζεται συνήθως σε έναν πυρήνα πολυμερούς PMMA που περιβάλλεται από μια επένδυση φθοριούχου πολυμερούς.

Ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά του είναι ο μεγάλος οπτικός πυρήνας του. Ένα τυπικό βιομηχανικό POF 1 mm μπορεί να έχει πυρήνα περίπου980 μm μέσα σε ίνα 1.000 μm.

Αυτό είναι εξαιρετικά μεγάλο σε σύγκριση με τη συμβατική οπτική ίνα επικοινωνίας.

Ο μεγάλος πυρήνας παρέχει έναν μεγάλο οπτικό στόχο, καθιστώντας την ευθυγράμμιση πομπού προς ίνα και ίνα προς δέκτη σχετικά ανεκτική. Μικρές μηχανικές αποκλίσεις στους συνδέσμους ή τις οπτικές διεπαφές είναι επομένως λιγότερο κρίσιμες από ό,τι είναι με πολύ μικρότερου πυρήνα ίνες γυαλιού.

Για σύντομες βιομηχανικές συνδέσεις, αυτό μπορεί να απλοποιήσει τόσο το σχεδιασμό όσο και τη συντήρηση του συστήματος.

Επομένως, το POF ανταλλάσσει χαμηλή οπτική εξασθένηση για πλεονεκτήματα όπως:

• απλή σύζευξη?

• ανεκτική ευθυγράμμιση συνδετήρων.

• απλός τερματισμός πεδίου.

• εύκολη συντήρηση?

• σχετικά απλές οπτικές διεπαφές.

Όταν η απαιτούμενη απόσταση είναι μικρή, αυτά τα πλεονεκτήματα μπορεί να έχουν μεγαλύτερη σημασία από την επίτευξη της μικρότερης δυνατής απώλειας ινών.

HCS: Πυρήνας πυριτίου με επένδυση από σκληρό πολυμερές

Σκληρή επίστρωση πυριτίου, ή HCS, χρησιμοποιεί πυρήνα από γυαλί πυριτίου που περιβάλλεται από σκληρή επένδυση πολυμερούς.

Αυτό το τοποθετεί δομικά μεταξύ POF και συμβατικών ινών εξολοκλήρου πυριτίου.

Μια κοινή βιομηχανική διαμόρφωση HCS χρησιμοποιεί περίπου αΠυρήνας πυριτίας 200 μm με επένδυση περίπου 230 μm, αν και είναι διαθέσιμα και άλλα μεγέθη πυρήνα.

Ο πυρήνας είναι πολύ μικρότερος από τον πυρήνα περίπου 1 mm που χρησιμοποιείται στο τυπικό βιομηχανικό POF, αλλά σημαντικά μεγαλύτερος από τον πυρήνα των 50 μm της συμβατικής πολυτροπικής ίνας επικοινωνίας.

Επειδή το φως διαδίδεται μέσω ενός πυρήνα πυριτίου, το HCS μπορεί να επιτύχει πολύ χαμηλότερη οπτική εξασθένηση από το PMMA POF, ενώ εξακολουθεί να διατηρεί έναν σχετικά μεγάλο οπτικό στόχο.

Για βιομηχανικά συστήματα, αυτός ο συνδυασμός μπορεί να είναι χρήσιμος όταν το POF δεν παρέχει πλέον επαρκές οπτικό περιθώριο ή απόσταση μετάδοσης, αλλά ένα συμβατικό σύστημα ινών υάλου μικρού πυρήνα θα πρόσθεταν περιττή πολυπλοκότητα εγκατάστασης.

Επομένως, το HCS μπορεί να καταλάβει μια χρήσιμη μεσαία θέση:

χαμηλότερη οπτική απώλεια από το POF, ενώ παραμένει πιο ανεκτικό στη σύζευξη από τις συμβατικές ίνες γυαλιού μικρού πυρήνα.

Συμβατικές ίνες γυαλιού: Πυρήνας πυριτίου και επένδυση πυριτίου

Οι συμβατικές ίνες γυαλιού ποιότητας επικοινωνίας χρησιμοποιούν γενικά πυρήνα πυριτίου και επένδυση πυριτίου.

Για βιομηχανικά συστήματα και συστήματα επικοινωνίας δεδομένων,Πολύτροπη ίνα 50/125 μmαποτελεί κοινό σημείο αναφοράς. Οι παλαιότερες εγκαταστάσεις μπορούν επίσης να χρησιμοποιούν πολύτροπη ίνα 62,5/125 μm.

Η ίνα γυαλιού μονής λειτουργίας χρησιμοποιεί μια πολύ μικρότερη οπτική λειτουργία και έχει σχεδιαστεί για εφαρμογές που απαιτούν πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις μετάδοσης και πολύ χαμηλή εξασθένηση.

Σε σύγκριση με τα POF και HCS, οι συμβατικές πολυτροπικές ίνες γυαλιού έχουν πολύ μικρότερο πυρήνα. Επομένως, η γεωμετρία του συνδετήρα, η ευθυγράμμιση ινών και η οπτική σύζευξη απαιτούν μεγαλύτερη ακρίβεια.

Το όφελος είναι πολύ χαμηλότερη εξασθένηση και πρόσβαση σε ένα ώριμο οικοσύστημα για οπτική επικοινωνία υψηλότερου εύρους ζώνης και μεγαλύτερης απόστασης.

Σύγκριση δομής POF, HCS και ινών γυαλιού

Αυτές οι αξίες είναι αντιπροσωπευτικές και όχι καθολικές. Διαφορετικές οικογένειες ινών και κατασκευές καλωδίων μπορεί να χρησιμοποιούν διαφορετικές διαστάσεις.

