As ligações ópticas industriais podem ter requisitos muito diferentes, dependendo de onde a fibra é instalada e do que se espera que a ligação de comunicação faça.Uma ligação curta dentro de equipamentos industriais tem prioridades de concepção muito diferentes de uma ligação mais longa entre máquinas ou a nível da fábrica.
É por issoFibra óptica de plástico (POF),Silicio revestido de material duro (HCS)e convencionaisfibras ópticas de vidronão deve ser comparada apenas pela distância de transmissão.
Eles diferem em material do núcleo, diâmetro do núcleo, atenuação óptica, tolerância de acoplamento, capacidade de temperatura, requisitos de conector e distância prática de transmissão.
A melhor pergunta de engenharia não é:
Que fibra é melhor?
É:
Que fibra é melhor para a distância necessária, temperatura, fonte óptica, método de ligação, ambiente operacional e custo total do sistema?
Essas variáveis determinam normalmente o tipo de fibra mais adequado.
POF, HCS e fibra de vidro convencional diferem principalmente na suaMateriais de núcleo e revestimento. POF utiliza normalmente um núcleo de polímero e revestimento de polímero, HCS combina um núcleo de sílica com revestimento de polímero duro,enquanto a fibra de vidro convencional de qualidade de comunicação normalmente usa núcleo e revestimento à base de sílicaEstas diferenças estruturais influenciam a atenuação, a tolerância de acoplamento, a precisão do conector, a capacidade de temperatura e a distância prática de transmissão.
Uma das suas características mais importantes é o seu grande núcleo óptico.980 μm dentro de uma fibra de 1000 μm.
Isso é extremamente grande em comparação com a fibra de comunicação convencional.
O núcleo grande fornece um grande alvo óptico, tornando o alinhamento transmissor-fibra e fibra-receptor relativamente tolerante.Os pequenos desvios mecânicos nos conectores ou interfaces ópticas são, portanto, menos críticos do que com fibras de vidro de núcleo muito menor.
Para ligações industriais curtas, isto pode simplificar tanto a concepção como a manutenção do sistema.
Por conseguinte, a POF comercializa a baixa atenuação óptica por vantagens como:
acoplamento simples;
Alinhamento tolerante dos conectores;
terminação direta do campo;
manutenção fácil;
Interfaces ópticas relativamente simples.
Quando a distância necessária é curta, essas vantagens podem ser mais importantes do que alcançar a menor perda de fibras possível.
Silício de revestimento duro, ou HCS, utiliza um núcleo de vidro de sílica cercado por revestimento de polímero duro.
Isto coloca-o estruturalmente entre o POF e a fibra convencional de sílica.
Uma configuração industrial comum de HCS utiliza aproximadamente umNúcleo de sílica de 200 μm com revestimento de cerca de 230 μm, embora também estejam disponíveis outros tamanhos de núcleo.
O núcleo é muito menor do que o núcleo de aproximadamente 1 mm usado em POF industrial típico, mas consideravelmente maior do que o núcleo de 50 μm da fibra de comunicação multimodo convencional.
Como a luz se propaga através de um núcleo de sílica, o HCS pode alcançar uma atenuação óptica muito menor do que o PMMA POF, mantendo ainda um alvo óptico relativamente grande.
Para os sistemas industriais, essa combinação pode ser útil quando o POF já não fornece uma margem óptica ou uma distância de transmissão suficientes,Mas um sistema convencional de fibra de vidro de núcleo pequeno adicionaria complexidade de instalação desnecessária.
A HCS pode, portanto, ocupar uma posição útil no meio:
Uma perda óptica menor do que a POF, mantendo-se mais tolerante ao acoplamento do que a fibra de vidro convencional de núcleo pequeno.
A fibra de vidro convencional de qualidade de comunicação geralmente usa um núcleo de sílica e revestimento de sílica.
Para sistemas industriais e de comunicação de dados,Fibra multimodo de 50/125 μmAs instalações mais antigas podem também utilizar fibra multimodo 62,5/125 μm.
A fibra de vidro de modo único usa um modo óptico muito menor e é projetada para aplicações que exigem distâncias de transmissão muito maiores e muito baixa atenuação.
Em comparação com POF e HCS, a fibra de vidro multimodo convencional tem um núcleo muito menor.
O benefício é uma atenuação muito menor e o acesso a um ecossistema maduro para comunicações ópticas de maior largura de banda e de maior distância.
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Comparação da estrutura de POF, HCS e fibra de vidro
| Tipo de fibra | Estrutura típica do material | Tamanho representativo do núcleo | Característica geral de engenharia |
|---|---|---|---|
| POF | Núcleo de polímeros + revestimento de polímeros | ~ 980 μm | Acoplamento óptico muito tolerante |
| HCS | Núcleo de sílica + revestimento de polímero duro | ~ 200 μm | Acoplamento intermediário e perda óptica |
| Fibras de vidro multimodo | Núcleo de sílica + revestimento de sílica | 50 μm | Menor perda, alinhamento mais apertado |
| Fibras de vidro de modo único | Núcleo de sílica + revestimento de sílica | Modo óptico muito menor | Perda mínima e alcance mais longo |
Estes valores são representativos e não universais.
O diâmetro do núcleo afeta mais do que o tamanho físico da fibra, mas também a facilidade com que a luz pode ser lançada do transmissor para a fibra e capturada no receptor.
Um POF de aproximadamente 1 mm apresenta um alvo óptico muito grande.
Isto proporciona uma tolerância de alinhamento substancial entre o transmissor, o conector e o núcleo de fibra.Os componentes ópticos industriais podem, portanto, utilizar interfaces mecânicas relativamente simples, mantendo simultaneamente um acoplamento óptico fiável..
O núcleo grande é particularmente útil quando o equipamento deve ser montado rapidamente, servido no campo ou mantido sem equipamento de processamento de fibra de precisão.
Para uma ligação de comunicação curta, um acoplamento simples e repetível pode ser mais importante do que minimizar cada decibel de atenuação.
O HCS reduz consideravelmente o tamanho do núcleo em comparação com o POF, mas um núcleo de 200 μm permanece muito maior do que o núcleo de 50 μm encontrado na fibra de vidro multimodo comum.
Por conseguinte, mantém uma tolerância de acoplamento útil, beneficiando simultaneamente da menor atenuação de um núcleo de sílica.
Isso torna o HCS adequado para alguns links industriais que excederam os limites práticos de orçamento óptico ou alcance do POF, mas não exigem uma arquitetura de fibra de estilo de telecomunicações convencional.
Quando o diâmetro do núcleo diminui para 50 μm, o alinhamento mecânico torna-se mais importante.
Ferrulas de conectores, faces de extremidades de fibra e alinhamento do transmissor devem controlar o caminho óptico com mais precisão porque a área de recepção é muito menor.
A fibra de vidro convencional ainda pode fornecer uma excelente confiabilidade em sistemas industriais, mas geralmente depende de uma conectorizar mais controlada do que um sistema POF de 1 mm.
