산업용 광링크는 광섬유가 설치된 위치와 통신 링크가 수행할 작업에 따라 매우 다른 요구 사항을 가질 수 있습니다. 산업 장비 내부의 짧은 연결은 더 긴 기계 간 또는 공장 수준 링크와 설계 우선순위가 매우 다릅니다.
그렇기 때문에플라스틱 광섬유(POF),하드 클래드 실리카(HCS)그리고 전통적인유리 광섬유전송 거리만으로 비교해서는 안 됩니다.
코어 소재, 코어 직경, 광 감쇠, 커플링 허용 오차, 온도 성능, 커넥터 요구 사항 및 실제 전송 거리가 다릅니다.
더 나은 엔지니어링 질문은 다음과 같습니다.
어떤 섬유가 가장 좋나요?
그것은:
필요한 거리, 온도, 광원, 연결 방법, 작동 환경 및 총 시스템 비용에 어떤 광섬유가 더 좋습니까?
이러한 변수는 일반적으로 가장 적합한 섬유 유형을 결정합니다.
POF, HCS 및 기존 유리섬유는 주로 그 특성이 다릅니다.코어 및 클래딩 재료. POF는 일반적으로 폴리머 코어와 폴리머 클래딩을 사용하고, HCS는 실리카 코어와 하드 폴리머 클래딩을 결합한 반면, 기존 통신 등급 유리 섬유는 일반적으로 실리카 기반 코어와 실리카 클래딩을 사용합니다. 이러한 구조적 차이는 감쇠, 커플링 허용 오차, 커넥터 정밀도, 온도 성능 및 실제 전송 거리에 영향을 미칩니다.
산업용 스텝 인덱스 POF는 일반적으로 불소화 폴리머 클래딩으로 둘러싸인 PMMA 폴리머 코어를 기반으로 합니다.
가장 중요한 특징 중 하나는 큰 광학 코어입니다. 일반적인 1mm 산업용 POF의 코어는 대략1,000 µm 섬유 내부 980 µm.
이는 기존 통신용 광섬유에 비해 엄청나게 큰 규모이다.
대형 코어는 대형 광학 타겟을 제공하여 송신기-광섬유 및 광섬유-수신기 정렬을 상대적으로 허용합니다. 따라서 커넥터나 광학 인터페이스의 작은 기계적 편차는 훨씬 더 작은 코어 유리 섬유의 경우보다 덜 중요합니다.
짧은 산업 링크의 경우 시스템 설계와 유지 관리가 모두 단순화될 수 있습니다.
따라서 POF는 다음과 같은 이점을 위해 낮은 광학 감쇠를 교환합니다.
단순 결합;
관용적 커넥터 정렬;
간단한 현장 종료;
쉬운 유지 관리;
상대적으로 간단한 광학 인터페이스.
필요한 거리가 짧은 경우 이러한 장점은 가능한 가장 낮은 광섬유 손실을 달성하는 것보다 더 중요할 수 있습니다.
하드 클래드 실리카, 또는 HCS는 경질 폴리머 클래딩으로 둘러싸인 실리카 유리 코어를 사용합니다.
이는 구조적으로 POF와 기존의 전체 실리카 섬유 사이에 위치합니다.
일반적인 산업용 HCS 구성은 대략약 230μm 클래딩을 갖춘 200μm 실리카 코어, 다른 코어 크기도 사용할 수 있습니다.
코어는 일반적인 산업용 POF에 사용되는 약 1mm 코어보다 훨씬 작지만 기존 다중 모드 통신 광섬유의 50μm 코어보다 상당히 큽니다.
빛은 실리카 코어를 통해 전파되기 때문에 HCS는 상대적으로 큰 광학 타겟을 유지하면서 PMMA POF보다 훨씬 낮은 광학 감쇠를 달성할 수 있습니다.
산업용 시스템의 경우 POF가 더 이상 충분한 광학 마진이나 전송 거리를 제공하지 않지만 소형 코어 기존 유리 섬유 시스템이 불필요한 설치 복잡성을 추가하는 경우 이러한 조합이 유용할 수 있습니다.
따라서 HCS는 유용한 중간 위치를 차지할 수 있습니다.
POF보다 광 손실이 낮고 소형 코어 기존 유리 섬유보다 결합에 대한 내성이 더 높습니다.
기존의 통신등급 유리섬유는 일반적으로 실리카 코어와 실리카 클래딩을 사용합니다.
산업용 및 데이터 통신 시스템의 경우,50/125 µm 다중 모드 광섬유일반적인 기준점입니다. 이전 설치에서는 62.5/125 µm 다중 모드 광섬유를 사용할 수도 있습니다.
단일 모드 유리 섬유는 훨씬 작은 광학 모드를 사용하며 훨씬 더 긴 전송 거리와 매우 낮은 감쇠가 필요한 응용 분야에 맞게 설계되었습니다.
POF 및 HCS와 비교하여 기존 다중 모드 유리 섬유는 코어가 훨씬 작습니다. 따라서 커넥터 형상, 광섬유 정렬 및 광학 결합에는 더 높은 정밀도가 필요합니다.
이점은 감쇠가 훨씬 낮고 더 높은 대역폭과 장거리 광 통신을 위한 성숙한 생태계에 액세스할 수 있다는 것입니다.
POF, HCS 및 유리섬유 구조 비교
| 섬유 종류 | 일반적인 재료 구조 | 대표적인 코어 크기 | 일반 엔지니어링 특성 |
|---|---|---|---|
| POF | 폴리머 코어 + 폴리머 클래딩 | ~980μm | 매우 관대한 광학 커플링 |
| HCS | 실리카 코어 + 경질 폴리머 클래딩 | ~200μm | 중간 결합 및 광 손실 |
| 다중 모드 유리 섬유 | 실리카 코어 + 실리카 클래딩 | 50μm | 더 낮은 손실, 더 긴밀한 정렬 |
| 단일 모드 유리 섬유 | 실리카 코어 + 실리카 클래딩 | 훨씬 작은 광학 모드 | 가장 낮은 손실과 가장 긴 도달 범위 |
이러한 가치는 보편적이기보다는 대표적입니다. 다양한 파이버 제품군과 케이블 구성은 다양한 치수를 사용할 수 있습니다.
코어 직경은 물리적 섬유 크기보다 더 많은 영향을 미칩니다. 또한 빛이 송신기에서 광섬유로 얼마나 쉽게 발사되어 수신기에서 포착될 수 있는지에도 영향을 줍니다.
대략 1mm POF는 매우 큰 광학 표적을 나타냅니다.
이는 송신기, 커넥터 및 광섬유 코어 사이에 상당한 정렬 공차를 제공합니다. 따라서 산업용 광학 부품은 안정적인 광학 결합을 유지하면서 상대적으로 간단한 기계적 인터페이스를 사용할 수 있습니다.
대형 코어는 장비를 신속하게 조립하거나 현장에서 서비스하거나 정밀 섬유 가공 장비 없이 유지 관리해야 하는 경우에 특히 유용합니다.
짧은 통신 링크의 경우 모든 감쇠 데시벨을 최소화하는 것보다 간단하고 반복 가능한 결합이 더 중요할 수 있습니다.
HCS는 POF에 비해 코어 크기를 상당히 줄이지만 200μm 코어는 일반적인 다중 모드 유리 섬유에서 발견되는 50μm 코어보다 훨씬 더 큽니다.
따라서 실리카 코어의 더 낮은 감쇠의 이점을 누리면서 유용한 결합 허용 오차를 유지합니다.
이로 인해 HCS는 실제 광학 예산을 초과했거나 POF의 한계에 도달했지만 기존 통신 스타일의 광섬유 아키텍처가 필요하지 않은 일부 산업 링크에 적합합니다.
코어 직경이 50μm로 감소하면 기계적 정렬이 더욱 중요해집니다.
커넥터 페룰, 광섬유 끝면 및 송신기 정렬은 수신 영역이 훨씬 작기 때문에 광학 경로를 보다 정확하게 제어해야 합니다.