Πώς η διάμετρος του πυρήνα αλλάζει τις απαιτήσεις ζεύξης και πηγής φωτός

Η διάμετρος του πυρήνα επηρεάζει περισσότερο από το μέγεθος της φυσικής ίνας. Επηρεάζει επίσης πόσο εύκολα το φως μπορεί να εκτοξευτεί από τον πομπό στην ίνα και να συλληφθεί στον δέκτη.

Γιατί το POF 1 mm συνδυάζεται εύκολα

Ένα POF περίπου 1 mm παρουσιάζει έναν πολύ μεγάλο οπτικό στόχο.

Αυτό παρέχει σημαντική ανοχή ευθυγράμμισης μεταξύ του πομπού, του συνδετήρα και του πυρήνα ίνας. Τα βιομηχανικά οπτικά εξαρτήματα μπορούν επομένως να χρησιμοποιούν σχετικά απλές μηχανικές διεπαφές διατηρώντας παράλληλα αξιόπιστη οπτική σύζευξη.

Ο μεγάλος πυρήνας είναι ιδιαίτερα χρήσιμος όπου ο εξοπλισμός πρέπει να συναρμολογηθεί γρήγορα, να συντηρηθεί στο χωράφι ή να συντηρηθεί χωρίς εξοπλισμό επεξεργασίας ινών ακριβείας.

Για μια σύντομη σύνδεση επικοινωνίας, η απλή και επαναλαμβανόμενη σύζευξη μπορεί να είναι πιο σημαντική από την ελαχιστοποίηση κάθε ντεσιμπέλ εξασθένησης.

Γιατί το 200 µm HCS διατηρεί ευκολότερη σύζευξη

Το HCS μειώνει σημαντικά το μέγεθος του πυρήνα σε σύγκριση με το POF, αλλά ένας πυρήνας 200 μm παραμένει πολύ μεγαλύτερος από τον πυρήνα των 50 μm που βρίσκεται στην κοινή πολύτροπη ίνα υάλου.

Συνεπώς, διατηρεί χρήσιμη ανοχή σύζευξης ενώ επωφελείται από τη χαμηλότερη εξασθένηση του πυρήνα του πυριτίου.

Αυτό καθιστά το HCS κατάλληλο για ορισμένες βιομηχανικές συνδέσεις που έχουν υπερβεί τον πρακτικό οπτικό προϋπολογισμό ή έχουν φτάσει τα όρια του POF, αλλά δεν απαιτούν συμβατική αρχιτεκτονική ινών τύπου τηλεπικοινωνιών.

Γιατί οι ίνες γυαλιού 50/125 μm απαιτούν μεγαλύτερη ακρίβεια

Όταν η διάμετρος του πυρήνα μειώνεται στα 50 μm, η μηχανική ευθυγράμμιση γίνεται πιο σημαντική.

Οι δακτύλιοι σύνδεσης, οι ακραίες επιφάνειες ινών και η ευθυγράμμιση πομπού πρέπει να ελέγχουν την οπτική διαδρομή με μεγαλύτερη ακρίβεια επειδή η περιοχή λήψης είναι πολύ μικρότερη.

Οι συμβατικές ίνες γυαλιού μπορούν ακόμα να παρέχουν εξαιρετική αξιοπιστία σε βιομηχανικά συστήματα, αλλά γενικά εξαρτάται από πιο αυστηρά ελεγχόμενη σύνδεση από ένα σύστημα POF 1 mm.

Διάμετρος πυρήνα, ανοχή ζεύξης και οπτικό μήκος κύματος

650 nm έναντι 850 nm και πέρα

Η επιλογή ινών δεν μπορεί να διαχωριστεί από την επιλογή οπτικής πηγής.

Το βιομηχανικό PMMA POF συνδέεται στενά μεορατό κόκκινο φως γύρω στα 650 nmκαι συνήθως συνδυάζεται με βιομηχανικούς πομπούς LED που έχουν σχεδιαστεί για αυτό το εύρος μήκους κύματος.

Το HCS μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί με οπτικά συστήματα 650 nm και διατίθεται σε σχέδια κατάλληλα για μήκη κύματος γύρω650 nm και 850 nm.

Οι συμβατικές πολύτροπες ίνες γυαλιού συνήθως λειτουργούν γύρω850 nm και 1300 nm, με 850 nm που χρησιμοποιείται ευρέως για επικοινωνία δεδομένων πολλαπλών λειτουργιών μικρής απόστασης.

Οι ίνες γυαλιού μονής λειτουργίας συνδέονται συνήθως με τα μήκη κύματος γύρω1310 nm και 1550 nm, όπου η πολύ χαμηλή εξασθένηση υποστηρίζει πολύ μεγαλύτερες συνδέσεις.

Στην πράξη, η αλλαγή της ίνας μπορεί επίσης να απαιτεί έλεγχο του μήκους κύματος του πομπού, της ευαισθησίας του δέκτη και της πλήρους οπτικής διεπαφής.

Μια ίνα με χαμηλότερη εξασθένηση δεν είναι αυτόματα συμβατή με έναν υπάρχοντα οπτικό πομποδέκτη.

Ποια ίνα υποστηρίζει τη μεγαλύτερη απόσταση μετάδοσης;

Γενικά, η ικανότητα μετάδοσης εξελίσσεται από POF σε HCS σε συμβατική γυάλινη ίνα καθώς μειώνεται η οπτική εξασθένηση.