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Diâmetro do núcleo, tolerância de acoplamento e comprimento de onda óptico
A selecção de fibras não pode ser separada da selecção de fontes ópticas.
A PMMA POF industrial está fortemente associadaluz vermelha visível em torno de 650 nme é comumente emparelhado com transmissores LED industriais projetados para esta faixa de comprimento de onda.
O HCS pode também ser utilizado com sistemas ópticos de 650 nm e está disponível em modelos adequados para comprimentos de onda650 nm e 850 nm.
A fibra de vidro multimodo convencional normalmente opera em torno de850 nm e 1300 nm, com 850 nm amplamente utilizado para comunicação de dados multimodo de curto alcance.
A fibra de vidro de modo único é comumente associada a comprimentos de onda em torno1310 nm e 1550 nm, onde a atenuação muito baixa suporta ligações muito mais longas.
Na prática, a alteração da fibra pode também exigir a verificação do comprimento de onda do transmissor, da sensibilidade do receptor e da interface óptica completa.
Uma fibra com menor atenuação não é automaticamente compatível com um transceptor óptico existente.
Em geral, a capacidade de transmissão progride de POF para HCS para fibra de vidro convencional à medida que a atenuação óptica diminui.
No entanto, o tipo de fibra por si só não define a distância máxima de uma ligação óptica industrial.
O POF PMMA típico tem uma atenuação óptica relativamente elevada.
O POF industrial representativo pode ter perdas na ordem de aproximadamente150~200 dB/km em torno de 650 nm.
Expresso a uma curta distância da máquina, esse nível de atenuação pode ainda ser completamente aceitável.
O POF é, portanto, principalmente associado à comunicação a nível de equipamento curto, em vez de backbones ópticos de longa distância.
A alta atenuação não torna o POF tecnicamente inferior em todas as aplicações.
Se o caminho necessário for apenas de vários metros ou dezenas de metros, um acoplamento mais fácil e uma terminação mais simples podem ser mais valiosos do que a menor atenuação da fibra de sílica convencional.
A substituição do núcleo de polímero por sílica reduz significativamente a atenuação.
As fibras HCS industriais representativas podem operar noIntervalo de um dígito em dB/km, dependendo do comprimento de onda e da construção da fibra.
Isso fornece uma margem óptica substancialmente maior do que o POF PMMA típico e permite que os sistemas HCS suportem links mais longos.
Para aplicações industriais, o HCS é particularmente útil quando o sistema necessita de um alcance adicional, mas ainda beneficia de uma interface óptica de núcleo relativamente grande.
A fibra de vidro multimodo convencional oferece uma atenuação ainda menor.
A fibra multimodo representativa de 50/125 μm pode operar noFaixa de baixo nível de um dígito em dB/km, dependendo do comprimento de onda e da qualidade da fibra.
A fibra de sílica de modo único pode reduzir a atenuação abaixo1 dB/km, atingindo aproximadamente alguns décimos de decibel por quilómetro em comprimentos de onda comuns de funcionamento monomodo.
Para a comunicação de longa distância, estas diferenças tornam-se cada vez mais importantes.
No entanto, dentro de uma máquina ou sistema de controle com um caminho óptico curto, a capacidade de transmissão em escala de quilômetros pode proporcionar pouca vantagem prática.
É tentador atribuir uma distância máxima de transmissão a cada tipo de fibra, mas isso pode ser enganoso.
A distância prática de ligação depende daorçamento de energia óptica, incluindo:
Potência de saída do transmissor;
sensibilidade do receptor;
atenuação da fibra;
perdas de conectores;
comprimento de onda de funcionamento;
temperatura;
taxa de dados;
Margem óptica necessária.
Diferentes famílias de transceptores ópticos podem, portanto, produzir distâncias muito diferentes usando o mesmo tipo de fibra.
Um sistema POF pode suportar apenas algumas dezenas de metros em uma aplicação, enquanto outro sistema opera mais longe.Mas o seu alcance exato ainda é determinado pelo sistema completo transmissor-receptor.
A selecção da fibra deve, por conseguinte, começar com o desempenho de ligação óptica exigido e não com um número de distância universal.
A escala de atenuação óptica ajuda a explicar por que essas tecnologias de fibra tendem a ocupar diferentes faixas de aplicação.
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Atenuação óptica e alcance de transmissão
| Tecnologia de fibras | Núcleo representativo | Região típica de comprimento de onda | Escala de atenuação representativa |
|---|---|---|---|
| PMMA POF | ~ 980 μm | ~ 650 nm | ~ 150 ∼ 200 dB/km |
| 200 μm HCS | ~ 200 μm | 650/850 nm | dB/km de um único dígito |
| Vidro multimodo de 50/125 μm | 50 μm | 850/1300 nm | Baixo dB/km de um só dígito |
| Vidros de modo único | Modo óptico pequeno | 1310/1550 nm | Sub-1 dB/km |
Estes números são úteis para compreender a ordem de grandeza relativa, não para especificar uma ligação industrial completa.
A perda do conector, as características do transceptor, a temperatura de funcionamento e a taxa de transferência de dados ainda precisam ser consideradas no projeto real.
A temperatura é uma das partes mais facilmente simplificadas da comparação POF, HCS e fibra de vidro.
É incorreto supor que todos os sistemas POF têm um limite de temperatura mais baixo do que todos os sistemas HCS, ou que a seleção de um núcleo de vidro resolve automaticamente um requisito de alta temperatura.
O POF contém materiais poliméricos tanto na fibra óptica como na sua construção circundante.
A temperatura pode afectar a atenuação, as propriedades mecânicas e a fiabilidade a longo prazo.
Os produtos POF industriais estão disponíveis em diferentes construções e alguns são concebidos para temperaturas de funcionamento que atingem aproximadamente+ 85°C.
Por conseguinte, a questão relevante não é simplesmente se o POF pode tolerar o calor.
A verificação de engenharia correta é se oconstrução específica de fibras e cabos POFÉ qualificado para o perfil de temperatura exigido.
A temperatura de funcionamento contínua, a temperatura de exposição máxima e as condições de funcionamento esperadas devem permanecer dentro dos limites nominais do sistema.
A HCS substitui o núcleo óptico do polímero por sílica, o que proporciona flexibilidade adicional no projeto.
No entanto, os revestimentos, revestimentos, amortecimentos e capas de cabos de polímeros podem ainda impor limites de temperatura.
Alguns sistemas industriais completos de cabos HCS podem ter faixas de funcionamento+80°C, enquanto as construções especializadas de fibras HCS podem estender-se para aproximadamente+ 125°C.
Uma classificação de temperatura POF < HCS simples não é, portanto, confiável.
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A capacidade de temperatura depende do sistema completo de fibras
Quando o ambiente se move muito além da capacidade de temperatura dos sistemas convencionais de cabos baseados em polímeros, as fibras de sílica especiais tornam-se cada vez mais importantes.