기존 유리 섬유는 여전히 산업 시스템에서 탁월한 신뢰성을 제공할 수 있지만 일반적으로 1mm POF 시스템보다 더 엄격하게 제어되는 연결에 의존합니다.
코어 직경, 결합 공차 및 광파장
광섬유 선택은 광 소스 선택과 분리될 수 없습니다.
산업용 PMMA POF는 다음과 밀접한 관련이 있습니다.650nm 부근의 가시적 적색광일반적으로 이 파장 범위에 맞게 설계된 산업용 LED 송신기와 쌍을 이룹니다.
HCS는 650nm 광학 시스템과 함께 사용할 수도 있으며 주변 파장에 적합한 설계로 제공됩니다.650nm 및 850nm.
기존의 다중 모드 유리 섬유는 일반적으로 다음과 같이 작동합니다.850nm 및 1300nm, 850nm는 단거리 다중 모드 데이터 통신에 널리 사용됩니다.
단일 모드 유리 섬유는 일반적으로 주변 파장과 연관되어 있습니다.1310nm 및 1550nm, 매우 낮은 감쇠는 훨씬 더 긴 링크를 지원합니다.
실제로 광섬유를 변경하려면 송신기 파장, 수신기 감도 및 전체 광학 인터페이스를 확인해야 할 수도 있습니다.
감쇠가 낮은 광섬유는 기존 광 트랜시버와 자동으로 호환되지 않습니다.
일반적으로 광 감쇠가 감소함에 따라 전송 능력은 POF에서 HCS, 기존 유리 섬유로 발전합니다.
그러나 광섬유 유형만으로는 산업용 광 링크의 최대 거리를 정의할 수 없습니다.
일반적인 PMMA POF는 상대적으로 높은 광학 감쇠를 갖습니다.
대표적인 산업용 POF는 대략 100억원 정도의 손실을 입을 수 있습니다.650nm 주변에서 150~200dB/km.
짧은 기계 내부 거리에서 표현된 감쇠 수준은 여전히 완전히 허용될 수 있습니다. 수백 미터가 넘으면 누적된 광섬유 손실이 훨씬 더 심각해집니다.
따라서 POF는 장거리 광 백본보다는 주로 단거리 장비 수준 통신과 관련이 있습니다.
높은 감쇠로 인해 POF가 모든 애플리케이션에서 기술적으로 열등해지는 것은 아닙니다.
필요한 경로가 단지 몇 미터 또는 수십 미터인 경우 기존 실리카 섬유의 낮은 감쇠보다 더 쉬운 결합과 간단한 종단이 더 가치 있을 수 있습니다.
폴리머 코어를 실리카로 교체하면 감쇠가 크게 줄어듭니다.
대표적인 산업용 HCS 섬유는 다음과 같은 환경에서 작동할 수 있습니다.한 자리 dB/km 범위, 파장 및 섬유 구성에 따라 다릅니다.
이는 일반적인 PMMA POF보다 훨씬 더 많은 광학 마진을 제공하며 HCS 시스템이 더 긴 링크를 지원할 수 있도록 합니다.
산업용 애플리케이션의 경우 HCS는 시스템에 추가 도달 범위가 필요하지만 상대적으로 큰 코어 광학 인터페이스의 이점을 누릴 때 특히 유용합니다.
기존 다중 모드 유리 섬유는 훨씬 더 낮은 감쇠를 제공합니다.
대표적인 50/125 µm 다중 모드 광섬유는 다음에서 작동할 수 있습니다.낮은 한 자릿수 dB/km 범위, 파장 및 섬유 등급에 따라 다릅니다.
단일 모드 실리카 섬유는 감쇠를 아래로 줄일 수 있습니다.1dB/km, 일반적인 단일 모드 작동 파장에서 킬로미터당 약 10분의 1데시벨에 도달합니다.
장거리 통신의 경우 이러한 차이가 점점 더 중요해지고 있습니다.
그러나 광학 경로가 짧은 기계 또는 제어 시스템 내부에서는 킬로미터 규모의 전송 기능이 실질적인 이점을 거의 제공하지 못할 수 있습니다.
각 광섬유 유형에 하나의 최대 전송 거리를 할당하고 싶지만 이는 오해의 소지가 있습니다.
실제 링크 거리는 전체에 따라 달라집니다.광전력 예산, 포함:
송신기 출력 전력;
수신기 감도;
섬유 감쇠;
커넥터 손실;
작동 파장;
온도;
데이터 속도;
광학 마진이 필요합니다.
따라서 서로 다른 광 트랜시버 제품군은 동일한 광섬유 유형을 사용하여 매우 다른 거리를 생성할 수 있습니다.
POF 시스템은 한 애플리케이션에서 수십 미터만 지원할 수 있지만 다른 시스템은 더 멀리 작동할 수 있습니다. HCS는 그 거리를 상당히 연장할 수 있지만 정확한 도달 범위는 여전히 완전한 송신기-수신기 시스템에 의해 결정됩니다.
따라서 광섬유 선택은 범용 거리 수치보다는 필요한 광 링크 성능으로 시작해야 합니다.
광 감쇠의 규모는 이러한 광섬유 기술이 다양한 적용 범위를 차지하는 경향이 있는 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다.
광 감쇠 및 전송 도달 범위
| 섬유 기술 | 대표핵심 | 일반적인 파장 영역 | 대표적인 감쇠 스케일 |
|---|---|---|---|
| PMMA POF | ~980μm | ~650nm | ~150~200dB/km |
| 200μm HCS | ~200μm | 650/850nm | 한 자리 dB/km |
| 50/125 µm 다중 모드 유리 | 50μm | 850/1300nm | 낮은 한 자릿수 dB/km |
| 단일 모드 유리 | 소형 광학 모드 | 1310/1550nm | 1dB/km 미만 |
이 수치는 전체 산업 연결을 지정하는 것이 아니라 상대적 크기 순서를 이해하는 데 유용합니다.
실제 설계에서는 커넥터 손실, 트랜시버 특성, 작동 온도 및 데이터 속도를 여전히 고려해야 합니다.
온도는 POF, HCS 및 유리섬유 비교에서 가장 쉽게 지나치게 단순화되는 부분 중 하나입니다.
모든 POF 시스템이 모든 HCS 시스템보다 온도 한계가 낮다거나 유리 코어를 선택하면 고온 요구 사항이 자동으로 해결된다고 가정하는 것은 올바르지 않습니다.
POF는 광섬유와 주변 구조 모두에 폴리머 재료를 포함하고 있습니다.
온도는 감쇠, 기계적 특성 및 장기 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다.
산업용 POF 제품은 다양한 구조로 제공되며 일부는 작동 온도가 약+85°C.
따라서 관련 질문은 단순히 POF가 열을 견딜 수 있는지 여부가 아닙니다.
올바른 엔지니어링 점검은 다음과 같습니다.특정 POF 섬유 및 케이블 구성필요한 온도 프로파일에 적합합니다.
지속적인 작동 온도, 최고 노출 온도 및 예상 서비스 조건은 모두 정격 시스템 한계 내에서 유지되어야 합니다.
HCS는 폴리머 광학 코어를 실리카로 대체하여 추가적인 설계 유연성을 제공합니다.
그러나 폴리머 클래딩, 코팅, 버퍼 및 케이블 재킷은 여전히 온도 제한을 부과할 수 있습니다.
일부 완전한 산업용 HCS 케이블 시스템은 다음과 같은 작동 범위를 가질 수 있습니다.+80°C, 특수 HCS 섬유 구조는 대략적으로 확장될 수 있습니다.+125°C.
따라서 단순한 POF < HCS 온도 순위는 신뢰할 수 없습니다. 실제 온도 성능은 특정 광섬유 및 케이블 구성에 따라 다릅니다.
온도 성능은 전체 광섬유 시스템에 따라 달라집니다.
환경이 기존 폴리머 기반 케이블 시스템의 온도 용량을 훨씬 넘어서게 되면 특수 실리카 섬유가 점점 더 중요해집니다.
