Les liaisons optiques industrielles peuvent avoir des exigences très différentes selon l'endroit où la fibre est installée et ce que la liaison de communication est censée faire. Une connexion courte à l’intérieur d’un équipement industriel a des priorités de conception très différentes d’une connexion plus longue entre machines ou au niveau de l’usine.
C'est pourquoiFibre optique plastique (POF),Silice à revêtement dur (HCS)et conventionnelfibre optique en verrene doit pas être comparé uniquement par la distance de transmission.
Ils diffèrent par le matériau du noyau, le diamètre du noyau, l'atténuation optique, la tolérance de couplage, la capacité de température, les exigences en matière de connecteur et la distance de transmission pratique.
La meilleure question d’ingénierie n’est pas :
Quelle fibre est la meilleure ?
C'est:
Quelle fibre est la meilleure en fonction de la distance, de la température, de la source optique, de la méthode de connexion, de l'environnement d'exploitation et du coût total du système requis ?
Ces variables déterminent généralement le type de fibre le plus approprié.
POF vs HCS vs fibre de verre : quelle est la différence fondamentale ?
POF, HCS et fibre de verre conventionnelle diffèrent principalement par leurmatériaux de noyau et de revêtement. POF utilise normalement un noyau en polymère et un revêtement en polymère, HCS combine un noyau en silice avec un revêtement en polymère dur, tandis que la fibre de verre conventionnelle de qualité communication utilise généralement un noyau et un revêtement en silice à base de silice. Ces différences structurelles influencent l'atténuation, la tolérance de couplage, la précision du connecteur, la capacité de température et la distance de transmission pratique.
Fibre optique plastique (POF) : noyau polymère et gaine polymère
Le POF industriel à indice de progression est généralement basé sur un noyau en polymère PMMA entouré d'un revêtement en polymère fluoré.
L'une de ses caractéristiques les plus importantes est son grand noyau optique. Un POF industriel typique de 1 mm peut avoir un noyau d'environ980 µm à l'intérieur d'une fibre de 1 000 µm.
C'est extrêmement important par rapport à la fibre de communication conventionnelle.
Le grand noyau fournit une grande cible optique, ce qui rend l'alignement émetteur-fibre et fibre-récepteur relativement tolérant. Les petites déviations mécaniques dans les connecteurs ou les interfaces optiques sont donc moins critiques qu'avec des fibres de verre à cœur beaucoup plus petit.
Pour les liaisons industrielles courtes, cela peut simplifier à la fois la conception et la maintenance du système.
POF troque donc une faible atténuation optique contre des avantages tels que :
-
couplage simple;
-
alignement tolérant des connecteurs ;
-
terminaison de terrain simple ;
-
entretien facile;
-
interfaces optiques relativement simples.
Lorsque la distance requise est courte, ces avantages peuvent avoir plus d’importance que l’obtention de la perte de fibre la plus faible possible.
HCS : noyau de silice avec revêtement en polymère dur
Silice à revêtement dur, ou HCS, utilise un noyau en verre de silice entouré d'un revêtement en polymère dur.
Cela le place structurellement entre le POF et la fibre conventionnelle tout en silice.
Une configuration HCS industrielle courante utilise environNoyau de silice de 200 µm avec gaine d'environ 230 µm, bien que d'autres tailles de noyau soient également disponibles.
Le cœur est beaucoup plus petit que le cœur d'environ 1 mm utilisé dans les POF industriels typiques, mais considérablement plus grand que le cœur de 50 µm d'une fibre de communication multimode conventionnelle.
Étant donné que la lumière se propage à travers un noyau de silice, le HCS peut atteindre une atténuation optique bien inférieure à celle du PMMA POF tout en conservant une cible optique relativement grande.
Pour les systèmes industriels, cette combinaison peut être utile lorsque le POF ne fournit plus une marge optique ou une distance de transmission suffisante, mais qu'un système à fibre de verre conventionnel à petit cœur ajouterait une complexité d'installation inutile.