As fibras de sílica com revestimentos especializados de alta temperatura podem ser concebidas para ambientes que atingem aproximadamente+ 300°Cem determinadas aplicações especiais.
Nestas temperaturas, a tecnologia de revestimento, a construção de tampões, os conectores e a proteção mecânica circundante tornam-se partes centrais do projeto do sistema de fibras.
O núcleo óptico é apenas uma parte de um conjunto de fibras industriais acabado.
Um sistema completo pode incluir:
núcleo;
revestimento;
revestimento;
amortecimento;
membros da força;
Capa de cabos;
corpo do conector;
Ferrule;
estrutura de terminação.
A temperatura do sistema utilizável é limitada pelos componentes relevantes do conjunto completo.
Quando uma ligação POF se aproxima do seu limite de temperatura qualificado, a mudança para HCS ou um sistema de fibra de sílica apropriado pode proporcionar uma janela de projeto mais ampla.O cabo completo e o sistema de conectores ainda precisam ser verificados..
O método de instalação afeta directamente os requisitos de mão-de-obra, a fiabilidade no campo e a estratégia de manutenção.
O POF de grande núcleo é particularmente adequado para terminação de campo simples.
Muitos sistemas de conectores POF industriais podem ser montados utilizando procedimentos relativamente simples de corte, descolagem ou enrolamento, em vez de equipamentos de embraiagem de fibras de precisão.
O núcleo grande também torna a terminação mais tolerante a pequenas variações de alinhamento.
Isto é útil em:
Construção de máquinas;
Montagem do gabinete de comando;
manutenção do equipamento;
substituição de campos;
ligações de comunicação industriais curtas.
Quando os cabos danificados precisam ser substituídos rapidamente, a simplicidade de instalação pode tornar-se uma vantagem importante a nível do sistema.
Suporte a determinados sistemas HCSCrempe-e-clivagemRescisão.
Os projetos compatíveis podem evitar etapas de epóxi e polimento e permitir a terminação de campo usando ferramentas manuais relativamente simples.
O HCS pode, por conseguinte, combinar um núcleo óptico de sílica e uma atenuação muito menor do que o POF com métodos de instalação concebidos para o serviço de campo industrial.
Nem todos os produtos HCS utilizam o mesmo método de terminação, pelo que o processo de ligação e terminação deve ser verificado para o sistema de fibras específico.
Os sistemas convencionais de fibra de vidro multimodo e monomodo usam núcleos ópticos muito menores.
A qualidade do conector e o alinhamento da fibra tornam-se, portanto, mais críticos.
Os conjuntos de fibra de vidro terminados em fábrica podem fornecer excelente desempenho e confiabilidade, mas a conectação de campo normalmente requer maior controle do processo.
Em sistemas em que o cabo é instalado uma vez e raramente tocado, isso pode apresentar poucas desvantagens.
Quando os equipamentos são frequentemente reparados ou modificados, a simplicidade de terminação pode ter muito mais peso.
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Terminação e instalação de campo: POF vs HCS vs Fibra de Vidro
A fiabilidade mecânica não deve ser reduzida a uma simples comparação entre plástico e vidro.
A construção final do cabo é tão importante quanto o próprio material óptico.
O POF beneficia da sua grande construção em polímero e das suas características de manuseamento geralmente tolerantes.
As fibras HCS industriais podem ser concebidas para suportar vibrações, abrasão, flexão repetida, cargas de tração e exposição química.
A fibra de vidro convencional também pode ser altamente confiável quando protegida por tampões, elementos de resistência e jaquetas adequados.
Uma comparação mecânica prática deve separar quatro questões:
Como se comporta a fibra nua?
Que revestimento ou amortecimento o protege?
Como é que a fibra é incorporada ao cabo acabado?
Quão robusto é o conector ou terminação?
Um cabo industrial de fibra de vidro devidamente concebido pode ser mais adequado para um ambiente exigente do que um cabo POF de proteção inadequada.
O material de fibra por si só não determina a fiabilidade mecânica.
O preço da fibra é apenas uma parte do custo do sistema.
Uma comparação significativa deve também incluir:
Transmissor e receptor ópticos;
Conectores;
Ferramentas de terminação;
Requisitos de qualificação dos técnicos;
Tempo de instalação;
método de reparação em campo;
Requisitos de manutenção;
Margem óptica;
protecção ambiental necessária.
Para uma ligação industrial curta, o POF pode ser economicamente atraente porque componentes ópticos simples e terminação simples podem reduzir a complexidade do sistema instalado.
A HCS pode ter um custo de componente mais alto, mas fornece a margem óptica adicional necessária para ligações mais longas sem mudar diretamente para uma arquitetura de fibra de vidro de núcleo menor.
A fibra de vidro convencional geralmente exige um controle mais rigoroso dos conectores, mas sua baixa atenuação e amplo ecossistema óptico se tornam cada vez mais valiosos à medida que os requisitos de distância e largura de banda aumentam.
Por esta razão, a fibra de menor preço não produz necessariamente o menor custo de ligação instalada,enquanto a fibra com o melhor desempenho óptico pode fornecer capacidade que um link industrial curto não precisa.
A fibra de vidro convencional oferece uma atenuação muito menor do que a POF, mas muitos links ópticos industriais não são projetados em torno da distância máxima de transmissão.
Dentro de máquinas, conversores, servos, motores e outros equipamentos industriais, o caminho óptico pode ser relativamente curto.
Nestas condições, os engenheiros podem atribuir maior valor a:
Tolerância de acoplamento de núcleo grande;
Conectores simples;
montagem rápida;
manutenção fácil;
Desempenho óptico adequado a curta distância.
Em um link muito curto, a diferença entre fibra de alta perda e baixa perda pode ter muito menos significado prático do que seria em centenas de metros ou quilômetros.
O POF continua a ser útil porque resolve um problema de otimização diferente.
Não precisa competir com a fibra de vidro de modo único na distância máxima de transmissão.O seu valor reside no facto de proporcionar uma ligação óptica simples e prática onde a distância necessária se mantém dentro do orçamento óptico do sistema..
Uma transição típica pode ser entendida como:
POF fornece conexão e instalação simples
↓
Aumentos da distância ou da margem óptica necessários
↓
A atenuação do POF torna-se restritiva
↓
O HCS introduz um núcleo de sílica de menor perda, mantendo um diâmetro de núcleo relativamente grande
O HCS pode, por conseguinte, ser adequado quando uma aplicação necessita de uma combinação de:
Uma distância de transmissão superior à do POF típico;
Atenuação óptica significativamente mais baixa;
Compatibilidade com sistemas ópticos industriais de 650 nm;
tolerância de acoplamento superior à da fibra de vidro convencional de 50/125 μm;
terminação prática no terreno;
Capacidade ambiental adicional;
A partir de agora, o sistema de transmissão de fibra óptica terá uma maior margem óptica sem passar imediatamente para uma arquitetura de fibra do tipo de telecomunicações.