특수 고온 코팅이 된 실리카 섬유는 대략 다음과 같은 환경에 맞게 설계될 수 있습니다.+300°C특정 특수 응용 분야에서.
이러한 온도에서는 코팅 기술, 완충 구조, 커넥터 및 주변 기계적 보호가 섬유 시스템 설계의 핵심 부분이 됩니다.
광학 코어는 완성된 산업용 광섬유 어셈블리의 일부일 뿐입니다.
전체 시스템에는 다음이 포함될 수 있습니다.
핵심;
클래딩;
코팅;
완충기;
강도 회원;
케이블 재킷;
커넥터 본체;
물미;
종료 구조.
사용 가능한 시스템 온도는 전체 어셈블리의 관련 구성 요소에 의해 제한됩니다.
POF 링크가 인증된 온도 한계에 도달하면 HCS 또는 적절한 실리카 섬유 시스템으로 전환하여 더 넓은 설계 창을 제공할 수 있습니다. 전체 케이블 및 커넥터 시스템을 아직 점검해야 합니다.
설치 방법은 인력 요구 사항, 현장 신뢰성 및 유지 관리 전략에 직접적인 영향을 미칩니다.
대형 코어 POF는 특히 간단한 현장 종단에 매우 적합합니다.
많은 산업용 POF 커넥터 시스템은 정밀 광섬유 접합 장비보다는 상대적으로 간단한 절단, 스트리핑 또는 압착 절차를 사용하여 조립할 수 있습니다.
또한 코어가 크면 종단이 작은 정렬 변화에 더 잘 견딜 수 있습니다.
이는 다음과 같은 경우에 유용합니다.
기계 건물;
제어 캐비닛 어셈블리;
장비 유지 관리;
현장 교체;
짧은 산업 통신 링크.
손상된 케이블을 신속하게 교체해야 하는 경우 설치 단순성은 중요한 시스템 수준 이점이 될 수 있습니다.
특정 HCS 시스템 지원압착 및 절단종료.
호환 가능한 설계는 에폭시 및 연마 단계를 생략하고 상대적으로 간단한 수공구를 사용하여 현장 종료를 허용합니다.
따라서 HCS는 실리카 광학 코어와 POF보다 훨씬 낮은 감쇠를 산업 현장 서비스용으로 설계된 설치 방법과 결합할 수 있습니다.
모든 HCS 제품이 동일한 종단 방법을 사용하는 것은 아니므로 특정 광케이블 시스템에 대해 커넥터 및 종단 프로세스를 확인해야 합니다.
기존의 다중 모드 및 단일 모드 유리 섬유 시스템은 훨씬 더 작은 광 코어를 사용합니다.
따라서 커넥터 품질과 광섬유 정렬이 더욱 중요해졌습니다.
공장에서 마감된 유리 섬유 어셈블리는 뛰어난 성능과 신뢰성을 제공할 수 있지만 현장 연결에는 일반적으로 더 큰 프로세스 제어가 필요합니다.
케이블을 한 번 설치하고 거의 건드리지 않는 시스템에서는 이것이 거의 단점이 될 수 없습니다.
장비가 자주 서비스되거나 수정되는 경우 종료 단순성이 훨씬 더 중요할 수 있습니다.
현장 종단 및 설치: POF, HCS, 유리 섬유
기계적 신뢰성을 플라스틱과 유리의 단순한 비교로 축소해서는 안 됩니다.
완성된 케이블 구조는 광학 소재 자체만큼 중요합니다.
POF는 대형 폴리머 구조와 일반적으로 취급 특성이 관대하다는 장점이 있습니다.
산업용 HCS 섬유는 진동, 마모, 반복적인 굴곡, 인장 하중 및 화학적 노출을 견디도록 설계될 수 있습니다.
기존 유리 섬유는 적절한 완충재, 강도 부재 및 재킷으로 보호될 때 신뢰성이 매우 높습니다.
실용적인 기계적 비교를 위해서는 다음 네 가지 질문을 구분해야 합니다.
베어 섬유는 어떻게 작동합니까?
어떤 코팅이나 완충제가 이를 보호합니까?
광섬유는 완성된 케이블에 어떻게 통합됩니까?
커넥터나 종단은 얼마나 견고합니까?
적절하게 설계된 산업용 유리 섬유 케이블은 부적절하게 보호된 POF 케이블보다 까다로운 환경에 더 적합할 수 있습니다.
섬유 재료만으로는 기계적 신뢰성을 결정하지 않습니다.
광섬유 가격은 시스템 비용의 한 부분일 뿐입니다.
의미 있는 비교에는 다음도 포함되어야 합니다.
광 송신기 및 수신기;
커넥터;
종료 도구;
기술자 기술 요구 사항;
설치 시간;
현장 수리 방법;
유지 보수 요구 사항;
광학 마진;
환경 보호가 필요합니다.
짧은 산업 링크의 경우 POF는 간단한 광학 구성 요소와 간단한 종단으로 설치 시스템 복잡성을 줄일 수 있으므로 경제적으로 매력적일 수 있습니다.
HCS는 구성 요소 비용이 더 높을 수 있지만 더 작은 코어 유리 섬유 아키텍처로 직접 이동하지 않고도 더 긴 링크에 필요한 추가 광학 마진을 제공합니다.
기존 유리 섬유는 일반적으로 더 엄격한 커넥터 제어를 요구하지만 거리 및 대역폭 요구 사항이 증가함에 따라 낮은 감쇠 및 광범위한 광학 생태계의 가치가 점점 더 커지고 있습니다.
이러한 이유로 가장 저렴한 광섬유가 반드시 가장 낮은 설치 링크 비용을 생성하는 것은 아니지만 최고의 광학 성능을 가진 광섬유는 짧은 산업 링크에 필요하지 않은 기능을 제공할 수 있습니다.
기존 유리 섬유는 POF보다 훨씬 낮은 감쇠를 제공하지만 많은 산업용 광 링크는 최대 전송 거리를 중심으로 설계되지 않았습니다.
기계, 변환기, 서보 시스템, 드라이브 및 기타 산업 장비 내부에서는 광학 경로가 상대적으로 짧을 수 있습니다.
이러한 조건에서 엔지니어는 다음에 더 큰 가치를 부여할 수 있습니다.
대형 코어 커플링 공차;
간단한 커넥터;
빠른 조립;
쉬운 유지 관리;
적절한 단거리 광학 성능.
매우 짧은 링크에서 고손실 광섬유와 저손실 광섬유의 차이는 수백 미터나 킬로미터에 걸쳐 발생하는 것보다 실질적인 의미가 훨씬 적을 수 있습니다.
POF는 다른 최적화 문제를 해결하기 때문에 여전히 유용합니다.
최대 전송 거리에서 단일 모드 유리 섬유와 경쟁할 필요는 없습니다. 그 가치는 필요한 거리가 시스템의 광학 예산 내에서 유지되는 간단하고 실용적인 광학 링크를 제공하는 데 있습니다.
HCS는 POF 기반 시스템이 광학적 한계에 직면하기 시작하지만 상대적으로 큰 코어 산업용 광섬유의 이점을 여전히 누릴 때 특히 유용합니다.
일반적인 전환은 다음과 같이 이해될 수 있습니다.
POF는 간단한 연결과 설치를 제공합니다.
↓
필요한 거리 또는 광학 마진이 증가합니다.
↓
POF 감쇠가 제한적이 됩니다.
↓
HCS는 상대적으로 큰 코어 직경을 유지하면서 손실이 적은 실리카 코어를 도입합니다.
따라서 HCS는 애플리케이션에 다음의 조합이 필요할 때 적합할 수 있습니다.
일반적인 POF보다 전송 거리가 더 깁니다.
상당히 낮은 광 감쇠;
650nm 산업용 광학 시스템과의 호환성;
기존 50/125 µm 유리 섬유보다 결합 허용 오차가 더 큽니다.
실용적인 현장 종료;
추가적인 환경 능력;
통신 스타일의 광섬유 아키텍처로 즉시 이동하지 않고도 더 많은 광학 마진을 확보할 수 있습니다.