Ωστόσο, ο τύπος ινών από μόνος του δεν καθορίζει τη μέγιστη απόσταση μιας βιομηχανικής οπτικής ζεύξης.

Γιατί το POF είναι κυρίως μέσο μικρής πρόσβασης

Το τυπικό PMMA POF έχει σχετικά υψηλή οπτική εξασθένηση.

Το αντιπροσωπευτικό βιομηχανικό POF μπορεί να έχει απώλειες της τάξης του περίπου150–200 dB/km περίπου 650 nm.

Εκφρασμένο σε μια μικρή απόσταση μηχανής-εσωτερική, αυτό το επίπεδο εξασθένησης μπορεί να εξακολουθεί να είναι απολύτως αποδεκτό. Σε εκατοντάδες μέτρα, η συσσωρευμένη απώλεια ινών γίνεται πολύ πιο σημαντική.

Επομένως, το POF συνδέεται κυρίως με επικοινωνία σε επίπεδο εξοπλισμού μικρής διάρκειας και όχι με οπτικές ραχοκοκαλιές μεγάλων αποστάσεων.

Η υψηλή εξασθένηση δεν κάνει το POF τεχνικά κατώτερο σε κάθε εφαρμογή.

Εάν η απαιτούμενη διαδρομή είναι μόνο αρκετά μέτρα ή αρκετές δεκάδες μέτρα, η ευκολότερη σύζευξη και ο απλούστερος τερματισμός μπορεί να είναι πιο πολύτιμη από τη χαμηλότερη εξασθένηση της συμβατικής ίνας πυριτίου.

Πώς το HCS επεκτείνει την προσέγγιση χρηστών πέρα ​​από το POF

Η αντικατάσταση του πολυμερούς πυρήνα με πυρίτιο μειώνει σημαντικά την εξασθένηση.

Αντιπροσωπευτικές βιομηχανικές ίνες HCS μπορούν να λειτουργήσουν στομονοψήφιο εύρος dB/km, ανάλογα με το μήκος κύματος και την κατασκευή ινών.

Αυτό παρέχει σημαντικά περισσότερο οπτικό περιθώριο από το τυπικό PMMA POF και επιτρέπει στα συστήματα HCS να υποστηρίζουν μεγαλύτερες ζεύξεις.

Για βιομηχανικές εφαρμογές, το HCS είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν το σύστημα χρειάζεται επιπλέον εμβέλεια, αλλά εξακολουθεί να επωφελείται από μια σχετικά μεγάλου πυρήνα οπτική διεπαφή.

Γιατί οι συμβατικές ίνες γυαλιού κερδίζουν σε οπτική απόσταση

Οι συμβατικές πολύτροπες ίνες γυαλιού προσφέρουν ακόμη χαμηλότερη εξασθένηση.

Αντιπροσωπευτική πολύτροπη ίνα 50/125 μm μπορεί να λειτουργήσει στοχαμηλή μονοψήφια εμβέλεια dB/km, ανάλογα με το μήκος κύματος και την ποιότητα ινών.

Οι ίνες πυριτίου μονής λειτουργίας μπορούν να μειώσουν την εξασθένηση παρακάτω1 dB/km, φτάνοντας περίπου μερικά δέκατα του ντεσιμπέλ ανά χιλιόμετρο σε κοινά μήκη κύματος λειτουργίας μονής λειτουργίας.

Για την επικοινωνία μεγάλων αποστάσεων, αυτές οι διαφορές γίνονται όλο και πιο σημαντικές.

Ωστόσο, μέσα σε ένα μηχάνημα ή ένα σύστημα ελέγχου με σύντομη οπτική διαδρομή, η ικανότητα μετάδοσης χιλιομετρικής κλίμακας μπορεί να προσφέρει μικρό πρακτικό πλεονέκτημα.

Γιατί δεν υπάρχει καθολική μέγιστη απόσταση

Είναι δελεαστικό να εκχωρήσετε μία μέγιστη απόσταση μετάδοσης σε κάθε τύπο ίνας, αλλά αυτό μπορεί να είναι παραπλανητικό.

Η πρακτική απόσταση σύνδεσης εξαρτάται από την πλήρηπροϋπολογισμός οπτικής ισχύος, συμπεριλαμβανομένων:

• ισχύς εξόδου πομπού?

• ευαισθησία δέκτη?

• εξασθένηση ινών?

• απώλειες συνδετήρα?

• μήκος κύματος λειτουργίας;

• θερμοκρασία;

• ρυθμός δεδομένων·

• απαιτούμενο οπτικό περιθώριο.

Επομένως, διαφορετικές οικογένειες οπτικών πομποδέκτη μπορούν να παράγουν πολύ διαφορετικές αποστάσεις χρησιμοποιώντας τον ίδιο τύπο ίνας.

Ένα σύστημα POF μπορεί να υποστηρίζει μόνο μερικές δεκάδες μέτρα σε μία εφαρμογή, ενώ ένα άλλο σύστημα λειτουργεί πιο μακριά. Το HCS μπορεί να επεκτείνει αυτή την απόσταση αρκετά, αλλά η ακριβής εμβέλειά του εξακολουθεί να καθορίζεται από το πλήρες σύστημα πομπού-δέκτη.

Επομένως, η επιλογή ινών θα πρέπει να ξεκινά με την απαιτούμενη απόδοση οπτικής ζεύξης και όχι με έναν καθολικό αριθμό απόστασης.