A HCS não é universalmente melhor do que a POF ou a fibra de vidro convencional.
Para um elo muito curto, onde a simplicidade domina, POF pode continuar a ser a escolha mais adequada.
Para comunicação de longa distância, largura de banda elevada ou compatibilidade de rede óptica padrão, a fibra de vidro convencional pode ser mais adequada.
O HCS torna-se mais valioso quando os requisitos de aplicação se encontram entre essas duas regiões.
O método de selecção mais confiável consiste em avaliar a aplicação completa, em vez de escolher apenas pelo material de fibra.
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Quadro de selecção de fibras industriais: POF, HCS ou fibras de vidro
Começa com a distância de comunicação física e a margem óptica necessária.
Os links internos de equipamento curtos são frequentemente compatíveis com o POF.
À medida que a distância aumenta, o HCS torna-se mais atraente devido à sua atenuação muito menor.
Para ligações ainda mais longas, a fibra de vidro multimodo ou monomodo convencional geralmente fornece o melhor desempenho óptico.
Verifique:
temperatura de funcionamento mínima;
temperatura máxima contínua;
temperatura de pico temporária;
condições de serviço esperadas.
Não assuma que o material do núcleo de fibra por si só determine o resultado.
O sistema de fibras, tampão, cabo e conector deve manter-se adequado para a gama de temperaturas exigida.
Se um desenho industrial existente já utilizar um transmissor e um receptor de 650 nm, POF e HCS compatíveis podem integrar-se naturalmente.
A mudança para uma arquitetura de fibra de vidro diferente pode exigir alterações em outras partes da interface óptica.
A fibra e a fonte óptica devem, por conseguinte, ser avaliadas em conjunto.
As taxas de transmissão mais elevadas podem reduzir a distância de transmissão prática, mesmo quando a própria fibra é capaz de alcançar mais tempo.
Avaliar o orçamento óptico real em vez de selecionar fibra apenas a partir da atenuação nominal.
Veja o seguinte:
se a fibra será eliminada da fábrica;
se é necessária a terminação do campo;
Frequência de manutenção dos equipamentos;
Se as ferramentas de fibra de precisão estão disponíveis;
a facilidade com que um cabo danificado deve ser substituído.
Em alguns sistemas industriais, a simplicidade de manutenção é uma das razões mais fortes para utilizar o POF ou um sistema HCS adequado.
Considere vibração, dobra, abrasão, carga de tração, exposição química e flexão repetida.
Avalie a construção do cabo acabado em vez de apenas o material da fibra nua.
Por fim, compare a ligação óptica completa.
| Condição da engenharia | Tendência de POF | Tendência HCS | Tendência do vidro convencional |
|---|---|---|---|
| Ligação de equipamento muito curta | Forte. | Possível | Muitas vezes desnecessárias |
| Terminação de campo simples | Forte. | Forte com sistemas adequados | Mais exigente |
| Óptica industrial existente a 650 nm | Forte. | Forte. | Dependente do sistema |
| Distância média de transmissão | Limitado | Forte. | Forte. |
| Distância de transmissão longa | Fraco. | Condicional | Forte. |
| Requisito de alta temperatura | Dependente do produto | Dependente do produto, com opções de temperatura mais elevada | Opções de especialidades mais amplas |
| A atenuação óptica mínima | Fraco. | Médio | Forte. |
| Tolerância máxima de engate | Forte. | Médio | Baixo |
| Simplicidade da manutenção em campo | Forte. | Forte com sistemas adequados | Mais dependente do processo |
| Rede óptica de largura de banda elevada | Limitado | Limitado ou condicional | Forte. |
Este quadro descreve tendências gerais de selecção e não classificações universais.
A escolha final depende de como estes requisitos interagem no sistema real.
POF, HCS e fibra de vidro convencional resolvem diferentes problemas de comunicação industrial.
POFÉ particularmente eficaz quando a ligação é curta e o projeto beneficia de tolerância de acoplamento de núcleo grande, conectores simples, instalação simples e manutenção conveniente.
HCSCombina um núcleo de sílica com revestimento de polímero duro, proporcionando-lhe uma atenuação substancialmente inferior à do PMMA POF, mantendo um núcleo relativamente grande.Pode ser útil quando um sistema industrial necessita de maior alcance ou margem óptica sem renunciar a todas as vantagens de instalação associadas à fibra de núcleo grande.
Fibras de vidro convencionaisProporciona a menor atenuação, a maior capacidade de longa distância e uma ampla compatibilidade com as arquiteturas ópticas de largura de banda padrão,Mas geralmente requer alinhamento óptico mais apertado e conectorization mais controlado.
Não há um único vencedor.
Um processo prático de selecção de fibras industriais deve considerar:
Distância + temperatura + fonte de luz + método de ligação + ambiente + custo total do sistema
Quando estas variáveis são consideradas juntas, o tipo de fibra mais adequado torna-se muito mais fácil de identificar.
A HCS contém um núcleo de vidro de sílica, por isso seu núcleo óptico é de vidro.Esta construção híbrida dá-lhe menor perda óptica do que o PMMA POF típico, mantendo um núcleo maior do que a fibra de vidro multimodo convencional.
Não há uma distância máxima universal para qualquer um dos três. POF é geralmente usado para ligações mais curtas por causa de sua maior atenuação, HCS pode estender o alcance prático substancialmente,e a fibra de vidro convencional suporta distâncias muito maioresA distância real depende da potência do transmissor, da sensibilidade do receptor, do comprimento de onda, da perda do conector, da taxa de transferência de dados, da temperatura e da margem óptica necessária.
Sim, desde que o sistema específico de fibras e cabos POF esteja qualificado para a temperatura exigida.Aplicações fora do intervalo qualificado podem exigir uma construção POF diferente, HCS ou um sistema de fibras de sílica especializado adequado.
A baixa atenuação não é o único objetivo de projeto em uma ligação industrial curta. POF oferece um núcleo muito grande, tolerância de acoplamento generosa, conectorization simples e fácil manutenção de campo.Quando a distância de transmissão for curta, estas vantagens podem ser mais valiosas do que a atenuação muito menor da fibra de vidro convencional.
O HCS torna-se atraente quando o POF não fornece mais uma distância de transmissão ou uma margem óptica suficientes,Mas a aplicação ainda beneficia de um núcleo relativamente grande e de uma terminação industrial práticaPode servir como uma opção intermediária entre a POF de grande núcleo e a fibra de vidro convencional de pequeno núcleo.
Os engenheiros devem avaliar a distância de transmissão necessária, a faixa de temperatura, o comprimento de onda óptico, a compatibilidade entre transmissor e receptor, a taxa de transferência de dados, o orçamento de energia óptica, o método de ligação,Requisitos de manutenção em campoO material de fibra por si só não deve determinar a selecção.