HCS는 POF나 기존 유리섬유보다 보편적으로 우수하지 않습니다.
단순성이 지배적인 매우 짧은 링크의 경우 POF가 더 적절한 선택으로 남아 있을 수 있습니다.
장거리 통신, 높은 대역폭 또는 표준 광 네트워크 호환성을 위해서는 기존 유리 섬유가 더 적합할 수 있습니다.
HCS는 애플리케이션 요구 사항이 두 지역 사이에 있을 때 가장 가치가 높습니다.
가장 신뢰할 수 있는 선택 방법은 섬유 재료만으로 선택하는 것보다 전체 용도를 평가하는 것입니다.
산업용 섬유 선택 프레임워크: POF, HCS 또는 유리 섬유
물리적인 통신 거리와 필요한 광학 마진부터 시작하세요.
짧은 내부 장비 링크는 POF와 호환되는 경우가 많습니다.
거리가 증가함에 따라 HCS는 훨씬 낮은 감쇠로 인해 더욱 매력적입니다.
더 긴 링크의 경우 기존 다중 모드 또는 단일 모드 유리 섬유가 일반적으로 가장 강력한 광학 성능을 제공합니다.
확인하다:
최소 작동 온도;
최대 연속 온도;
임시 최고 온도;
예상되는 서비스 조건.
섬유 코어 재료만으로 결과가 결정된다고 가정하지 마십시오.
파이버, 버퍼, 케이블 및 커넥터 시스템은 모두 필요한 온도 범위에 적합한 상태를 유지해야 합니다.
기존 산업 설계에서 이미 650nm 송신기 및 수신기를 사용하는 경우 POF와 호환 HCS가 자연스럽게 통합될 수 있습니다.
다른 유리섬유 아키텍처로 전환하려면 광학 인터페이스의 다른 부분을 변경해야 할 수도 있습니다.
따라서 광섬유와 광원을 함께 평가해야 합니다.
데이터 속도가 높을수록 광섬유 자체의 도달 범위가 더 길어지더라도 실제 전송 거리가 줄어들 수 있습니다.
공칭 감쇠만으로 광섬유를 선택하기보다는 실제 광학 예산을 평가하십시오.
고려하다:
광섬유가 공장에서 종료될 것인지 여부;
현장 종료가 필요한지 여부
장비 서비스 빈도
정밀 섬유 도구를 사용할 수 있는지 여부
손상된 케이블을 얼마나 쉽게 교체해야 하는지.
일부 산업 시스템에서는 유지 관리 단순성이 POF 또는 적절한 HCS 시스템을 사용하는 가장 큰 이유 중 하나입니다.
진동, 굽힘, 마모, 인장 하중, 화학 물질 노출 및 반복 굽힘을 고려하십시오.
단순한 섬유 재료보다는 완성된 케이블 구성을 평가하십시오.
마지막으로 전체 광 링크를 비교하십시오.
| 엔지니어링 조건 | POF 경향 | HCS 경향 | 기존 유리 경향 |
|---|---|---|---|
| 매우 짧은 장비 링크 | 강한 | 가능한 | 불필요한 경우가 많음 |
| 간단한 현장 종료 | 강한 | 적합한 시스템으로 강력함 | 더 까다로운 |
| 기존 650 nm 산업용 광학 장치 | 강한 | 강한 | 시스템에 따라 다름 |
| 중간 전송 거리 | 제한된 | 강한 | 강한 |
| 긴 전송 거리 | 약한 | 가정 어구 | 강한 |
| 고온 요구 사항 | 제품에 따라 다름 | 제품에 따라 다르며 더 높은 온도 옵션이 있음 | 가장 광범위한 전문 옵션 |
| 최저 광 감쇠 | 약한 | 중간 | 강한 |
| 최대 커플링 공차 | 강한 | 중간 | 낮추다 |
| 현장 유지 관리 단순성 | 강한 | 적합한 시스템으로 강력함 | 프로세스에 더 의존적 |
| 표준 고대역폭 광 네트워킹 | 제한된 | 제한적이거나 조건부 | 강한 |
이 표는 보편적 순위보다는 일반적인 선택 경향을 설명합니다.
최종 선택은 이러한 요구 사항이 실제 시스템에서 어떻게 상호 작용하는지에 따라 달라집니다.
POF, HCS 및 기존 유리 섬유는 다양한 산업 통신 문제를 해결합니다.
POF링크가 짧고 대형 코어 커플링 공차, 간단한 커넥터, 간단한 설치 및 편리한 유지 관리 등의 이점을 갖는 설계에 특히 효과적입니다.
HCS실리카 코어와 경질 폴리머 클래딩을 결합하여 상대적으로 큰 코어를 유지하면서 PMMA POF보다 감쇠를 상당히 낮춥니다. 이는 대형 코어 광섬유와 관련된 설치 이점을 모두 포기하지 않고 산업 시스템에 더 많은 도달 범위나 광학 마진이 필요한 경우 유용할 수 있습니다.
기존 유리섬유가장 낮은 감쇠, 가장 강력한 장거리 기능 및 표준 고대역폭 광학 아키텍처와의 폭넓은 호환성을 제공하지만 일반적으로 더 엄격한 광학 정렬과 더 제어된 연결이 필요합니다.
단일 승자는 없습니다.
실용적인 산업용 섬유 선택 프로세스에서는 다음을 고려해야 합니다.
거리 + 온도 + 광원 + 연결 방법 + 환경 + 총 시스템 비용
이러한 변수를 함께 고려하면 가장 적합한 섬유 유형을 식별하기가 훨씬 쉬워집니다.
HCS에는 실리카 유리 코어가 포함되어 있으므로 광학 코어는 유리입니다. 그러나 기존의 전체 실리카 통신 광섬유와 달리 HCS는 실리카 코어 주변에 경질 폴리머 클래딩을 사용합니다. 이 하이브리드 구조는 일반적인 PMMA POF보다 광학 손실을 줄이면서 기존 다중 모드 유리 섬유보다 더 큰 코어를 유지합니다.
세 가지 모두에 대한 보편적인 최대 거리는 없습니다. POF는 감쇠율이 높기 때문에 일반적으로 짧은 링크에 사용되며, HCS는 실제 도달 범위를 크게 확장할 수 있으며 기존 유리 섬유는 훨씬 더 먼 거리를 지원합니다. 실제 거리는 송신기 전력, 수신기 감도, 파장, 커넥터 손실, 데이터 속도, 온도 및 필요한 광학 마진에 따라 달라집니다.
예, 특정 POF 광섬유 및 케이블 시스템이 필요한 온도에 적합하다면 가능합니다. 일부 산업용 POF 구성의 정격은 약 +85°C입니다. 적격 범위 밖의 적용에는 다른 POF 구성, HCS 또는 적절한 특수 실리카 섬유 시스템이 필요할 수 있습니다.
짧은 산업 링크에서 낮은 감쇠가 유일한 설계 목표는 아닙니다. POF는 매우 큰 코어, 넉넉한 커플링 허용 오차, 간단한 연결 및 손쉬운 현장 유지 관리를 제공합니다. 전송 거리가 짧은 경우 이러한 장점은 기존 유리 섬유의 훨씬 낮은 감쇠보다 더 가치 있을 수 있습니다.
HCS는 POF가 더 이상 충분한 전송 거리나 광학 마진을 제공하지 않을 때 매력적이지만 애플리케이션은 상대적으로 큰 코어와 실용적인 산업 종단의 이점을 여전히 누릴 수 있습니다. 이는 대형 코어 POF와 소형 코어 기존 유리 섬유 사이의 중간 옵션 역할을 할 수 있습니다.
엔지니어는 필요한 전송 거리, 온도 범위, 광 파장, 송신기 및 수신기 호환성, 데이터 속도, 광 전력 예산, 연결 방법, 현장 유지 관리 요구 사항, 기계 환경 및 총 설치 시스템 비용을 평가해야 합니다. 섬유 소재만으로는 선택을 결정해서는 안 됩니다.
