光纖解決方案不易產(chǎn)生EMI 傳能傳感傳信性能優(yōu)異

光纖網(wǎng)絡(luò )可大幅增進(jìn)工業(yè)應用安全性。光纖連結媒介不會(huì )受到電磁干擾(EMI)，在絕緣與隔離特性上遠比常見(jiàn)的銅纜媒介優(yōu)異，再加上傳輸距離較長(cháng)、頻寬更大，因此對操作環(huán)境復雜、安全性要求較高的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )應用而言，將是最佳的技術(shù)選項。

工廠(chǎng)自動(dòng)化、控制與管理已成為全球供應鏈業(yè)者的競爭力指標。大量生產(chǎn)的消費性產(chǎn)品及汽車(chē)制造都需要安全、高成本效益且穩固的資料通信，以確保能對沒(méi)有快速處理則便會(huì )造成嚴重利潤損失及消費者不良印象的問(wèn)題做出反應。

許多不同產(chǎn)業(yè)的設計工程師，逐漸轉向采用光纖連線(xiàn)方案作為銅纜媒介的替代品，光纖解決方案可帶來(lái)能進(jìn)行由幾寸到幾公里等各種不同距離資料傳輸通信的可靠資料連結，并對于噪聲的耐受力更高?？山逵晒饫w解決方案獲益的工業(yè)網(wǎng)絡(luò )應用包括飛機上的資信娛樂(lè )系統、火車(chē)運輸系統、醫療設備、賭場(chǎng)，以及風(fēng)力與太陽(yáng)能光伏發(fā)電等可再生能源應用。

不易產(chǎn)生EMI　光纖方案有望取代銅纜

雖然銅纜與光纖都可做為傳輸媒介，但光纖解決方案為系統設計工程師提供許多明顯的好處。相較于銅纜解決方案，在塑料光纖(Plastic Optical Fiber， POF)或較長(cháng)距離時(shí)硬包層石英(Hard Clad Silica， HCS)光纖上運作的工業(yè)快速以太網(wǎng)絡(luò )(Fast Ethernet)有許多優(yōu)勢，采用銅纜的通信連結容易受到電磁場(chǎng)的干擾，并會(huì )發(fā)出可能干擾其他設備的電磁波，而光纖連結則不會(huì )受到電磁場(chǎng)影響，也不易產(chǎn)生任何的電磁干擾(Electro-Magnetic Interference，EMI)。不僅如此，選擇光纖的其他好處，包括重量輕、連結兩端完全電氣隔離、容易現場(chǎng)進(jìn)行終端處理與維護、因較小彎折半徑而易于安裝、及較不易因為極端溫度與濕度情況造成效能變化等。光纖解決方案同時(shí)也適合存在馬達與高電壓高速切換電路，例如電力轉換、汽車(chē)制造、醫療及風(fēng)力與太陽(yáng)能發(fā)電等可再生能源應用的高噪聲工業(yè)環(huán)境;光纖技術(shù)并提供資料的安全性，因為幾乎不可能盜接光波通信。

如圖1，多模HCS與POF光纖提供長(cháng)距離資料傳輸最高等級的信號完整性，多模光纖特別適合離岸風(fēng)力發(fā)電渦輪機控制系統做為風(fēng)力發(fā)電機艙與地面的連結，在這類(lèi)應用中連結長(cháng)度超過(guò)200米。

圖1 快速以太網(wǎng)絡(luò )的通信距離，可透過(guò)光纖技術(shù)延伸到數公里。絕緣/隔離優(yōu)勢顯著(zhù)　光纖網(wǎng)絡(luò )安全性高人一等

光纖連結媒介基本上采用玻璃或塑膠，由于它們不會(huì )受到EMI的干擾，因此在絕緣與隔離特性上遠比常見(jiàn)的銅纜高上許多，如圖2中Noisy Environment的5米POF或100米HCS光纖，就提供高噪聲環(huán)境下相對于銅纜線(xiàn)的許多優(yōu)勢。采用光纖解決方案，在光纖本身或是光纖與銅纜之間不會(huì )有相互干擾問(wèn)題，使得資料傳輸更加安全;而光纖對于閃電電擊有較高的耐受力，并可有助于消除接地回路所造成的錯誤，當面臨惡劣條件或可能暴露的環(huán)境時(shí)，適當使用光纖解決方案，可透過(guò)降低閃電電擊可能帶來(lái)的損害，以及電氣火花造成的沖擊，可提高安全性。

圖2 Noisy Environment的光纖連結，不會(huì )受到工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境產(chǎn)生的EMI影響。

除相對于銅纜媒介更高成本效益的解決方案外，單模、多模光纖，以及HCS與POF等都可被放置在纜線(xiàn)導管內，不會(huì )受到鄰近電源影響。此外，使用光纖也更容易符合電磁相容(Electron-Magnetic Compliance， EMC)相關(guān)規章與法規的要求(圖3)。

圖3 光纖擁有銅纜媒介無(wú)法匹敵的EMI耐受力與通信連接距離。

另一方面，以塑料光纖為例，在安裝時(shí)不需特別的工具，同時(shí)訓練也非常容易，POF光纜已被應用在各種惡劣的工業(yè)環(huán)境如汽車(chē)組裝等超過(guò)15年，POF同時(shí)也適合短距離到中等距離連線(xiàn)應用，并由于容易在現場(chǎng)安裝，有助于簡(jiǎn)化設備與現有網(wǎng)絡(luò )的連接，工業(yè)應用中另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢是維護成本非常低。

光纖與光收發(fā)器、接收器及發(fā)射器全都通過(guò)嚴格的品質(zhì)標準要求，光纖技術(shù)已經(jīng)過(guò)高容量電信連結系統的驗證，其中產(chǎn)品壽命更超過(guò)10年以上，部分光纖零組件供應商更擁有垂直整合能力，可自行生產(chǎn)發(fā)射器中使用的雷射二極體及接收器中的PIN二極體，進(jìn)一步完整掌控產(chǎn)品品質(zhì)與交貨時(shí)間。

光纖網(wǎng)絡(luò )可大幅增