As ligações ópticas industriais podem ter requisitos muito diferentes, dependendo de onde a fibra é instalada e do que se espera que a ligação de comunicação faça.Uma ligação curta dentro de equipamentos industriais tem prioridades de concepção muito diferentes de uma ligação mais longa entre máquinas ou a nível da fábrica.
É por issoFibra óptica de plástico (POF),Silicio revestido de material duro (HCS)e convencionaisfibras ópticas de vidronão deve ser comparada apenas pela distância de transmissão.
Eles diferem em material do núcleo, diâmetro do núcleo, atenuação óptica, tolerância de acoplamento, capacidade de temperatura, requisitos de conector e distância prática de transmissão.
A melhor pergunta de engenharia não é:
Que fibra é melhor?
É:
Que fibra é melhor para a distância necessária, temperatura, fonte óptica, método de ligação, ambiente operacional e custo total do sistema?
Essas variáveis determinam normalmente o tipo de fibra mais adequado.
POF, HCS e fibra de vidro convencional diferem principalmente na suaMateriais de núcleo e revestimento. POF utiliza normalmente um núcleo de polímero e revestimento de polímero, HCS combina um núcleo de sílica com revestimento de polímero duro,enquanto a fibra de vidro convencional de qualidade de comunicação normalmente usa núcleo e revestimento à base de sílicaEstas diferenças estruturais influenciam a atenuação, a tolerância de acoplamento, a precisão do conector, a capacidade de temperatura e a distância prática de transmissão.
Uma das suas características mais importantes é o seu grande núcleo óptico.980 μm dentro de uma fibra de 1000 μm.
Isso é extremamente grande em comparação com a fibra de comunicação convencional.
O núcleo grande fornece um grande alvo óptico, tornando o alinhamento transmissor-fibra e fibra-receptor relativamente tolerante.Os pequenos desvios mecânicos nos conectores ou interfaces ópticas são, portanto, menos críticos do que com fibras de vidro de núcleo muito menor.
Para ligações industriais curtas, isto pode simplificar tanto a concepção como a manutenção do sistema.
Por conseguinte, a POF comercializa a baixa atenuação óptica por vantagens como:
acoplamento simples;
Alinhamento tolerante dos conectores;
terminação direta do campo;
manutenção fácil;
Interfaces ópticas relativamente simples.
Quando a distância necessária é curta, essas vantagens podem ser mais importantes do que alcançar a menor perda de fibras possível.
Silício de revestimento duro, ou HCS, utiliza um núcleo de vidro de sílica cercado por revestimento de polímero duro.
Isto coloca-o estruturalmente entre o POF e a fibra convencional de sílica.
Uma configuração industrial comum de HCS utiliza aproximadamente umNúcleo de sílica de 200 μm com revestimento de cerca de 230 μm, embora também estejam disponíveis outros tamanhos de núcleo.
O núcleo é muito menor do que o núcleo de aproximadamente 1 mm usado em POF industrial típico, mas consideravelmente maior do que o núcleo de 50 μm da fibra de comunicação multimodo convencional.
Como a luz se propaga através de um núcleo de sílica, o HCS pode alcançar uma atenuação óptica muito menor do que o PMMA POF, mantendo ainda um alvo óptico relativamente grande.
Para os sistemas industriais, essa combinação pode ser útil quando o POF já não fornece uma margem óptica ou uma distância de transmissão suficientes,Mas um sistema convencional de fibra de vidro de núcleo pequeno adicionaria complexidade de instalação desnecessária.
A HCS pode, portanto, ocupar uma posição útil no meio:
Uma perda óptica menor do que a POF, mantendo-se mais tolerante ao acoplamento do que a fibra de vidro convencional de núcleo pequeno.
A fibra de vidro convencional de qualidade de comunicação geralmente usa um núcleo de sílica e revestimento de sílica.
Para sistemas industriais e de comunicação de dados,Fibra multimodo de 50/125 μmAs instalações mais antigas podem também utilizar fibra multimodo 62,5/125 μm.
A fibra de vidro de modo único usa um modo óptico muito menor e é projetada para aplicações que exigem distâncias de transmissão muito maiores e muito baixa atenuação.
Em comparação com POF e HCS, a fibra de vidro multimodo convencional tem um núcleo muito menor.
O benefício é uma atenuação muito menor e o acesso a um ecossistema maduro para comunicações ópticas de maior largura de banda e de maior distância.
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Comparação da estrutura de POF, HCS e fibra de vidro
| Tipo de fibra | Estrutura típica do material | Tamanho representativo do núcleo | Característica geral de engenharia |
|---|---|---|---|
| POF | Núcleo de polímeros + revestimento de polímeros | ~ 980 μm | Acoplamento óptico muito tolerante |
| HCS | Núcleo de sílica + revestimento de polímero duro | ~ 200 μm | Acoplamento intermediário e perda óptica |
| Fibras de vidro multimodo | Núcleo de sílica + revestimento de sílica | 50 μm | Menor perda, alinhamento mais apertado |
| Fibras de vidro de modo único | Núcleo de sílica + revestimento de sílica | Modo óptico muito menor | Perda mínima e alcance mais longo |
Estes valores são representativos e não universais.
O diâmetro do núcleo afeta mais do que o tamanho físico da fibra, mas também a facilidade com que a luz pode ser lançada do transmissor para a fibra e capturada no receptor.
Um POF de aproximadamente 1 mm apresenta um alvo óptico muito grande.
Isto proporciona uma tolerância de alinhamento substancial entre o transmissor, o conector e o núcleo de fibra.Os componentes ópticos industriais podem, portanto, utilizar interfaces mecânicas relativamente simples, mantendo simultaneamente um acoplamento óptico fiável..
O núcleo grande é particularmente útil quando o equipamento deve ser montado rapidamente, servido no campo ou mantido sem equipamento de processamento de fibra de precisão.
Para uma ligação de comunicação curta, um acoplamento simples e repetível pode ser mais importante do que minimizar cada decibel de atenuação.
O HCS reduz consideravelmente o tamanho do núcleo em comparação com o POF, mas um núcleo de 200 μm permanece muito maior do que o núcleo de 50 μm encontrado na fibra de vidro multimodo comum.
Por conseguinte, mantém uma tolerância de acoplamento útil, beneficiando simultaneamente da menor atenuação de um núcleo de sílica.
Isso torna o HCS adequado para alguns links industriais que excederam os limites práticos de orçamento óptico ou alcance do POF, mas não exigem uma arquitetura de fibra de estilo de telecomunicações convencional.
Quando o diâmetro do núcleo diminui para 50 μm, o alinhamento mecânico torna-se mais importante.
Ferrulas de conectores, faces de extremidades de fibra e alinhamento do transmissor devem controlar o caminho óptico com mais precisão porque a área de recepção é muito menor.
A fibra de vidro convencional ainda pode fornecer uma excelente confiabilidade em sistemas industriais, mas geralmente depende de uma conectorizar mais controlada do que um sistema POF de 1 mm.