산업용 광링크는 광섬유가 설치된 위치와 통신 링크가 수행할 작업에 따라 매우 다른 요구 사항을 가질 수 있습니다. 산업 장비 내부의 짧은 연결은 더 긴 기계 간 또는 공장 수준 링크와 설계 우선순위가 매우 다릅니다.
그렇기 때문에플라스틱 광섬유(POF),하드 클래드 실리카(HCS)그리고 전통적인유리 광섬유전송 거리만으로 비교해서는 안 됩니다.
코어 소재, 코어 직경, 광 감쇠, 커플링 허용 오차, 온도 성능, 커넥터 요구 사항 및 실제 전송 거리가 다릅니다.
더 나은 엔지니어링 질문은 다음과 같습니다.
어떤 섬유가 가장 좋나요?
그것은:
필요한 거리, 온도, 광원, 연결 방법, 작동 환경 및 총 시스템 비용에 어떤 광섬유가 더 좋습니까?
이러한 변수는 일반적으로 가장 적합한 섬유 유형을 결정합니다.
POF, HCS 및 기존 유리섬유는 주로 그 특성이 다릅니다.코어 및 클래딩 재료. POF는 일반적으로 폴리머 코어와 폴리머 클래딩을 사용하고, HCS는 실리카 코어와 하드 폴리머 클래딩을 결합한 반면, 기존 통신 등급 유리 섬유는 일반적으로 실리카 기반 코어와 실리카 클래딩을 사용합니다. 이러한 구조적 차이는 감쇠, 커플링 허용 오차, 커넥터 정밀도, 온도 성능 및 실제 전송 거리에 영향을 미칩니다.
산업용 스텝 인덱스 POF는 일반적으로 불소화 폴리머 클래딩으로 둘러싸인 PMMA 폴리머 코어를 기반으로 합니다.
가장 중요한 특징 중 하나는 큰 광학 코어입니다. 일반적인 1mm 산업용 POF의 코어는 대략1,000 µm 섬유 내부 980 µm.
이는 기존 통신용 광섬유에 비해 엄청나게 큰 규모이다.
대형 코어는 대형 광학 타겟을 제공하여 송신기-광섬유 및 광섬유-수신기 정렬을 상대적으로 허용합니다. 따라서 커넥터나 광학 인터페이스의 작은 기계적 편차는 훨씬 더 작은 코어 유리 섬유의 경우보다 덜 중요합니다.
짧은 산업 링크의 경우 시스템 설계와 유지 관리가 모두 단순화될 수 있습니다.
따라서 POF는 다음과 같은 이점을 위해 낮은 광학 감쇠를 교환합니다.
단순 결합;
관용적 커넥터 정렬;
간단한 현장 종료;
쉬운 유지 관리;
상대적으로 간단한 광학 인터페이스.
필요한 거리가 짧은 경우 이러한 장점은 가능한 가장 낮은 광섬유 손실을 달성하는 것보다 더 중요할 수 있습니다.
하드 클래드 실리카, 또는 HCS는 경질 폴리머 클래딩으로 둘러싸인 실리카 유리 코어를 사용합니다.
이는 구조적으로 POF와 기존의 전체 실리카 섬유 사이에 위치합니다.
일반적인 산업용 HCS 구성은 대략약 230μm 클래딩을 갖춘 200μm 실리카 코어, 다른 코어 크기도 사용할 수 있습니다.
코어는 일반적인 산업용 POF에 사용되는 약 1mm 코어보다 훨씬 작지만 기존 다중 모드 통신 광섬유의 50μm 코어보다 상당히 큽니다.
빛은 실리카 코어를 통해 전파되기 때문에 HCS는 상대적으로 큰 광학 타겟을 유지하면서 PMMA POF보다 훨씬 낮은 광학 감쇠를 달성할 수 있습니다.
산업용 시스템의 경우 POF가 더 이상 충분한 광학 마진이나 전송 거리를 제공하지 않지만 소형 코어 기존 유리 섬유 시스템이 불필요한 설치 복잡성을 추가하는 경우 이러한 조합이 유용할 수 있습니다.
따라서 HCS는 유용한 중간 위치를 차지할 수 있습니다.
POF보다 광 손실이 낮고 소형 코어 기존 유리 섬유보다 결합에 대한 내성이 더 높습니다.
기존의 통신등급 유리섬유는 일반적으로 실리카 코어와 실리카 클래딩을 사용합니다.
산업용 및 데이터 통신 시스템의 경우,50/125 µm 다중 모드 광섬유일반적인 기준점입니다. 이전 설치에서는 62.5/125 µm 다중 모드 광섬유를 사용할 수도 있습니다.
단일 모드 유리 섬유는 훨씬 작은 광학 모드를 사용하며 훨씬 더 긴 전송 거리와 매우 낮은 감쇠가 필요한 응용 분야에 맞게 설계되었습니다.
POF 및 HCS와 비교하여 기존 다중 모드 유리 섬유는 코어가 훨씬 작습니다. 따라서 커넥터 형상, 광섬유 정렬 및 광학 결합에는 더 높은 정밀도가 필요합니다.
이점은 감쇠가 훨씬 낮고 더 높은 대역폭과 장거리 광 통신을 위한 성숙한 생태계에 액세스할 수 있다는 것입니다.
POF, HCS 및 유리섬유 구조 비교
| 섬유 종류 | 일반적인 재료 구조 | 대표적인 코어 크기 | 일반 엔지니어링 특성 |
|---|---|---|---|
| POF | 폴리머 코어 + 폴리머 클래딩 | ~980μm | 매우 관대한 광학 커플링 |
| HCS | 실리카 코어 + 경질 폴리머 클래딩 | ~200μm | 중간 결합 및 광 손실 |
| 다중 모드 유리 섬유 | 실리카 코어 + 실리카 클래딩 | 50μm | 더 낮은 손실, 더 긴밀한 정렬 |
| 단일 모드 유리 섬유 | 실리카 코어 + 실리카 클래딩 | 훨씬 작은 광학 모드 | 가장 낮은 손실과 가장 긴 도달 범위 |
이러한 가치는 보편적이기보다는 대표적입니다. 다양한 파이버 제품군과 케이블 구성은 다양한 치수를 사용할 수 있습니다.
코어 직경은 물리적 섬유 크기보다 더 많은 영향을 미칩니다. 또한 빛이 송신기에서 광섬유로 얼마나 쉽게 발사되어 수신기에서 포착될 수 있는지에도 영향을 줍니다.
대략 1mm POF는 매우 큰 광학 표적을 나타냅니다.
이는 송신기, 커넥터 및 광섬유 코어 사이에 상당한 정렬 공차를 제공합니다. 따라서 산업용 광학 부품은 안정적인 광학 결합을 유지하면서 상대적으로 간단한 기계적 인터페이스를 사용할 수 있습니다.
대형 코어는 장비를 신속하게 조립하거나 현장에서 서비스하거나 정밀 섬유 가공 장비 없이 유지 관리해야 하는 경우에 특히 유용합니다.
짧은 통신 링크의 경우 모든 감쇠 데시벨을 최소화하는 것보다 간단하고 반복 가능한 결합이 더 중요할 수 있습니다.
HCS는 POF에 비해 코어 크기를 상당히 줄이지만 200μm 코어는 일반적인 다중 모드 유리 섬유에서 발견되는 50μm 코어보다 훨씬 더 큽니다.
따라서 실리카 코어의 더 낮은 감쇠의 이점을 누리면서 유용한 결합 허용 오차를 유지합니다.
이로 인해 HCS는 실제 광학 예산을 초과했거나 POF의 한계에 도달했지만 기존 통신 스타일의 광섬유 아키텍처가 필요하지 않은 일부 산업 링크에 적합합니다.
코어 직경이 50μm로 감소하면 기계적 정렬이 더욱 중요해집니다.
커넥터 페룰, 광섬유 끝면 및 송신기 정렬은 수신 영역이 훨씬 작기 때문에 광학 경로를 보다 정확하게 제어해야 합니다.
