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光纖不會受到電磁干擾 或?qū)⑷〈~纜媒介

作者: 時間:2013-07-04 來源:網(wǎng)絡 收藏

網(wǎng)絡可大幅增進工業(yè)應用安全性。連結(jié)媒介不會受到(EMI),在絕緣與隔離特性上遠比常見的銅纜媒介優(yōu)異,再加上傳輸距離較長、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)絡應用而言,將是最佳的技術(shù)選項。

提供高頻寬/輕量/EMC相容特性 技術(shù)擴大工業(yè)應用領(lǐng)域

目前飛機上的資信娛樂系統(tǒng),已變得越來越先進且復雜。隨著影像品質(zhì)的提升,較大尺寸視信螢幕變得越來越普及,飛機制造商隨時都在尋求可降低飛機重量的方法。以單一線路來說,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,因此可說是航空資信娛樂系統(tǒng)的最佳選擇。

光纖技術(shù)也出現(xiàn)在航空母艦及游艇上,此外,許多現(xiàn)代化的火車也使用光纖及光收發(fā)器、接收器與發(fā)射器。其中,火車動力來源、推進系統(tǒng)及駕駛控制系統(tǒng)的可靠運作是必備的條件,但是有關(guān)乘客的便利性、資信與娛樂系統(tǒng)也可經(jīng)由使用光纖而獲益,包括更長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火車通信網(wǎng)絡(Train Communication Network, TCN)標準的制定目的,系為定義火車使用的通信架構(gòu)與通信協(xié)定,基本上TCN定義火車連線匯流排(Wire Train Bus, WTB)及多功能車廂匯流排(Multifunction Vehicles Bus, MVB)。WTB用來連結(jié)車廂,MVB則用來連接一個車廂或多個車廂間的設備,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對,以及長達2公里的光學玻璃光纖。

光學玻璃光纖由于對電氣噪聲具有高耐受力,因此是火車機車MVB的較佳選擇。光纖將控制器連接到設備或子系統(tǒng),例如電力電子設備、馬達控制器及無線電等。MVB同時也連接駕駛車廂中的設備用來控制燈光、車門、空調(diào)及火車車站與到站資信等乘客便利顯示系統(tǒng)。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路上進行,如果其中一條故障,那麼就可使用另一條進行通信。

火車網(wǎng)絡目前已變得越來越復雜,每個車站都連接到中央電腦以便進行排班與事件的更新。車站必須來回傳送資料,距離可能達到數(shù)百米甚至數(shù)公里,透過光纜的使用,可在更長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,這些應用的纜線會被安排在一起,由一個車站連接到另一個車站,或者由一個火車車廂連接到另一個,銅纜在這樣相鄰布線的情況下可能會造成干擾,但光纖纜線在EMI上的優(yōu)勢使得它們不會受到這些問題的影響。

在使用電力網(wǎng)供電的火車中,會由三相交流電網(wǎng)取得單相電源以提供火車所需的兩相電源,這會造成電網(wǎng)的不平衡而必須加以補償,一個最常用來平衡并回復電網(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)進行靜態(tài)虛功補償(Static VAR Compensation, SVC)。TSC與TCR主要用來進行高電壓與大電流的開關(guān)控制與運作,這就產(chǎn)生會將電氣噪聲感應到鄰近銅纜的超高電磁場,光纖由于不會受到電磁場的影響,因此可說是SVC系統(tǒng)中傳送控制信號到設備的最佳媒介。

火車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(yī)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,這些機器會產(chǎn)生相當高的,因此它們的通信與控制連結(jié)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是必要的條件,因此光纖產(chǎn)品就提供一個非常適合的解決方案。

在娛樂應用方面,賭場擁有許多連接到中央電腦服務器進行資料處理、行銷活動及視信保全等需求,對于賭場的通信網(wǎng)絡來說,安全性是最重要的要求,光纖為賭場經(jīng)營者提供安全的網(wǎng)絡,因為幾乎不可能盜接光纜上的信號。

不僅如此,可再生能源市場目前也已采用光纖技術(shù)。在部分風力發(fā)電應用中,由于EMI問題,光纖成為唯一適合的通信技術(shù)。由于風力電廠與太陽能發(fā)電在遠端甚至離岸地區(qū)運作,因此大量光纖技術(shù)的采用,就成為它可靠度與穩(wěn)固度的最佳證明,停機及意外修復可能會大幅影響可再生能源系統(tǒng)的成本與采用,因此在系統(tǒng)設計時就必須加以避免。光纖連結(jié)應用在風力渦輪發(fā)電機艙內(nèi),它的位置可能高于地面或海平面超過100米,光纖也可做為風力渦輪與遠端管理設備間的資料連結(jié)。

工業(yè)快速以太網(wǎng)絡收發(fā)器--AFBR-5978Z擁有一個強化的數(shù)位診斷介面,符合光收發(fā)器數(shù)位診斷介面(DMI)標準,依多重來源協(xié)議(MSA)--SFFA-8472,主要由光纖相關(guān)產(chǎn)品制造商制訂、采用類似產(chǎn)品封裝與功能,以能簡化零組件的代換。

工業(yè)快速以太網(wǎng)光纖網(wǎng)絡為現(xiàn)場匯流排(FieldBus)網(wǎng)絡提供升級路徑,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,同時也提供開放式架構(gòu)多重通信協(xié)定介面,允許標準及特有現(xiàn)場匯流排能交互運作,可讓工業(yè)用快速以太網(wǎng)絡允許工廠機器可被指定網(wǎng)際網(wǎng)絡通信協(xié)定(IP)或媒體存取控制(MAC)位址,提供網(wǎng)絡遠端診斷與機器生產(chǎn)流程變換的便利性。

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