光纖解決方案不易產(chǎn)生EMI 傳能傳感傳信性能優(yōu)異
目前飛機上的資信娛樂(lè )系統,已變得越來(lái)越先進(jìn)且復雜。隨著(zhù)影像品質(zhì)的提升,較大尺寸視信螢幕變得越來(lái)越普及,飛機制造商隨時(shí)都在尋求可降低飛機重量的方法。以單一線(xiàn)路來(lái)說(shuō),由于光纖解決方案相對于銅纜在重量上輕了許多,并可傳輸更多的資料,因此可說(shuō)是航空資信娛樂(lè )系統的最佳選擇。
光纖技術(shù)也出現在航空母艦及游艇上,此外,許多現代化的火車(chē)也使用光纖及光收發(fā)器、接收器與發(fā)射器。其中,火車(chē)動(dòng)力來(lái)源、推進(jìn)系統及駕駛控制系統的可靠運作是必備的條件,但是有關(guān)乘客的便利性、資信與娛樂(lè )系統也可經(jīng)由使用光纖而獲益,包括更長(cháng)距離的更高頻寬傳輸、原生的電氣隔離能力、最佳EMC特性及靜電放電(Electro-Static Discharge, ESD)耐受力等。
IEC 61375火車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )(Train Communication Network, TCN)標準的制定目的,系為定義火車(chē)使用的通信架構與通信協(xié)定,基本上TCN定義火車(chē)連線(xiàn)匯流排(Wire Train Bus, WTB)及多功能車(chē)廂匯流排(Multifunction Vehicles Bus, MVB)。WTB用來(lái)連結車(chē)廂,MVB則用來(lái)連接一個(gè)車(chē)廂或多個(gè)車(chē)廂間的設備,MVB可以三種不同媒介形式運作,包括短距離的RS-485,低于200米的變壓器耦和雙絞線(xiàn)對,以及長(cháng)達2公里的光學(xué)玻璃光纖。
光學(xué)玻璃光纖由于對電氣噪聲具有高耐受力,因此是火車(chē)機車(chē)MVB的較佳選擇。光纖將控制器連接到設備或子系統,例如電力電子設備、馬達控制器及無(wú)線(xiàn)電等。MVB同時(shí)也連接駕駛車(chē)廂中的設備用來(lái)控制燈光、車(chē)門(mén)、空調及火車(chē)車(chē)站與到站資信等乘客便利顯示系統。采用冗余設計可改善可靠度,MVB使用冗余光纖設計,設備傳輸可以在兩條線(xiàn)路上進(jìn)行,如果其中一條故障,那麼就可使用另一條進(jìn)行通信。
火車(chē)網(wǎng)絡(luò )目前已變得越來(lái)越復雜,每個(gè)車(chē)站都連接到中央電腦以便進(jìn)行排班與事件的更新。車(chē)站必須來(lái)回傳送資料,距離可能達到數百米甚至數公里,透過(guò)光纜的使用,可在更長(cháng)的距離傳輸更多的資料,包括視信等,并比銅纜更加可靠。此外,這些應用的纜線(xiàn)會(huì )被安排在一起,由一個(gè)車(chē)站連接到另一個(gè)車(chē)站,或者由一個(gè)火車(chē)車(chē)廂連接到另一個(gè),銅纜在這樣相鄰布線(xiàn)的情況下可能會(huì )造成干擾,但光纖纜線(xiàn)在EMI上的優(yōu)勢使得它們不會(huì )受到這些問(wèn)題的影響。
在使用電力網(wǎng)供電的火車(chē)中,會(huì )由三相交流電網(wǎng)取得單相電源以提供火車(chē)所需的兩相電源,這會(huì )造成電網(wǎng)的不平衡而必須加以補償,一個(gè)最常用來(lái)平衡并回復電網(wǎng)供電品質(zhì)的方法是使用閘流體切換電容(Thyristor-Switched Capacitors, TSC)及閘流體控制電抗器(Thyristor-Controlled Reactor, TCR)進(jìn)行靜態(tài)虛功補償(Static VAR Compensation, SVC)。TSC與TCR主要用來(lái)進(jìn)行高電壓與大電流的開(kāi)關(guān)控制與運作,這就產(chǎn)生會(huì )將電氣噪聲感應到鄰近銅纜的超高電磁場(chǎng),光纖由于不會(huì )受到電磁場(chǎng)的影響,因此可說(shuō)是SVC系統中傳送控制信號到設備的最佳媒介。