기존 유리 섬유는 여전히 산업 시스템에서 탁월한 신뢰성을 제공할 수 있지만 일반적으로 1mm POF 시스템보다 더 엄격하게 제어되는 연결에 의존합니다.
코어 직경, 결합 공차 및 광파장
광섬유 선택은 광 소스 선택과 분리될 수 없습니다.
산업용 PMMA POF는 다음과 밀접한 관련이 있습니다.650nm 부근의 가시적 적색광일반적으로 이 파장 범위에 맞게 설계된 산업용 LED 송신기와 쌍을 이룹니다.
HCS는 650nm 광학 시스템과 함께 사용할 수도 있으며 주변 파장에 적합한 설계로 제공됩니다.650nm 및 850nm.
기존의 다중 모드 유리 섬유는 일반적으로 다음과 같이 작동합니다.850nm 및 1300nm, 850nm는 단거리 다중 모드 데이터 통신에 널리 사용됩니다.
단일 모드 유리 섬유는 일반적으로 주변 파장과 연관되어 있습니다.1310nm 및 1550nm, 매우 낮은 감쇠는 훨씬 더 긴 링크를 지원합니다.
실제로 광섬유를 변경하려면 송신기 파장, 수신기 감도 및 전체 광학 인터페이스를 확인해야 할 수도 있습니다.
감쇠가 낮은 광섬유는 기존 광 트랜시버와 자동으로 호환되지 않습니다.
일반적으로 광 감쇠가 감소함에 따라 전송 능력은 POF에서 HCS, 기존 유리 섬유로 발전합니다.
그러나 광섬유 유형만으로는 산업용 광 링크의 최대 거리를 정의할 수 없습니다.
일반적인 PMMA POF는 상대적으로 높은 광학 감쇠를 갖습니다.
대표적인 산업용 POF는 대략 100억원 정도의 손실을 입을 수 있습니다.650nm 주변에서 150~200dB/km.
짧은 기계 내부 거리에서 표현된 감쇠 수준은 여전히 완전히 허용될 수 있습니다. 수백 미터가 넘으면 누적된 광섬유 손실이 훨씬 더 심각해집니다.
따라서 POF는 장거리 광 백본보다는 주로 단거리 장비 수준 통신과 관련이 있습니다.
높은 감쇠로 인해 POF가 모든 애플리케이션에서 기술적으로 열등해지는 것은 아닙니다.
필요한 경로가 단지 몇 미터 또는 수십 미터인 경우 기존 실리카 섬유의 낮은 감쇠보다 더 쉬운 결합과 간단한 종단이 더 가치 있을 수 있습니다.
폴리머 코어를 실리카로 교체하면 감쇠가 크게 줄어듭니다.
대표적인 산업용 HCS 섬유는 다음과 같은 환경에서 작동할 수 있습니다.한 자리 dB/km 범위, 파장 및 섬유 구성에 따라 다릅니다.
이는 일반적인 PMMA POF보다 훨씬 더 많은 광학 마진을 제공하며 HCS 시스템이 더 긴 링크를 지원할 수 있도록 합니다.
산업용 애플리케이션의 경우 HCS는 시스템에 추가 도달 범위가 필요하지만 상대적으로 큰 코어 광학 인터페이스의 이점을 누릴 때 특히 유용합니다.
기존 다중 모드 유리 섬유는 훨씬 더 낮은 감쇠를 제공합니다.
대표적인 50/125 µm 다중 모드 광섬유는 다음에서 작동할 수 있습니다.낮은 한 자릿수 dB/km 범위, 파장 및 섬유 등급에 따라 다릅니다.
단일 모드 실리카 섬유는 감쇠를 아래로 줄일 수 있습니다.1dB/km, 일반적인 단일 모드 작동 파장에서 킬로미터당 약 10분의 1데시벨에 도달합니다.
장거리 통신의 경우 이러한 차이가 점점 더 중요해지고 있습니다.
그러나 광학 경로가 짧은 기계 또는 제어 시스템 내부에서는 킬로미터 규모의 전송 기능이 실질적인 이점을 거의 제공하지 못할 수 있습니다.
각 광섬유 유형에 하나의 최대 전송 거리를 할당하고 싶지만 이는 오해의 소지가 있습니다.
실제 링크 거리는 전체에 따라 달라집니다.광전력 예산, 포함:
송신기 출력 전력;
수신기 감도;
섬유 감쇠;
커넥터 손실;
작동 파장;
온도;
데이터 속도;
광학 마진이 필요합니다.
따라서 서로 다른 광 트랜시버 제품군은 동일한 광섬유 유형을 사용하여 매우 다른 거리를 생성할 수 있습니다.
POF 시스템은 한 애플리케이션에서 수십 미터만 지원할 수 있지만 다른 시스템은 더 멀리 작동할 수 있습니다. HCS는 그 거리를 상당히 연장할 수 있지만 정확한 도달 범위는 여전히 완전한 송신기-수신기 시스템에 의해 결정됩니다.
따라서 광섬유 선택은 범용 거리 수치보다는 필요한 광 링크 성능으로 시작해야 합니다.
광 감쇠의 규모는 이러한 광섬유 기술이 다양한 적용 범위를 차지하는 경향이 있는 이유를 설명하는 데 도움이 됩니다.
광 감쇠 및 전송 도달 범위
| 섬유 기술 | 대표핵심 | 일반적인 파장 영역 | 대표적인 감쇠 스케일 |
|---|---|---|---|
| PMMA POF | ~980μm | ~650nm | ~150~200dB/km |
| 200μm HCS | ~200μm | 650/850nm | 한 자리 dB/km |
| 50/125 µm 다중 모드 유리 | 50μm | 850/1300nm | 낮은 한 자릿수 dB/km |
| 단일 모드 유리 | 소형 광학 모드 | 1310/1550nm | 1dB/km 미만 |
이 수치는 전체 산업 연결을 지정하는 것이 아니라 상대적 크기 순서를 이해하는 데 유용합니다.
실제 설계에서는 커넥터 손실, 트랜시버 특성, 작동 온도 및 데이터 속도를 여전히 고려해야 합니다.
온도는 POF, HCS 및 유리섬유 비교에서 가장 쉽게 지나치게 단순화되는 부분 중 하나입니다.
모든 POF 시스템이 모든 HCS 시스템보다 온도 한계가 낮다거나 유리 코어를 선택하면 고온 요구 사항이 자동으로 해결된다고 가정하는 것은 올바르지 않습니다.
POF는 광섬유와 주변 구조 모두에 폴리머 재료를 포함하고 있습니다.
온도는 감쇠, 기계적 특성 및 장기 신뢰성에 영향을 미칠 수 있습니다.
산업용 POF 제품은 다양한 구조로 제공되며 일부는 작동 온도가 약+85°C.
따라서 관련 질문은 단순히 POF가 열을 견딜 수 있는지 여부가 아닙니다.
올바른 엔지니어링 점검은 다음과 같습니다.특정 POF 섬유 및 케이블 구성필요한 온도 프로파일에 적합합니다.
지속적인 작동 온도, 최고 노출 온도 및 예상 서비스 조건은 모두 정격 시스템 한계 내에서 유지되어야 합니다.
HCS는 폴리머 광학 코어를 실리카로 대체하여 추가적인 설계 유연성을 제공합니다.
그러나 폴리머 클래딩, 코팅, 버퍼 및 케이블 재킷은 여전히 온도 제한을 부과할 수 있습니다.
일부 완전한 산업용 HCS 케이블 시스템은 다음과 같은 작동 범위를 가질 수 있습니다.+80°C, 특수 HCS 섬유 구조는 대략적으로 확장될 수 있습니다.+125°C.
따라서 단순한 POF < HCS 온도 순위는 신뢰할 수 없습니다. 실제 온도 성능은 특정 광섬유 및 케이블 구성에 따라 다릅니다.
온도 성능은 전체 광섬유 시스템에 따라 달라집니다.
환경이 기존 폴리머 기반 케이블 시스템의 온도 용량을 훨씬 넘어서게 되면 특수 실리카 섬유가 점점 더 중요해집니다.