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Diâmetro do núcleo, tolerância de acoplamento e comprimento de onda óptico
A selecção de fibras não pode ser separada da selecção de fontes ópticas.
A PMMA POF industrial está fortemente associadaluz vermelha visível em torno de 650 nme é comumente emparelhado com transmissores LED industriais projetados para esta faixa de comprimento de onda.
O HCS pode também ser utilizado com sistemas ópticos de 650 nm e está disponível em modelos adequados para comprimentos de onda650 nm e 850 nm.
A fibra de vidro multimodo convencional normalmente opera em torno de850 nm e 1300 nm, com 850 nm amplamente utilizado para comunicação de dados multimodo de curto alcance.
A fibra de vidro de modo único é comumente associada a comprimentos de onda em torno1310 nm e 1550 nm, onde a atenuação muito baixa suporta ligações muito mais longas.
Na prática, a alteração da fibra pode também exigir a verificação do comprimento de onda do transmissor, da sensibilidade do receptor e da interface óptica completa.
Uma fibra com menor atenuação não é automaticamente compatível com um transceptor óptico existente.
Em geral, a capacidade de transmissão progride de POF para HCS para fibra de vidro convencional à medida que a atenuação óptica diminui.
No entanto, o tipo de fibra por si só não define a distância máxima de uma ligação óptica industrial.
O POF PMMA típico tem uma atenuação óptica relativamente elevada.
O POF industrial representativo pode ter perdas na ordem de aproximadamente150~200 dB/km em torno de 650 nm.
Expresso a uma curta distância da máquina, esse nível de atenuação pode ainda ser completamente aceitável.
O POF é, portanto, principalmente associado à comunicação a nível de equipamento curto, em vez de backbones ópticos de longa distância.
A alta atenuação não torna o POF tecnicamente inferior em todas as aplicações.
Se o caminho necessário for apenas de vários metros ou dezenas de metros, um acoplamento mais fácil e uma terminação mais simples podem ser mais valiosos do que a menor atenuação da fibra de sílica convencional.
A substituição do núcleo de polímero por sílica reduz significativamente a atenuação.
As fibras HCS industriais representativas podem operar noIntervalo de um dígito em dB/km, dependendo do comprimento de onda e da construção da fibra.
Isso fornece uma margem óptica substancialmente maior do que o POF PMMA típico e permite que os sistemas HCS suportem links mais longos.
Para aplicações industriais, o HCS é particularmente útil quando o sistema necessita de um alcance adicional, mas ainda beneficia de uma interface óptica de núcleo relativamente grande.
A fibra de vidro multimodo convencional oferece uma atenuação ainda menor.
A fibra multimodo representativa de 50/125 μm pode operar noFaixa de baixo nível de um dígito em dB/km, dependendo do comprimento de onda e da qualidade da fibra.
A fibra de sílica de modo único pode reduzir a atenuação abaixo1 dB/km, atingindo aproximadamente alguns décimos de decibel por quilómetro em comprimentos de onda comuns de funcionamento monomodo.
Para a comunicação de longa distância, estas diferenças tornam-se cada vez mais importantes.
No entanto, dentro de uma máquina ou sistema de controle com um caminho óptico curto, a capacidade de transmissão em escala de quilômetros pode proporcionar pouca vantagem prática.
É tentador atribuir uma distância máxima de transmissão a cada tipo de fibra, mas isso pode ser enganoso.
A distância prática de ligação depende daorçamento de energia óptica, incluindo:
Potência de saída do transmissor;
sensibilidade do receptor;
atenuação da fibra;
perdas de conectores;
comprimento de onda de funcionamento;
temperatura;
taxa de dados;
Margem óptica necessária.
Diferentes famílias de transceptores ópticos podem, portanto, produzir distâncias muito diferentes usando o mesmo tipo de fibra.
Um sistema POF pode suportar apenas algumas dezenas de metros em uma aplicação, enquanto outro sistema opera mais longe.Mas o seu alcance exato ainda é determinado pelo sistema completo transmissor-receptor.
A selecção da fibra deve, por conseguinte, começar com o desempenho de ligação óptica exigido e não com um número de distância universal.
A escala de atenuação óptica ajuda a explicar por que essas tecnologias de fibra tendem a ocupar diferentes faixas de aplicação.
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Atenuação óptica e alcance de transmissão
| Tecnologia de fibras | Núcleo representativo | Região típica de comprimento de onda | Escala de atenuação representativa |
|---|---|---|---|
| PMMA POF | ~ 980 μm | ~ 650 nm | ~ 150 ∼ 200 dB/km |
| 200 μm HCS | ~ 200 μm | 650/850 nm | dB/km de um único dígito |
| Vidro multimodo de 50/125 μm | 50 μm | 850/1300 nm | Baixo dB/km de um só dígito |
| Vidros de modo único | Modo óptico pequeno | 1310/1550 nm | Sub-1 dB/km |
Estes números são úteis para compreender a ordem de grandeza relativa, não para especificar uma ligação industrial completa.
A perda do conector, as características do transceptor, a temperatura de funcionamento e a taxa de transferência de dados ainda precisam ser consideradas no projeto real.
A temperatura é uma das partes mais facilmente simplificadas da comparação POF, HCS e fibra de vidro.
É incorreto supor que todos os sistemas POF têm um limite de temperatura mais baixo do que todos os sistemas HCS, ou que a seleção de um núcleo de vidro resolve automaticamente um requisito de alta temperatura.
O POF contém materiais poliméricos tanto na fibra óptica como na sua construção circundante.
A temperatura pode afectar a atenuação, as propriedades mecânicas e a fiabilidade a longo prazo.
Os produtos POF industriais estão disponíveis em diferentes construções e alguns são concebidos para temperaturas de funcionamento que atingem aproximadamente+ 85°C.
Por conseguinte, a questão relevante não é simplesmente se o POF pode tolerar o calor.
A verificação de engenharia correta é se oconstrução específica de fibras e cabos POFÉ qualificado para o perfil de temperatura exigido.
A temperatura de funcionamento contínua, a temperatura de exposição máxima e as condições de funcionamento esperadas devem permanecer dentro dos limites nominais do sistema.
A HCS substitui o núcleo óptico do polímero por sílica, o que proporciona flexibilidade adicional no projeto.
No entanto, os revestimentos, revestimentos, amortecimentos e capas de cabos de polímeros podem ainda impor limites de temperatura.
Alguns sistemas industriais completos de cabos HCS podem ter faixas de funcionamento+80°C, enquanto as construções especializadas de fibras HCS podem estender-se para aproximadamente+ 125°C.
Uma classificação de temperatura POF < HCS simples não é, portanto, confiável.
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A capacidade de temperatura depende do sistema completo de fibras
Quando o ambiente se move muito além da capacidade de temperatura dos sistemas convencionais de cabos baseados em polímeros, as fibras de sílica especiais tornam-se cada vez mais importantes.