火車(chē)的信號傳送也可由光纖技術(shù)在高噪聲環(huán)境中可靠的長(cháng)距離資料通信能力,以及超高EMI環(huán)境耐受力而獲益。
另一方面,光纖技術(shù)也已逐漸普及到醫療影像處理設備,例如核磁共振攝影(Magnetic Resonance Imaging, MRI)與X光機等應用,在馬達與電磁輻射環(huán)境下,這些機器會(huì )產(chǎn)生相當高的電磁干擾,因此它們的通信與控制連結必須具備高EMI耐受力才能可靠安全地運作,高EMI耐受力與電氣隔離對于病人的安全可說(shuō)是必要的條件,因此光纖產(chǎn)品就提供一個(gè)非常適合的解決方案。
在娛樂(lè )應用方面,賭場(chǎng)擁有許多連接到中央電腦服務(wù)器進(jìn)行資料處理、行銷(xiāo)活動(dòng)及視信保全等需求,對于賭場(chǎng)的通信網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō),安全性是最重要的要求,光纖為賭場(chǎng)經(jīng)營(yíng)者提供安全的網(wǎng)絡(luò ),因為幾乎不可能盜接光纜上的信號。不僅如此,可再生能源市場(chǎng)目前也已采用光纖技術(shù)。在部分風(fēng)力發(fā)電應用中,由于EMI電磁干擾問(wèn)題,光纖成為唯一適合的通信技術(shù)。由于風(fēng)力電廠(chǎng)與太陽(yáng)能發(fā)電在遠端甚至離岸地區運作,因此大量光纖技術(shù)的采用,就成為它可靠度與穩固度的最佳證明,停機及意外修復可能會(huì )大幅影響可再生能源系統的成本與采用,因此在系統設計時(shí)就必須加以避免。光纖連結應用在風(fēng)力渦輪發(fā)電機艙內,它的位置可能高于地面或海平面超過(guò)100米,光纖也可做為風(fēng)力渦輪與遠端管理設備間的資料連結。
工業(yè)快速以太網(wǎng)絡(luò )收發(fā)器--AFBR-5978Z擁有一個(gè)強化的數位診斷介面,符合光收發(fā)器數位診斷介面(DMI)標準,依多重來(lái)源協(xié)議(MSA)--SFFA-8472,主要由光纖相關(guān)產(chǎn)品制造商制訂、采用類(lèi)似產(chǎn)品封裝與功能,以能簡(jiǎn)化零組件的代換。
工業(yè)快速以太網(wǎng)光纖網(wǎng)絡(luò )為現場(chǎng)匯流排(FieldBus)網(wǎng)絡(luò )提供升級路徑,相較于INTERBUS的2MBd、PROFIBUS的12MBd,以及SERCOS的12MBd與16MBd,可達到125MBd的傳輸速度,同時(shí)也提供開(kāi)放式架構多重通信協(xié)定介面,允許標準及特有現場(chǎng)匯流排能交互運作,可讓工業(yè)用快速以太網(wǎng)絡(luò )允許工廠(chǎng)機器可被指定網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò )通信協(xié)定(IP)或媒體存取控制(MAC)位址,提供網(wǎng)絡(luò )遠端診斷與機器生產(chǎn)流程變換的便利性。
DMI提供由收發(fā)器模組取得即時(shí)運作資信的能力,取得的參數包括模組溫度、電源電壓大小及接收器輸入平均光功率,具備DMI功能後,使用者也可在收發(fā)器應用中擁有進(jìn)行零組件監測、錯誤隔離及失效預測的能力;此外,DMI也完整地整合了實(shí)現數位警示的功能。
在更高等級網(wǎng)絡(luò )中,工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò )將工程與管理工作站連接到工業(yè)以太網(wǎng)集線(xiàn)器進(jìn)行整個(gè)企業(yè)的資料分享與控制,帶來(lái)更高的價(jià)值主張。光纖解決方案提供有多種資料率與連接器選擇,可滿(mǎn)足各種工業(yè)通信與工廠(chǎng)自動(dòng)化應用。

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