특수 고온 코팅이 된 실리카 섬유는 대략 다음과 같은 환경에 맞게 설계될 수 있습니다.+300°C특정 특수 응용 분야에서.
이러한 온도에서는 코팅 기술, 완충 구조, 커넥터 및 주변 기계적 보호가 섬유 시스템 설계의 핵심 부분이 됩니다.
광학 코어는 완성된 산업용 광섬유 어셈블리의 일부일 뿐입니다.
전체 시스템에는 다음이 포함될 수 있습니다.
핵심;
클래딩;
코팅;
완충기;
강도 회원;
케이블 재킷;
커넥터 본체;
물미;
종료 구조.
사용 가능한 시스템 온도는 전체 어셈블리의 관련 구성 요소에 의해 제한됩니다.
POF 링크가 인증된 온도 한계에 도달하면 HCS 또는 적절한 실리카 섬유 시스템으로 전환하여 더 넓은 설계 창을 제공할 수 있습니다. 전체 케이블 및 커넥터 시스템을 아직 점검해야 합니다.
설치 방법은 인력 요구 사항, 현장 신뢰성 및 유지 관리 전략에 직접적인 영향을 미칩니다.
대형 코어 POF는 특히 간단한 현장 종단에 매우 적합합니다.
많은 산업용 POF 커넥터 시스템은 정밀 광섬유 접합 장비보다는 상대적으로 간단한 절단, 스트리핑 또는 압착 절차를 사용하여 조립할 수 있습니다.
또한 코어가 크면 종단이 작은 정렬 변화에 더 잘 견딜 수 있습니다.
이는 다음과 같은 경우에 유용합니다.
기계 건물;
제어 캐비닛 어셈블리;
장비 유지 관리;
현장 교체;
짧은 산업 통신 링크.
손상된 케이블을 신속하게 교체해야 하는 경우 설치 단순성은 중요한 시스템 수준 이점이 될 수 있습니다.
특정 HCS 시스템 지원압착 및 절단종료.
호환 가능한 설계는 에폭시 및 연마 단계를 생략하고 상대적으로 간단한 수공구를 사용하여 현장 종료를 허용합니다.
따라서 HCS는 실리카 광학 코어와 POF보다 훨씬 낮은 감쇠를 산업 현장 서비스용으로 설계된 설치 방법과 결합할 수 있습니다.
모든 HCS 제품이 동일한 종단 방법을 사용하는 것은 아니므로 특정 광케이블 시스템에 대해 커넥터 및 종단 프로세스를 확인해야 합니다.
기존의 다중 모드 및 단일 모드 유리 섬유 시스템은 훨씬 더 작은 광 코어를 사용합니다.
따라서 커넥터 품질과 광섬유 정렬이 더욱 중요해졌습니다.
공장에서 마감된 유리 섬유 어셈블리는 뛰어난 성능과 신뢰성을 제공할 수 있지만 현장 연결에는 일반적으로 더 큰 프로세스 제어가 필요합니다.
케이블을 한 번 설치하고 거의 건드리지 않는 시스템에서는 이것이 거의 단점이 될 수 없습니다.
장비가 자주 서비스되거나 수정되는 경우 종료 단순성이 훨씬 더 중요할 수 있습니다.
현장 종단 및 설치: POF, HCS, 유리 섬유
기계적 신뢰성을 플라스틱과 유리의 단순한 비교로 축소해서는 안 됩니다.
완성된 케이블 구조는 광학 소재 자체만큼 중요합니다.
POF는 대형 폴리머 구조와 일반적으로 취급 특성이 관대하다는 장점이 있습니다.
산업용 HCS 섬유는 진동, 마모, 반복적인 굴곡, 인장 하중 및 화학적 노출을 견디도록 설계될 수 있습니다.
기존 유리 섬유는 적절한 완충재, 강도 부재 및 재킷으로 보호될 때 신뢰성이 매우 높습니다.
실용적인 기계적 비교를 위해서는 다음 네 가지 질문을 구분해야 합니다.
베어 섬유는 어떻게 작동합니까?
어떤 코팅이나 완충제가 이를 보호합니까?
광섬유는 완성된 케이블에 어떻게 통합됩니까?
커넥터나 종단은 얼마나 견고합니까?
적절하게 설계된 산업용 유리 섬유 케이블은 부적절하게 보호된 POF 케이블보다 까다로운 환경에 더 적합할 수 있습니다.
섬유 재료만으로는 기계적 신뢰성을 결정하지 않습니다.
광섬유 가격은 시스템 비용의 한 부분일 뿐입니다.
의미 있는 비교에는 다음도 포함되어야 합니다.
광 송신기 및 수신기;
커넥터;
종료 도구;
기술자 기술 요구 사항;
설치 시간;
현장 수리 방법;
유지 보수 요구 사항;
광학 마진;
환경 보호가 필요합니다.
짧은 산업 링크의 경우 POF는 간단한 광학 구성 요소와 간단한 종단으로 설치 시스템 복잡성을 줄일 수 있으므로 경제적으로 매력적일 수 있습니다.
HCS는 구성 요소 비용이 더 높을 수 있지만 더 작은 코어 유리 섬유 아키텍처로 직접 이동하지 않고도 더 긴 링크에 필요한 추가 광학 마진을 제공합니다.
기존 유리 섬유는 일반적으로 더 엄격한 커넥터 제어를 요구하지만 거리 및 대역폭 요구 사항이 증가함에 따라 낮은 감쇠 및 광범위한 광학 생태계의 가치가 점점 더 커지고 있습니다.
이러한 이유로 가장 저렴한 광섬유가 반드시 가장 낮은 설치 링크 비용을 생성하는 것은 아니지만 최고의 광학 성능을 가진 광섬유는 짧은 산업 링크에 필요하지 않은 기능을 제공할 수 있습니다.
기존 유리 섬유는 POF보다 훨씬 낮은 감쇠를 제공하지만 많은 산업용 광 링크는 최대 전송 거리를 중심으로 설계되지 않았습니다.
기계, 변환기, 서보 시스템, 드라이브 및 기타 산업 장비 내부에서는 광학 경로가 상대적으로 짧을 수 있습니다.
이러한 조건에서 엔지니어는 다음에 더 큰 가치를 부여할 수 있습니다.
대형 코어 커플링 공차;
간단한 커넥터;
빠른 조립;
쉬운 유지 관리;
적절한 단거리 광학 성능.
매우 짧은 링크에서 고손실 광섬유와 저손실 광섬유의 차이는 수백 미터나 킬로미터에 걸쳐 발생하는 것보다 실질적인 의미가 훨씬 적을 수 있습니다.
POF는 다른 최적화 문제를 해결하기 때문에 여전히 유용합니다.
최대 전송 거리에서 단일 모드 유리 섬유와 경쟁할 필요는 없습니다. 그 가치는 필요한 거리가 시스템의 광학 예산 내에서 유지되는 간단하고 실용적인 광학 링크를 제공하는 데 있습니다.
HCS는 POF 기반 시스템이 광학적 한계에 직면하기 시작하지만 상대적으로 큰 코어 산업용 광섬유의 이점을 여전히 누릴 때 특히 유용합니다.
일반적인 전환은 다음과 같이 이해될 수 있습니다.
POF는 간단한 연결과 설치를 제공합니다.
↓
필요한 거리 또는 광학 마진이 증가합니다.
↓
POF 감쇠가 제한적이 됩니다.
↓
HCS는 상대적으로 큰 코어 직경을 유지하면서 손실이 적은 실리카 코어를 도입합니다.
따라서 HCS는 애플리케이션에 다음의 조합이 필요할 때 적합할 수 있습니다.
일반적인 POF보다 전송 거리가 더 깁니다.
상당히 낮은 광 감쇠;
650nm 산업용 광학 시스템과의 호환성;
기존 50/125 µm 유리 섬유보다 결합 허용 오차가 더 큽니다.
실용적인 현장 종료;
추가적인 환경 능력;
통신 스타일의 광섬유 아키텍처로 즉시 이동하지 않고도 더 많은 광학 마진을 확보할 수 있습니다.
