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(yīng)用安全性。光纖連結(jié)媒介不會(huì)受到電磁干擾(EMI)，在絕緣與隔離特性上遠(yuǎn)比常見的銅纜媒介優(yōu)異，再加上傳輸距離較長(zhǎng)、頻寬更大，因此對(duì)操作環(huán)境復(fù)雜、安全性要求較高的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用而言，將是最佳的技術(shù)選項(xiàng)。

工廠自動(dòng)化、控制與管理已成為全球供應(yīng)鏈業(yè)者的競(jìng)爭(zhēng)力指標(biāo)。大量生產(chǎn)的消費(fèi)性產(chǎn)品及汽車制造都需要安全、高成本效益且穩(wěn)固的資料通信，以確保能對(duì)沒有快速處理則便會(huì)造成嚴(yán)重利潤(rùn)損失及消費(fèi)者不良印象的問題做出反應(yīng)。

許多不同產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)工程師，逐漸轉(zhuǎn)向采用光纖連線方案作為銅纜媒介的替代品，光纖解決方案可帶來能進(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(jié)，并對(duì)于噪聲的耐受力更高。可藉由光纖解決方案獲益的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用包括飛機(jī)上的資信娛樂系統(tǒng)、火車運(yùn)輸系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備、賭場(chǎng)，以及風(fēng)力與太陽能光伏發(fā)電等可再生能源應(yīng)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(tǒng)設(shè)計(jì)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(zhǎng)距離時(shí)硬包層石英(Hard Clad Silica， HCS)光纖上運(yùn)作的工業(yè)快速以太網(wǎng)絡(luò)(Fast Ethernet)有許多優(yōu)勢(shì)，采用銅纜的通信連結(jié)容易受到電磁場(chǎng)的干擾，并會(huì)發(fā)出可能干擾其他設(shè)備的電磁波，而光纖連結(jié)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(jié)兩端完全電氣隔離、容易現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行終端處理與維護(hù)、因較小彎折半徑而易于安裝、及較不易因?yàn)闃O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(dá)與高電壓高速切換電路，例如電力轉(zhuǎn)換、汽車制造、醫(yī)療及風(fēng)力與太陽能發(fā)電等可再生能源應(yīng)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?yàn)閹缀醪豢赡鼙I接光波通信。

如圖1，多模HCS與POF光纖提供長(zhǎng)距離資料傳輸最高等級(jí)的信號(hào)完整性，多模光纖特別適合離岸風(fēng)力發(fā)電渦輪機(jī)控制系統(tǒng)做為風(fēng)力發(fā)電機(jī)艙與地面的連結(jié)，在這類應(yīng)用中連結(jié)長(zhǎng)度超過200米。

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

光纖連結(jié)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(yuǎn)比常見的銅纜高上許多，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(duì)于銅纜線的許多優(yōu)勢(shì)。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)有相互干擾問題，使得資料傳輸更加安全;而光纖對(duì)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(cuò)誤，當(dāng)面臨惡劣條件或可能暴露的環(huán)境時(shí)，適當(dāng)使用光纖解決方案，可透過降低閃電電擊可能帶來的損害，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(jié)，不會(huì)受到工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境產(chǎn)生的EMI影響。

除相對(duì)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導(dǎo)管內(nèi)，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(guī)章與法規(guī)的要求(圖3)。

圖3 光纖擁有銅纜媒介無法匹敵的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(xùn)練也非常容易，POF光纜已被應(yīng)用在各種惡劣的工業(yè)環(huán)境如汽車組裝等超過15年，POF同時(shí)也適合短距離到中等距離連線應(yīng)用，并由于容易在現(xiàn)場(chǎng)安裝，有助于簡(jiǎn)化設(shè)備與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的連接，工業(yè)應(yīng)用中另一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是維護(hù)成本非常低。

光纖與光收發(fā)器、接收器及發(fā)射器全都通過嚴(yán)格的品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求，光纖技術(shù)已經(jīng)過高容量電信連結(jié)系統(tǒng)的驗(yàn)證，其中產(chǎn)品壽命更超過10年以上，部分光纖零組件供應(yīng)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