Σύγκριση εξασθένησης POF, HCS και ινών γυαλιού

Η κλίμακα της οπτικής εξασθένησης εξηγεί γιατί αυτές οι τεχνολογίες ινών τείνουν να καταλαμβάνουν διαφορετικές περιοχές εφαρμογής.

Οπτική εξασθένηση και πρόσβαση μετάδοσης

Αυτά τα στοιχεία είναι χρήσιμα για την κατανόηση της σχετικής τάξης μεγέθους, όχι για τον προσδιορισμό μιας πλήρους βιομηχανικής σύνδεσης.

Η απώλεια σύνδεσης, τα χαρακτηριστικά του πομποδέκτη, η θερμοκρασία λειτουργίας και ο ρυθμός δεδομένων πρέπει ακόμα να ληφθούν υπόψη στον πραγματικό σχεδιασμό.

Πώς η θερμοκρασία αλλάζει την επιλογή ινών

Η θερμοκρασία είναι ένα από τα πιο εύκολα υπεραπλουστευόμενα μέρη της σύγκρισης POF, HCS και ινών γυαλιού.

Δεν είναι σωστό να υποθέσουμε ότι κάθε σύστημα POF έχει χαμηλότερο όριο θερμοκρασίας από κάθε σύστημα HCS ή ότι η επιλογή ενός γυάλινου πυρήνα λύνει αυτόματα μια απαίτηση υψηλής θερμοκρασίας.

Γιατί τα όρια θερμοκρασίας POF εξαρτώνται από το σύστημα πολυμερών

Το POF περιέχει πολυμερή υλικά τόσο στην οπτική ίνα όσο και στην περιβάλλουσα κατασκευή του.

Η θερμοκρασία μπορεί να επηρεάσει την εξασθένηση, τις μηχανικές ιδιότητες και τη μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.

Τα βιομηχανικά προϊόντα POF διατίθενται σε διαφορετικές κατασκευές και μερικά είναι σχεδιασμένα για θερμοκρασίες λειτουργίας που φτάνουν περίπου+85°C.

Το σχετικό ερώτημα λοιπόν δεν είναι απλώς αν το POF μπορεί να ανεχθεί τη θερμότητα.

Ο σωστός μηχανικός έλεγχος είναι εάν τοειδική κατασκευή ινών και καλωδίων POFείναι κατάλληλο για το απαιτούμενο προφίλ θερμοκρασίας.

Η θερμοκρασία συνεχούς λειτουργίας, η μέγιστη θερμοκρασία έκθεσης και οι αναμενόμενες συνθήκες σέρβις πρέπει να παραμένουν εντός των ονομαστικών ορίων του συστήματος.

Πότε το HCS μπορεί να επεκτείνει το παράθυρο θερμοκρασίας

Το HCS αντικαθιστά τον πολυμερή οπτικό πυρήνα με πυρίτιο, το οποίο παρέχει πρόσθετη ευελιξία σχεδιασμού.

Ωστόσο, η επένδυση από πολυμερές, οι επικαλύψεις, οι προσκρουστήρες και οι μανδύες καλωδίων μπορούν ακόμα να επιβάλλουν όρια θερμοκρασίας.

Ορισμένα πλήρη βιομηχανικά καλωδιακά συστήματα HCS μπορεί να έχουν εύρος λειτουργίας γύρω+80°C, ενώ οι εξειδικευμένες κατασκευές ινών HCS μπορούν να επεκταθούν περίπου+125°C.

Επομένως, μια απλή κατάταξη θερμοκρασίας POF < HCS είναι αναξιόπιστη. Η πραγματική ικανότητα θερμοκρασίας εξαρτάται από τη συγκεκριμένη κατασκευή ινών και καλωδίου.

Η ικανότητα θερμοκρασίας εξαρτάται από το πλήρες σύστημα ινών

Όταν οι ειδικές ίνες πυριτίου γίνονται απαραίτητες

Όταν το περιβάλλον κινείται πολύ πέρα ​​από τη δυνατότητα θερμοκρασίας των συμβατικών συστημάτων καλωδίων που βασίζονται σε πολυμερή, οι ειδικές ίνες πυριτίου γίνονται όλο και πιο σημαντικές.

Οι ίνες πυριτίου με εξειδικευμένες επικαλύψεις υψηλής θερμοκρασίας μπορούν να σχεδιαστούν για περιβάλλοντα που φτάνουν περίπου+300°Cσε ορισμένες ειδικές εφαρμογές.

Σε αυτές τις θερμοκρασίες, η τεχνολογία επίστρωσης, η κατασκευή buffer, οι σύνδεσμοι και η γύρω μηχανική προστασία γίνονται κεντρικά μέρη του σχεδιασμού του συστήματος ινών.

Γιατί οι βαθμολογίες του τζάκετ καλωδίου και των συνδετήρων έχουν σημασία όσο το υλικό ινών

Ο οπτικός πυρήνας είναι μόνο ένα μέρος ενός ολοκληρωμένου συγκροτήματος βιομηχανικών ινών.

Ένα πλήρες σύστημα μπορεί να περιλαμβάνει:

• πυρήνας;

• επένδυση?

• επένδυση;

• ρυθμιστής;

• μέλη δύναμης?

• σακάκι καλωδίου?

• σώμα συνδετήρα?

• μετάλλινος κρίκος;

• δομή τερματισμού.

Η χρησιμοποιήσιμη θερμοκρασία του συστήματος περιορίζεται από τα σχετικά εξαρτήματα στο πλήρες συγκρότημα.