Le HCS peut donc occuper une position médiane utile :
perte optique inférieure à celle du POF, tout en restant plus tolérante au couplage que la fibre de verre conventionnelle à petit cœur.
Fibre de verre conventionnelle : noyau de silice et gaine de silice
La fibre de verre conventionnelle de qualité communication utilise généralement un noyau et une gaine en silice.
Pour les systèmes industriels et de communication de données,Fibre multimode 50/125 µmest un point de référence commun. Les installations plus anciennes peuvent également utiliser une fibre multimode 62,5/125 µm.
La fibre de verre monomode utilise un mode optique beaucoup plus petit et est conçue pour les applications nécessitant des distances de transmission beaucoup plus longues et une très faible atténuation.
Comparée au POF et au HCS, la fibre de verre multimode conventionnelle a un noyau beaucoup plus petit. La géométrie des connecteurs, l’alignement des fibres et le couplage optique nécessitent donc une plus grande précision.
L’avantage est une atténuation beaucoup plus faible et un accès à un écosystème mature pour une communication optique à bande passante plus élevée et à plus longue distance.
Comparaison des structures POF, HCS et fibre de verre
| Type de fibre |
Structure matérielle typique |
Taille de noyau représentative |
Caractéristique générale de l'ingénierie |
| FOP |
Noyau polymère + gaine polymère |
~980 µm |
Couplage optique très tolérant |
| HCS |
Noyau de silice + gaine en polymère dur |
~200 µm |
Couplage intermédiaire et perte optique |
| Fibre de verre multimode |
Noyau de silice + gaine de silice |
50 µm |
Perte inférieure, alignement plus serré |
| Fibre de verre monomode |
Noyau de silice + gaine de silice |
Mode optique beaucoup plus petit |
Perte la plus faible et portée la plus longue |
Ces valeurs sont représentatives plutôt qu’universelles. Différentes familles de fibres et constructions de câbles peuvent utiliser des dimensions différentes.
Comment le diamètre du noyau modifie les exigences de couplage et de source lumineuse
Le diamètre du noyau affecte plus que la taille physique des fibres. Cela influence également la facilité avec laquelle la lumière peut être projetée depuis l'émetteur vers la fibre et capturée au niveau du récepteur.
Pourquoi le POF de 1 mm est facile à coupler
Un POF d'environ 1 mm présente une très grande cible optique.
Cela offre une tolérance d'alignement substantielle entre l'émetteur, le connecteur et le cœur de la fibre. Les composants optiques industriels peuvent donc utiliser des interfaces mécaniques relativement simples tout en conservant un couplage optique fiable.
Le grand noyau est particulièrement utile lorsque l'équipement doit être assemblé rapidement, entretenu sur le terrain ou entretenu sans équipement de traitement des fibres de précision.
Pour une liaison de communication courte, un couplage simple et reproductible peut s'avérer plus important que la minimisation de chaque décibel d'atténuation.
Pourquoi le HCS 200 µm conserve un couplage plus facile
Le HCS réduit considérablement la taille du cœur par rapport au POF, mais un cœur de 200 µm reste beaucoup plus grand que le cœur de 50 µm trouvé dans la fibre de verre multimode courante.
Il conserve donc une tolérance de couplage utile tout en bénéficiant de la plus faible atténuation d'un noyau de silice.
Cela rend le HCS adapté à certaines liaisons industrielles qui ont dépassé les limites pratiques du budget optique ou atteint les limites du POF, mais qui ne nécessitent pas une architecture fibre de type télécommunications conventionnelle.
Pourquoi la fibre de verre 50/125 µm nécessite une plus grande précision
Lorsque le diamètre du noyau diminue jusqu'à 50 µm, l'alignement mécanique devient plus important.
Les ferrules des connecteurs, les faces d'extrémité des fibres et l'alignement de l'émetteur doivent contrôler le chemin optique avec plus de précision car la zone de réception est beaucoup plus petite.
La fibre de verre conventionnelle peut toujours offrir une excellente fiabilité dans les systèmes industriels, mais elle dépend généralement d'une connectique plus étroitement contrôlée qu'un système POF de 1 mm.