As fibras de sílica com revestimentos especializados de alta temperatura podem ser concebidas para ambientes que atingem aproximadamente+ 300°Cem determinadas aplicações especiais.
Nestas temperaturas, a tecnologia de revestimento, a construção de tampões, os conectores e a proteção mecânica circundante tornam-se partes centrais do projeto do sistema de fibras.
O núcleo óptico é apenas uma parte de um conjunto de fibras industriais acabado.
Um sistema completo pode incluir:
núcleo;
revestimento;
revestimento;
amortecimento;
membros da força;
Capa de cabos;
corpo do conector;
Ferrule;
estrutura de terminação.
A temperatura do sistema utilizável é limitada pelos componentes relevantes do conjunto completo.
Quando uma ligação POF se aproxima do seu limite de temperatura qualificado, a mudança para HCS ou um sistema de fibra de sílica apropriado pode proporcionar uma janela de projeto mais ampla.O cabo completo e o sistema de conectores ainda precisam ser verificados..
O método de instalação afeta directamente os requisitos de mão-de-obra, a fiabilidade no campo e a estratégia de manutenção.
O POF de grande núcleo é particularmente adequado para terminação de campo simples.
Muitos sistemas de conectores POF industriais podem ser montados utilizando procedimentos relativamente simples de corte, descolagem ou enrolamento, em vez de equipamentos de embraiagem de fibras de precisão.
O núcleo grande também torna a terminação mais tolerante a pequenas variações de alinhamento.
Isto é útil em:
Construção de máquinas;
Montagem do gabinete de comando;
manutenção do equipamento;
substituição de campos;
ligações de comunicação industriais curtas.
Quando os cabos danificados precisam ser substituídos rapidamente, a simplicidade de instalação pode tornar-se uma vantagem importante a nível do sistema.
Suporte a determinados sistemas HCSCrempe-e-clivagemRescisão.
Os projetos compatíveis podem evitar etapas de epóxi e polimento e permitir a terminação de campo usando ferramentas manuais relativamente simples.
O HCS pode, por conseguinte, combinar um núcleo óptico de sílica e uma atenuação muito menor do que o POF com métodos de instalação concebidos para o serviço de campo industrial.
Nem todos os produtos HCS utilizam o mesmo método de terminação, pelo que o processo de ligação e terminação deve ser verificado para o sistema de fibras específico.
Os sistemas convencionais de fibra de vidro multimodo e monomodo usam núcleos ópticos muito menores.
A qualidade do conector e o alinhamento da fibra tornam-se, portanto, mais críticos.
Os conjuntos de fibra de vidro terminados em fábrica podem fornecer excelente desempenho e confiabilidade, mas a conectação de campo normalmente requer maior controle do processo.
Em sistemas em que o cabo é instalado uma vez e raramente tocado, isso pode apresentar poucas desvantagens.
Quando os equipamentos são frequentemente reparados ou modificados, a simplicidade de terminação pode ter muito mais peso.
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Terminação e instalação de campo: POF vs HCS vs Fibra de Vidro
A fiabilidade mecânica não deve ser reduzida a uma simples comparação entre plástico e vidro.
A construção final do cabo é tão importante quanto o próprio material óptico.
O POF beneficia da sua grande construção em polímero e das suas características de manuseamento geralmente tolerantes.
As fibras HCS industriais podem ser concebidas para suportar vibrações, abrasão, flexão repetida, cargas de tração e exposição química.
A fibra de vidro convencional também pode ser altamente confiável quando protegida por tampões, elementos de resistência e jaquetas adequados.
Uma comparação mecânica prática deve separar quatro questões:
Como se comporta a fibra nua?
Que revestimento ou amortecimento o protege?
Como é que a fibra é incorporada ao cabo acabado?
Quão robusto é o conector ou terminação?
Um cabo industrial de fibra de vidro devidamente concebido pode ser mais adequado para um ambiente exigente do que um cabo POF de proteção inadequada.
O material de fibra por si só não determina a fiabilidade mecânica.
O preço da fibra é apenas uma parte do custo do sistema.
Uma comparação significativa deve também incluir:
Transmissor e receptor ópticos;
Conectores;
Ferramentas de terminação;
Requisitos de qualificação dos técnicos;
Tempo de instalação;
método de reparação em campo;
Requisitos de manutenção;
Margem óptica;
protecção ambiental necessária.
Para uma ligação industrial curta, o POF pode ser economicamente atraente porque componentes ópticos simples e terminação simples podem reduzir a complexidade do sistema instalado.
A HCS pode ter um custo de componente mais alto, mas fornece a margem óptica adicional necessária para ligações mais longas sem mudar diretamente para uma arquitetura de fibra de vidro de núcleo menor.
A fibra de vidro convencional geralmente exige um controle mais rigoroso dos conectores, mas sua baixa atenuação e amplo ecossistema óptico se tornam cada vez mais valiosos à medida que os requisitos de distância e largura de banda aumentam.
Por esta razão, a fibra de menor preço não produz necessariamente o menor custo de ligação instalada,enquanto a fibra com o melhor desempenho óptico pode fornecer capacidade que um link industrial curto não precisa.
A fibra de vidro convencional oferece uma atenuação muito menor do que a POF, mas muitos links ópticos industriais não são projetados em torno da distância máxima de transmissão.
Dentro de máquinas, conversores, servos, motores e outros equipamentos industriais, o caminho óptico pode ser relativamente curto.
Nestas condições, os engenheiros podem atribuir maior valor a:
Tolerância de acoplamento de núcleo grande;
Conectores simples;
montagem rápida;
manutenção fácil;
Desempenho óptico adequado a curta distância.
Em um link muito curto, a diferença entre fibra de alta perda e baixa perda pode ter muito menos significado prático do que seria em centenas de metros ou quilômetros.
O POF continua a ser útil porque resolve um problema de otimização diferente.
Não precisa competir com a fibra de vidro de modo único na distância máxima de transmissão.O seu valor reside no facto de proporcionar uma ligação óptica simples e prática onde a distância necessária se mantém dentro do orçamento óptico do sistema..
Uma transição típica pode ser entendida como:
POF fornece conexão e instalação simples
↓
Aumentos da distância ou da margem óptica necessários
↓
A atenuação do POF torna-se restritiva
↓
O HCS introduz um núcleo de sílica de menor perda, mantendo um diâmetro de núcleo relativamente grande
O HCS pode, por conseguinte, ser adequado quando uma aplicação necessita de uma combinação de:
Uma distância de transmissão superior à do POF típico;
Atenuação óptica significativamente mais baixa;
Compatibilidade com sistemas ópticos industriais de 650 nm;
tolerância de acoplamento superior à da fibra de vidro convencional de 50/125 μm;
terminação prática no terreno;
Capacidade ambiental adicional;
A partir de agora, o sistema de transmissão de fibra óptica terá uma maior margem óptica sem passar imediatamente para uma arquitetura de fibra do tipo de telecomunicações.