Όταν ένας σύνδεσμος POF πλησιάζει το κατάλληλο όριο θερμοκρασίας, η μετάβαση σε HCS ή σε κατάλληλο σύστημα ινών πυριτίας μπορεί να προσφέρει ένα ευρύτερο παράθυρο σχεδιασμού. Πρέπει ακόμη να ελεγχθεί το πλήρες σύστημα καλωδίων και συνδέσμων.

Ποια ίνα είναι πιο εύκολο να τερματιστεί και να εγκατασταθεί;

Η μέθοδος εγκατάστασης επηρεάζει άμεσα τις απαιτήσεις εργασίας, την αξιοπιστία πεδίου και τη στρατηγική συντήρησης.

POF: Απλός χειρισμός πεδίου

Το POF μεγάλου πυρήνα είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για απλό τερματισμό πεδίου.

Πολλά βιομηχανικά συστήματα συνδετήρων POF μπορούν να συναρμολογηθούν χρησιμοποιώντας σχετικά απλές διαδικασίες κοπής, απογύμνωσης ή πτύχωσης αντί για εξοπλισμό ακριβείας ματίσματος ινών.

Ο μεγάλος πυρήνας κάνει επίσης τον τερματισμό πιο ανεκτικό σε μικρές παραλλαγές ευθυγράμμισης.

Αυτό είναι χρήσιμο σε:

• κατασκευή μηχανημάτων?

• Συγκρότημα ντουλαπιού ελέγχου.

• συντήρηση εξοπλισμού?

• Αντικατάσταση πεδίου?

• σύντομες βιομηχανικές συνδέσεις επικοινωνίας.

Όπου τα κατεστραμμένα καλώδια πρέπει να αντικατασταθούν γρήγορα, η απλότητα εγκατάστασης μπορεί να γίνει σημαντικό πλεονέκτημα σε επίπεδο συστήματος.

HCS: Crimp-and-Cleave as the Middle Ground

Υποστηρίζουν ορισμένα συστήματα HCSπτύχωση και σχισμήλήξη.

Τα συμβατά σχέδια μπορούν να αποφύγουν τα βήματα εποξειδικής και στίλβωσης και να επιτρέψουν τον τερματισμό πεδίου χρησιμοποιώντας σχετικά απλά εργαλεία χειρός.

Το HCS μπορεί επομένως να συνδυάσει έναν οπτικό πυρήνα από πυρίτιο και πολύ χαμηλότερη εξασθένηση από το POF με μεθόδους εγκατάστασης που έχουν σχεδιαστεί για βιομηχανική επιτόπια εξυπηρέτηση.

Δεν χρησιμοποιούν όλα τα προϊόντα HCS την ίδια μέθοδο τερματισμού, επομένως η σύνδεση και η διαδικασία τερματισμού πρέπει να ελεγχθούν για το συγκεκριμένο σύστημα ινών.

Glass Fiber: Υψηλότερη ευθυγράμμιση και ακρίβεια τερματισμού

Τα συμβατικά συστήματα πολλαπλών και μονότροπων ινών γυαλιού χρησιμοποιούν πολύ μικρότερους οπτικούς πυρήνες.

Επομένως, η ποιότητα του συνδετήρα και η ευθυγράμμιση των ινών γίνονται πιο κρίσιμες.

Τα συγκροτήματα από ίνες γυαλιού που τερματίζονται στο εργοστάσιο μπορούν να παρέχουν εξαιρετική απόδοση και αξιοπιστία, αλλά η σύνδεση πεδίου απαιτεί συνήθως μεγαλύτερο έλεγχο της διαδικασίας.

Σε συστήματα όπου το καλώδιο τοποθετείται μία φορά και αγγίζεται σπάνια, αυτό μπορεί να παρουσιάζει μικρό μειονέκτημα.

Όπου ο εξοπλισμός συντηρείται ή τροποποιείται συχνά, η απλότητα τερματισμού μπορεί να έχει πολύ μεγαλύτερο βάρος.

Τερματισμός πεδίου και εγκατάσταση: POF vs HCS vs Glass Fiber

Μηχανική Αξιοπιστία σε Βιομηχανικά Περιβάλλοντα

Η μηχανική αξιοπιστία δεν πρέπει να περιορίζεται σε μια απλή σύγκριση μεταξύ πλαστικού και γυαλιού.

Η τελική κατασκευή του καλωδίου έχει σημασία τόσο όσο και το ίδιο το οπτικό υλικό.

Το POF επωφελείται από τη μεγάλη πολυμερή κατασκευή του και τα γενικά επιεικά χαρακτηριστικά χειρισμού του.

Οι βιομηχανικές ίνες HCS μπορούν να σχεδιαστούν για να αντέχουν τους κραδασμούς, την τριβή, την επαναλαμβανόμενη κάμψη, τα φορτία εφελκυσμού και την έκθεση σε χημικά.

Οι συμβατικές ίνες γυαλιού μπορούν επίσης να είναι ιδιαίτερα αξιόπιστες όταν προστατεύονται από κατάλληλα προστατευτικά, εξαρτήματα αντοχής και μπουφάν.

Μια πρακτική μηχανική σύγκριση θα πρέπει να χωρίζει τέσσερις ερωτήσεις:

1. Πώς συμπεριφέρεται η γυμνή ίνα;

2. Ποια επίστρωση ή ρυθμιστικό το προστατεύει;

3. Πώς ενσωματώνεται η ίνα στο τελικό καλώδιο;

4. Πόσο ανθεκτικός είναι ο σύνδεσμος ή ο τερματισμός;

Ένα σωστά σχεδιασμένο βιομηχανικό καλώδιο από ίνες γυαλιού μπορεί να είναι πιο κατάλληλο για ένα απαιτητικό περιβάλλον από ένα ανεπαρκώς προστατευμένο καλώδιο POF.