HCS는 POF나 기존 유리섬유보다 보편적으로 우수하지 않습니다.
단순성이 지배적인 매우 짧은 링크의 경우 POF가 더 적절한 선택으로 남아 있을 수 있습니다.
장거리 통신, 높은 대역폭 또는 표준 광 네트워크 호환성을 위해서는 기존 유리 섬유가 더 적합할 수 있습니다.
HCS는 애플리케이션 요구 사항이 두 지역 사이에 있을 때 가장 가치가 높습니다.
가장 신뢰할 수 있는 선택 방법은 섬유 재료만으로 선택하는 것보다 전체 용도를 평가하는 것입니다.
산업용 섬유 선택 프레임워크: POF, HCS 또는 유리 섬유
물리적인 통신 거리와 필요한 광학 마진부터 시작하세요.
짧은 내부 장비 링크는 POF와 호환되는 경우가 많습니다.
거리가 증가함에 따라 HCS는 훨씬 낮은 감쇠로 인해 더욱 매력적입니다.
더 긴 링크의 경우 기존 다중 모드 또는 단일 모드 유리 섬유가 일반적으로 가장 강력한 광학 성능을 제공합니다.
확인하다:
최소 작동 온도;
최대 연속 온도;
임시 최고 온도;
예상되는 서비스 조건.
섬유 코어 재료만으로 결과가 결정된다고 가정하지 마십시오.
파이버, 버퍼, 케이블 및 커넥터 시스템은 모두 필요한 온도 범위에 적합한 상태를 유지해야 합니다.
기존 산업 설계에서 이미 650nm 송신기 및 수신기를 사용하는 경우 POF와 호환 HCS가 자연스럽게 통합될 수 있습니다.
다른 유리섬유 아키텍처로 전환하려면 광학 인터페이스의 다른 부분을 변경해야 할 수도 있습니다.
따라서 광섬유와 광원을 함께 평가해야 합니다.
데이터 속도가 높을수록 광섬유 자체의 도달 범위가 더 길어지더라도 실제 전송 거리가 줄어들 수 있습니다.
공칭 감쇠만으로 광섬유를 선택하기보다는 실제 광학 예산을 평가하십시오.
고려하다:
광섬유가 공장에서 종료될 것인지 여부;
현장 종료가 필요한지 여부
장비 서비스 빈도
정밀 섬유 도구를 사용할 수 있는지 여부
손상된 케이블을 얼마나 쉽게 교체해야 하는지.
일부 산업 시스템에서는 유지 관리 단순성이 POF 또는 적절한 HCS 시스템을 사용하는 가장 큰 이유 중 하나입니다.
진동, 굽힘, 마모, 인장 하중, 화학 물질 노출 및 반복 굽힘을 고려하십시오.
단순한 섬유 재료보다는 완성된 케이블 구성을 평가하십시오.
마지막으로 전체 광 링크를 비교하십시오.
| 엔지니어링 조건 | POF 경향 | HCS 경향 | 기존 유리 경향 |
|---|---|---|---|
| 매우 짧은 장비 링크 | 강한 | 가능한 | 불필요한 경우가 많음 |
| 간단한 현장 종료 | 강한 | 적합한 시스템으로 강력함 | 더 까다로운 |
| 기존 650 nm 산업용 광학 장치 | 강한 | 강한 | 시스템에 따라 다름 |
| 중간 전송 거리 | 제한된 | 강한 | 강한 |
| 긴 전송 거리 | 약한 | 가정 어구 | 강한 |
| 고온 요구 사항 | 제품에 따라 다름 | 제품에 따라 다르며 더 높은 온도 옵션이 있음 | 가장 광범위한 전문 옵션 |
| 최저 광 감쇠 | 약한 | 중간 | 강한 |
| 최대 커플링 공차 | 강한 | 중간 | 낮추다 |
| 현장 유지 관리 단순성 | 강한 | 적합한 시스템으로 강력함 | 프로세스에 더 의존적 |
| 표준 고대역폭 광 네트워킹 | 제한된 | 제한적이거나 조건부 | 강한 |
이 표는 보편적 순위보다는 일반적인 선택 경향을 설명합니다.
최종 선택은 이러한 요구 사항이 실제 시스템에서 어떻게 상호 작용하는지에 따라 달라집니다.
POF, HCS 및 기존 유리 섬유는 다양한 산업 통신 문제를 해결합니다.
POF링크가 짧고 대형 코어 커플링 공차, 간단한 커넥터, 간단한 설치 및 편리한 유지 관리 등의 이점을 갖는 설계에 특히 효과적입니다.
HCS실리카 코어와 경질 폴리머 클래딩을 결합하여 상대적으로 큰 코어를 유지하면서 PMMA POF보다 감쇠를 상당히 낮춥니다. 이는 대형 코어 광섬유와 관련된 설치 이점을 모두 포기하지 않고 산업 시스템에 더 많은 도달 범위나 광학 마진이 필요한 경우 유용할 수 있습니다.
기존 유리섬유가장 낮은 감쇠, 가장 강력한 장거리 기능 및 표준 고대역폭 광학 아키텍처와의 폭넓은 호환성을 제공하지만 일반적으로 더 엄격한 광학 정렬과 더 제어된 연결이 필요합니다.
단일 승자는 없습니다.
실용적인 산업용 섬유 선택 프로세스에서는 다음을 고려해야 합니다.
거리 + 온도 + 광원 + 연결 방법 + 환경 + 총 시스템 비용
이러한 변수를 함께 고려하면 가장 적합한 섬유 유형을 식별하기가 훨씬 쉬워집니다.
HCS에는 실리카 유리 코어가 포함되어 있으므로 광학 코어는 유리입니다. 그러나 기존의 전체 실리카 통신 광섬유와 달리 HCS는 실리카 코어 주변에 경질 폴리머 클래딩을 사용합니다. 이 하이브리드 구조는 일반적인 PMMA POF보다 광학 손실을 줄이면서 기존 다중 모드 유리 섬유보다 더 큰 코어를 유지합니다.
세 가지 모두에 대한 보편적인 최대 거리는 없습니다. POF는 감쇠율이 높기 때문에 일반적으로 짧은 링크에 사용되며, HCS는 실제 도달 범위를 크게 확장할 수 있으며 기존 유리 섬유는 훨씬 더 먼 거리를 지원합니다. 실제 거리는 송신기 전력, 수신기 감도, 파장, 커넥터 손실, 데이터 속도, 온도 및 필요한 광학 마진에 따라 달라집니다.
예, 특정 POF 광섬유 및 케이블 시스템이 필요한 온도에 적합하다면 가능합니다. 일부 산업용 POF 구성의 정격은 약 +85°C입니다. 적격 범위 밖의 적용에는 다른 POF 구성, HCS 또는 적절한 특수 실리카 섬유 시스템이 필요할 수 있습니다.
짧은 산업 링크에서 낮은 감쇠가 유일한 설계 목표는 아닙니다. POF는 매우 큰 코어, 넉넉한 커플링 허용 오차, 간단한 연결 및 손쉬운 현장 유지 관리를 제공합니다. 전송 거리가 짧은 경우 이러한 장점은 기존 유리 섬유의 훨씬 낮은 감쇠보다 더 가치 있을 수 있습니다.
HCS는 POF가 더 이상 충분한 전송 거리나 광학 마진을 제공하지 않을 때 매력적이지만 애플리케이션은 상대적으로 큰 코어와 실용적인 산업 종단의 이점을 여전히 누릴 수 있습니다. 이는 대형 코어 POF와 소형 코어 기존 유리 섬유 사이의 중간 옵션 역할을 할 수 있습니다.
엔지니어는 필요한 전송 거리, 온도 범위, 광 파장, 송신기 및 수신기 호환성, 데이터 속도, 광 전력 예산, 연결 방법, 현장 유지 관리 요구 사항, 기계 환경 및 총 설치 시스템 비용을 평가해야 합니다. 섬유 소재만으로는 선택을 결정해서는 안 됩니다.