A HCS não é universalmente melhor do que a POF ou a fibra de vidro convencional.
Para um elo muito curto, onde a simplicidade domina, POF pode continuar a ser a escolha mais adequada.
Para comunicação de longa distância, largura de banda elevada ou compatibilidade de rede óptica padrão, a fibra de vidro convencional pode ser mais adequada.
O HCS torna-se mais valioso quando os requisitos de aplicação se encontram entre essas duas regiões.
O método de selecção mais confiável consiste em avaliar a aplicação completa, em vez de escolher apenas pelo material de fibra.
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Quadro de selecção de fibras industriais: POF, HCS ou fibras de vidro
Começa com a distância de comunicação física e a margem óptica necessária.
Os links internos de equipamento curtos são frequentemente compatíveis com o POF.
À medida que a distância aumenta, o HCS torna-se mais atraente devido à sua atenuação muito menor.
Para ligações ainda mais longas, a fibra de vidro multimodo ou monomodo convencional geralmente fornece o melhor desempenho óptico.
Verifique:
temperatura de funcionamento mínima;
temperatura máxima contínua;
temperatura de pico temporária;
condições de serviço esperadas.
Não assuma que o material do núcleo de fibra por si só determine o resultado.
O sistema de fibras, tampão, cabo e conector deve manter-se adequado para a gama de temperaturas exigida.
Se um desenho industrial existente já utilizar um transmissor e um receptor de 650 nm, POF e HCS compatíveis podem integrar-se naturalmente.
A mudança para uma arquitetura de fibra de vidro diferente pode exigir alterações em outras partes da interface óptica.
A fibra e a fonte óptica devem, por conseguinte, ser avaliadas em conjunto.
As taxas de transmissão mais elevadas podem reduzir a distância de transmissão prática, mesmo quando a própria fibra é capaz de alcançar mais tempo.
Avaliar o orçamento óptico real em vez de selecionar fibra apenas a partir da atenuação nominal.
Veja o seguinte:
se a fibra será eliminada da fábrica;
se é necessária a terminação do campo;
Frequência de manutenção dos equipamentos;
Se as ferramentas de fibra de precisão estão disponíveis;
a facilidade com que um cabo danificado deve ser substituído.
Em alguns sistemas industriais, a simplicidade de manutenção é uma das razões mais fortes para utilizar o POF ou um sistema HCS adequado.
Considere vibração, dobra, abrasão, carga de tração, exposição química e flexão repetida.
Avalie a construção do cabo acabado em vez de apenas o material da fibra nua.
Por fim, compare a ligação óptica completa.
| Condição da engenharia | Tendência de POF | Tendência HCS | Tendência do vidro convencional |
|---|---|---|---|
| Ligação de equipamento muito curta | Forte. | Possível | Muitas vezes desnecessárias |
| Terminação de campo simples | Forte. | Forte com sistemas adequados | Mais exigente |
| Óptica industrial existente a 650 nm | Forte. | Forte. | Dependente do sistema |
| Distância média de transmissão | Limitado | Forte. | Forte. |
| Distância de transmissão longa | Fraco. | Condicional | Forte. |
| Requisito de alta temperatura | Dependente do produto | Dependente do produto, com opções de temperatura mais elevada | Opções de especialidades mais amplas |
| A atenuação óptica mínima | Fraco. | Médio | Forte. |
| Tolerância máxima de engate | Forte. | Médio | Baixo |
| Simplicidade da manutenção em campo | Forte. | Forte com sistemas adequados | Mais dependente do processo |
| Rede óptica de largura de banda elevada | Limitado | Limitado ou condicional | Forte. |
Este quadro descreve tendências gerais de selecção e não classificações universais.
A escolha final depende de como estes requisitos interagem no sistema real.
POF, HCS e fibra de vidro convencional resolvem diferentes problemas de comunicação industrial.
POFÉ particularmente eficaz quando a ligação é curta e o projeto beneficia de tolerância de acoplamento de núcleo grande, conectores simples, instalação simples e manutenção conveniente.
HCSCombina um núcleo de sílica com revestimento de polímero duro, proporcionando-lhe uma atenuação substancialmente inferior à do PMMA POF, mantendo um núcleo relativamente grande.Pode ser útil quando um sistema industrial necessita de maior alcance ou margem óptica sem renunciar a todas as vantagens de instalação associadas à fibra de núcleo grande.
Fibras de vidro convencionaisProporciona a menor atenuação, a maior capacidade de longa distância e uma ampla compatibilidade com as arquiteturas ópticas de largura de banda padrão,Mas geralmente requer alinhamento óptico mais apertado e conectorization mais controlado.
Não há um único vencedor.
Um processo prático de selecção de fibras industriais deve considerar:
Distância + temperatura + fonte de luz + método de ligação + ambiente + custo total do sistema
Quando estas variáveis são consideradas juntas, o tipo de fibra mais adequado torna-se muito mais fácil de identificar.
A HCS contém um núcleo de vidro de sílica, por isso seu núcleo óptico é de vidro.Esta construção híbrida dá-lhe menor perda óptica do que o PMMA POF típico, mantendo um núcleo maior do que a fibra de vidro multimodo convencional.
Não há uma distância máxima universal para qualquer um dos três. POF é geralmente usado para ligações mais curtas por causa de sua maior atenuação, HCS pode estender o alcance prático substancialmente,e a fibra de vidro convencional suporta distâncias muito maioresA distância real depende da potência do transmissor, da sensibilidade do receptor, do comprimento de onda, da perda do conector, da taxa de transferência de dados, da temperatura e da margem óptica necessária.
Sim, desde que o sistema específico de fibras e cabos POF esteja qualificado para a temperatura exigida.Aplicações fora do intervalo qualificado podem exigir uma construção POF diferente, HCS ou um sistema de fibras de sílica especializado adequado.
A baixa atenuação não é o único objetivo de projeto em uma ligação industrial curta. POF oferece um núcleo muito grande, tolerância de acoplamento generosa, conectorization simples e fácil manutenção de campo.Quando a distância de transmissão for curta, estas vantagens podem ser mais valiosas do que a atenuação muito menor da fibra de vidro convencional.
O HCS torna-se atraente quando o POF não fornece mais uma distância de transmissão ou uma margem óptica suficientes,Mas a aplicação ainda beneficia de um núcleo relativamente grande e de uma terminação industrial práticaPode servir como uma opção intermediária entre a POF de grande núcleo e a fibra de vidro convencional de pequeno núcleo.
Os engenheiros devem avaliar a distância de transmissão necessária, a faixa de temperatura, o comprimento de onda óptico, a compatibilidade entre transmissor e receptor, a taxa de transferência de dados, o orçamento de energia óptica, o método de ligação,Requisitos de manutenção em campoO material de fibra por si só não deve determinar a selecção.