Το υλικό ινών από μόνο του δεν καθορίζει τη μηχανική αξιοπιστία.

POF vs HCS vs Glass Fiber Cost: Συγκρίνετε ολόκληρο τον σύνδεσμο, όχι μόνο το καλώδιο

Η τιμή των ινών είναι μόνο ένα μέρος του κόστους του συστήματος.

Μια ουσιαστική σύγκριση θα πρέπει επίσης να περιλαμβάνει:

• οπτικός πομπός και δέκτης.

• συνδετήρες?

• εργαλεία τερματισμού?

• απαιτήσεις δεξιοτήτων τεχνικού·

• χρόνος εγκατάστασης?

• μέθοδος επισκευής πεδίου?

• απαιτήσεις συντήρησης·

• οπτικό περιθώριο?

• απαιτείται προστασία του περιβάλλοντος.

Για μια σύντομη βιομηχανική σύνδεση, το POF μπορεί να είναι οικονομικά ελκυστικό επειδή τα απλά οπτικά εξαρτήματα και ο απλός τερματισμός μπορούν να μειώσουν την πολυπλοκότητα του εγκατεστημένου συστήματος.

Το HCS μπορεί να έχει υψηλότερο κόστος εξαρτημάτων, αλλά παρέχει το πρόσθετο οπτικό περιθώριο που απαιτείται για μεγαλύτερες συνδέσεις χωρίς να μετακινείται απευθείας σε αρχιτεκτονική ινών υάλου μικρότερου πυρήνα.

Οι συμβατικές ίνες γυαλιού γενικά απαιτούν αυστηρότερο έλεγχο συνδετήρων, αλλά η χαμηλή εξασθένηση και το ευρύ οπτικό οικοσύστημά τους γίνονται όλο και πιο πολύτιμα καθώς αυξάνονται οι απαιτήσεις απόστασης και εύρους ζώνης.

Για το λόγο αυτό, η ίνα με τη χαμηλότερη τιμή δεν παράγει απαραίτητα το χαμηλότερο κόστος εγκατάστασης ζεύξης, ενώ η ίνα με την καλύτερη οπτική απόδοση μπορεί να παρέχει δυνατότητα που δεν χρειάζεται μια σύντομη βιομηχανική ζεύξη.

Γιατί ο βιομηχανικός εξοπλισμός εξακολουθεί να χρησιμοποιεί POF για επικοινωνία σε μικρή απόσταση

Οι συμβατικές ίνες γυαλιού προσφέρουν πολύ χαμηλότερη εξασθένηση από το POF, αλλά πολλές βιομηχανικές οπτικές ζεύξεις δεν έχουν σχεδιαστεί γύρω από τη μέγιστη απόσταση μετάδοσης.

Μέσα σε μηχανές, μετατροπείς, σερβο συστήματα, μονάδες δίσκου και άλλο βιομηχανικό εξοπλισμό, η οπτική διαδρομή μπορεί να είναι σχετικά μικρή.

Υπό αυτές τις συνθήκες, οι μηχανικοί μπορούν να δώσουν μεγαλύτερη αξία σε:

• ανοχή ζεύξης μεγάλου πυρήνα.

• απλοί σύνδεσμοι.

• γρήγορη συναρμολόγηση?

• εύκολη συντήρηση?

• επαρκή οπτική απόδοση σε μικρές αποστάσεις.

Σε μια πολύ σύντομη σύνδεση, η διαφορά μεταξύ ινών υψηλής και χαμηλής απώλειας μπορεί να έχει πολύ μικρότερη πρακτική σημασία από ό,τι για εκατοντάδες μέτρα ή χιλιόμετρα.

Το POF παραμένει χρήσιμο γιατί λύνει ένα διαφορετικό πρόβλημα βελτιστοποίησης.

Δεν χρειάζεται να ανταγωνίζεται τις ίνες γυαλιού μονής λειτουργίας στη μέγιστη απόσταση μετάδοσης. Η αξία του έγκειται στην παροχή μιας απλής και πρακτικής οπτικής σύνδεσης όπου η απαιτούμενη απόσταση παραμένει εντός του οπτικού προϋπολογισμού του συστήματος.

Πότε είναι το HCS το καλύτερο μέσο;

Το HCS γίνεται ιδιαίτερα χρήσιμο όταν ένα σύστημα που βασίζεται σε POF αρχίζει να αντιμετωπίζει οπτικούς περιορισμούς, αλλά η εφαρμογή εξακολουθεί να επωφελείται από τη βιομηχανική ίνα σχετικά μεγάλου πυρήνα.

Μια τυπική μετάβαση μπορεί να γίνει κατανοητή ως:

Το POF παρέχει απλή σύνδεση και εγκατάσταση
↓
Η απαιτούμενη απόσταση ή το οπτικό περιθώριο αυξάνεται
↓
Η εξασθένηση του POF γίνεται περιοριστική
↓
Το HCS εισάγει έναν πυρήνα διοξειδίου του πυριτίου με χαμηλότερες απώλειες ενώ διατηρεί μια σχετικά μεγάλη διάμετρο πυρήνα

Επομένως, το HCS μπορεί να είναι κατάλληλο όταν μια εφαρμογή χρειάζεται κάποιο συνδυασμό:

• μεγαλύτερη απόσταση μετάδοσης από το τυπικό POF.

• σημαντικά χαμηλότερη οπτική εξασθένηση.

• συμβατότητα με βιομηχανικά οπτικά συστήματα 650 nm.

• μεγαλύτερη ανοχή σύζευξης από τις συμβατικές ίνες γυαλιού 50/125 μm.

• πρακτικός τερματισμός πεδίου.

• πρόσθετη περιβαλλοντική ικανότητα·

• περισσότερο οπτικό περιθώριο χωρίς άμεση μετάβαση σε μια αρχιτεκτονική ινών τηλεπικοινωνιακού τύπου.

Το HCS δεν είναι παγκοσμίως καλύτερο από το POF ή από τις συμβατικές ίνες γυαλιού.

Για έναν πολύ σύντομο σύνδεσμο όπου κυριαρχεί η απλότητα, το POF μπορεί να παραμείνει η καταλληλότερη επιλογή.

Για επικοινωνία μεγάλων αποστάσεων, υψηλό εύρος ζώνης ή τυπική συμβατότητα οπτικού δικτύου, η συμβατική ίνα γυαλιού μπορεί να είναι πιο κατάλληλη.

Το HCS αποκτά μεγαλύτερη αξία όταν οι απαιτήσεις εφαρμογής εμπίπτουν μεταξύ αυτών των δύο περιοχών.

Πώς να επιλέξετε μεταξύ POF, HCS και ινών γυαλιού

Η πιο αξιόπιστη μέθοδος επιλογής είναι η αξιολόγηση της πλήρους εφαρμογής και όχι η επιλογή μόνο από υλικό ινών.

Πλαίσιο επιλογής βιομηχανικών ινών: POF, HCS ή Γυάλινες ίνες

1. Καθορίστε την Απαιτούμενη απόσταση σύνδεσης

Ξεκινήστε με τη φυσική απόσταση επικοινωνίας και το απαιτούμενο οπτικό περιθώριο.

Οι σύντομοι σύνδεσμοι εσωτερικού εξοπλισμού είναι συχνά συμβατοί με το POF.

Καθώς η απόσταση αυξάνεται, το HCS γίνεται πιο ελκυστικό λόγω της πολύ χαμηλότερης εξασθένησής του.

Για ακόμα μεγαλύτερες συνδέσεις, η συμβατική ίνα γυαλιού πολλαπλών ή μονής λειτουργίας παρέχει γενικά την ισχυρότερη οπτική απόδοση.

2. Καθορίστε το εύρος θερμοκρασίας

Ελεγχος:

• ελάχιστη θερμοκρασία λειτουργίας·

• μέγιστη συνεχής θερμοκρασία?

• προσωρινή μέγιστη θερμοκρασία.

• αναμενόμενες συνθήκες εξυπηρέτησης.

Μην υποθέσετε ότι το υλικό του πυρήνα των ινών καθορίζει μόνο το αποτέλεσμα.

Η ίνα, το buffer, το καλώδιο και το σύστημα σύνδεσης πρέπει να παραμένουν όλα κατάλληλα για το απαιτούμενο εύρος θερμοκρασίας.

3. Ελέγξτε την υπάρχουσα οπτική πηγή

Εάν ένα υπάρχον βιομηχανικό σχέδιο χρησιμοποιεί ήδη πομπό και δέκτη 650 nm, το POF και το συμβατό HCS ενδέχεται να ενσωματωθούν φυσικά.

Η μετάβαση σε διαφορετική αρχιτεκτονική ινών γυαλιού μπορεί να απαιτεί αλλαγές σε άλλα σημεία της οπτικής διεπαφής.

Επομένως, η ίνα και η οπτική πηγή θα πρέπει να αξιολογούνται μαζί.

4. Προσδιορίστε τον Απαιτούμενο ρυθμό δεδομένων και τον οπτικό προϋπολογισμό

Οι υψηλότεροι ρυθμοί δεδομένων μπορούν να μειώσουν την πρακτική απόσταση μετάδοσης ακόμη και όταν η ίδια η ίνα είναι ικανή για μεγαλύτερη απόσταση.

Αξιολογήστε τον πραγματικό οπτικό προϋπολογισμό αντί να επιλέξετε ίνα αποκλειστικά από την ονομαστική εξασθένηση.

5. Αποφασίστε πώς πρέπει να εγκατασταθεί και να συντηρηθεί το καλώδιο

Θεωρώ:

• εάν η ίνα θα τερματιστεί εργοστασιακά.

• εάν απαιτείται τερματισμός πεδίου.

• πόσο συχνά θα γίνει συντήρηση του εξοπλισμού.

• εάν υπάρχουν διαθέσιμα εργαλεία από ίνες ακριβείας.

• πόσο εύκολα πρέπει να αντικατασταθεί ένα κατεστραμμένο καλώδιο.

Σε ορισμένα βιομηχανικά συστήματα, η απλότητα συντήρησης είναι ένας από τους ισχυρότερους λόγους για τη χρήση POF ή κατάλληλου συστήματος HCS.

6. Αξιολογήστε το Μηχανικό και Χημικό Περιβάλλον

Εξετάστε τους κραδασμούς, την κάμψη, την τριβή, την εφελκυστική φόρτιση, την έκθεση σε χημικά και την επαναλαμβανόμενη κάμψη.

Αξιολογήστε την τελική κατασκευή του καλωδίου και όχι μόνο το γυμνό υλικό ινών.

7. Συγκρίνετε το συνολικό κόστος εγκατάστασης

Τέλος, συγκρίνετε τον πλήρη οπτικό σύνδεσμο.

Αυτός ο πίνακας περιγράφει γενικές τάσεις επιλογής και όχι καθολικές ταξινομήσεις.

Η τελική επιλογή εξαρτάται από το πώς αυτές οι απαιτήσεις αλληλεπιδρούν στο πραγματικό σύστημα.

Σύναψη

Το POF, το HCS και οι συμβατικές ίνες γυαλιού επιλύουν διαφορετικά προβλήματα βιομηχανικής επικοινωνίας.

ΠΟΦείναι ιδιαίτερα αποτελεσματικό όταν ο σύνδεσμος είναι σύντομος και ο σχεδιασμός επωφελείται από την ανοχή ζεύξης μεγάλου πυρήνα, τους απλούς συνδέσμους, την απλή εγκατάσταση και την άνετη συντήρηση.

HCSσυνδυάζει πυρήνα πυριτίου με επένδυση σκληρού πολυμερούς, δίνοντάς του σημαντικά χαμηλότερη εξασθένηση από το PMMA POF, ενώ διατηρεί έναν σχετικά μεγάλο πυρήνα. Μπορεί να είναι χρήσιμο όπου ένα βιομηχανικό σύστημα χρειάζεται μεγαλύτερη εμβέλεια ή οπτικό περιθώριο χωρίς να εγκαταλείψει όλα τα πλεονεκτήματα εγκατάστασης που σχετίζονται με τις ίνες μεγάλου πυρήνα.

Συμβατικές ίνες γυαλιούπαρέχει τη χαμηλότερη εξασθένηση, την ισχυρότερη ικανότητα μεγάλων αποστάσεων και ευρεία συμβατότητα με τυπικές οπτικές αρχιτεκτονικές υψηλού εύρους ζώνης, αλλά γενικά απαιτεί αυστηρότερη οπτική ευθυγράμμιση και πιο ελεγχόμενη σύνδεση.

Δεν υπάρχει μόνος νικητής.

Μια πρακτική διαδικασία βιομηχανικής επιλογής ινών θα πρέπει να λάβει υπόψη:

Απόσταση + Θερμοκρασία + Πηγή Φωτός + Μέθοδος Σύνδεσης + Περιβάλλον + Συνολικό κόστος συστήματος

Όταν αυτές οι μεταβλητές εξετάζονται μαζί, ο πιο κατάλληλος τύπος ίνας καθίσταται πολύ πιο εύκολος να εντοπιστεί.

Συχνές Ερωτήσεις

Είναι το HCS ένας τύπος ινών γυαλιού;

Το HCS περιέχει πυρήνα γυαλιού πυριτίου, επομένως ο οπτικός πυρήνας του είναι γυαλί. Ωστόσο, σε αντίθεση με τις συμβατικές ίνες επικοινωνίας εξ ολοκλήρου πυριτίου, το HCS χρησιμοποιεί σκληρή επένδυση πολυμερούς γύρω από τον πυρήνα του πυριτίου. Αυτή η υβριδική κατασκευή του δίνει μικρότερη οπτική απώλεια από το τυπικό PMMA POF, ενώ διατηρεί έναν μεγαλύτερο πυρήνα από τη συμβατική πολύτροπη ίνα γυαλιού.

Πόσο μακριά μπορούν να μεταδώσουν το POF, το HCS και οι ίνες γυαλιού σε βιομηχανικά συστήματα;

Δεν υπάρχει καθολική μέγιστη απόσταση για κανένα από τα τρία. Το POF χρησιμοποιείται γενικά για μικρότερους συνδέσμους λόγω της υψηλότερης εξασθένησής του, το HCS μπορεί να επεκτείνει σημαντικά την πρακτική εμβέλεια και οι συμβατικές ίνες γυαλιού υποστηρίζουν πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις. Η πραγματική απόσταση εξαρτάται από την ισχύ του πομπού, την ευαισθησία του δέκτη, το μήκος κύματος, την απώλεια σύνδεσης, τον ρυθμό δεδομένων, τη θερμοκρασία και το απαιτούμενο οπτικό περιθώριο.

Μπορεί το POF να χρησιμοποιηθεί σε βιομηχανικό εξοπλισμό υψηλής θερμοκρασίας;

Ναι, με την προϋπόθεση ότι το συγκεκριμένο σύστημα ινών POF και καλωδίων είναι κατάλληλο για την απαιτούμενη θερμοκρασία. Ορισμένες βιομηχανικές κατασκευές POF βαθμολογούνται σε περίπου +85°C. Εφαρμογές εκτός του προβλεπόμενου εύρους ενδέχεται να απαιτούν διαφορετική κατασκευή POF, HCS ή κατάλληλο εξειδικευμένο σύστημα ινών πυριτίας.

Γιατί να χρησιμοποιήσετε το POF εάν οι ίνες γυαλιού έχουν πολύ χαμηλότερη εξασθένηση;

Η χαμηλή εξασθένηση δεν είναι ο μόνος σχεδιαστικός στόχος σε μια σύντομη βιομηχανική σύνδεση. Το POF προσφέρει πολύ μεγάλο πυρήνα, γενναιόδωρη ανοχή ζεύξης, απλή σύνδεση και εύκολη συντήρηση στο πεδίο. Όταν η απόσταση μετάδοσης είναι μικρή, αυτά τα πλεονεκτήματα μπορεί να είναι πιο πολύτιμα από την πολύ χαμηλότερη εξασθένηση των συμβατικών ινών γυαλιού.

Πότε πρέπει να επιλεγεί το HCS αντί του POF;

Το HCS γίνεται ελκυστικό όταν το POF δεν παρέχει πλέον επαρκή απόσταση μετάδοσης