Diamètre du noyau, tolérance de couplage et longueur d'onde optique
650 nm contre 850 nm et au-delà
La sélection des fibres ne peut être séparée de la sélection des sources optiques.
Le PMMA industriel POF est fortement associé àlumière rouge visible autour de 650 nmet est généralement associé à des émetteurs LED industriels conçus pour cette gamme de longueurs d'onde.
HCS peut également être utilisé avec des systèmes optiques de 650 nm et est disponible dans des conceptions adaptées aux longueurs d'onde autour de650 nm et 850 nm.
La fibre de verre multimode conventionnelle fonctionne généralement autour850 nm et 1 300 nm, avec 850 nm largement utilisé pour la communication de données multimode à courte portée.
La fibre de verre monomode est généralement associée à des longueurs d'onde autour de1310 nm et 1550 nm, où une très faible atténuation prend en charge des liaisons beaucoup plus longues.
En pratique, le changement de fibre peut également nécessiter de vérifier la longueur d'onde de l'émetteur, la sensibilité du récepteur et l'interface optique complète.
Une fibre avec une atténuation plus faible n'est pas automatiquement compatible avec un émetteur-récepteur optique existant.
Quelle fibre prend en charge la plus longue distance de transmission ?
En général, la capacité de transmission progresse du POF au HCS jusqu'à la fibre de verre conventionnelle à mesure que l'atténuation optique diminue.
Cependant, le type de fibre ne définit pas à lui seul la distance maximale d’une liaison optique industrielle.
Pourquoi POF est principalement un média à courte portée
Le PMMA POF typique présente une atténuation optique relativement élevée.
Un POF industriel représentatif peut avoir une perte de l'ordre d'environ150-200 dB/km autour de 650 nm.
Exprimé sur une courte distance interne à la machine, ce niveau d’atténuation peut encore être tout à fait acceptable. Sur des centaines de mètres, la perte accumulée de fibres devient bien plus importante.
Le POF est donc principalement associé à une communication au niveau de l'équipement court plutôt qu'à des réseaux fédérateurs optiques longue distance.
Une atténuation élevée ne rend pas le POF techniquement inférieur dans chaque application.
Si le chemin requis n'est que de quelques mètres ou plusieurs dizaines de mètres, un couplage plus facile et une terminaison plus simple peuvent s'avérer plus utiles que l'atténuation plus faible de la fibre de silice conventionnelle.
Comment HCS étend sa portée au-delà du POF
Le remplacement du noyau polymère par de la silice réduit considérablement l'atténuation.
Les fibres HCS industrielles représentatives peuvent fonctionner dans leplage dB/km à un chiffre, en fonction de la longueur d'onde et de la construction de la fibre.
Cela offre une marge optique nettement plus importante que le POF PMMA classique et permet aux systèmes HCS de prendre en charge des liaisons plus longues.
Pour les applications industrielles, HCS est particulièrement utile lorsque le système nécessite une portée supplémentaire tout en bénéficiant d'une interface optique à cœur relativement volumineux.
Pourquoi la fibre de verre conventionnelle gagne en termes de portée optique
La fibre de verre multimode conventionnelle offre une atténuation encore plus faible.
La fibre multimode représentative de 50/125 µm peut fonctionner dans leplage dB/km faible à un chiffre, en fonction de la longueur d'onde et de la qualité de la fibre.
La fibre de silice monomode peut réduire l'atténuation ci-dessous1 dB/km, atteignant environ quelques dixièmes de décibels par kilomètre aux longueurs d'onde de fonctionnement monomode courantes.
Pour les communications longue distance, ces différences deviennent de plus en plus importantes.
Cependant, à l’intérieur d’une machine ou d’un système de contrôle doté d’un chemin optique court, la capacité de transmission à l’échelle kilométrique peut offrir peu d’avantages pratiques.
Pourquoi il n'y a pas de distance maximale universelle
Il est tentant d’attribuer une distance de transmission maximale à chaque type de fibre, mais cela peut être trompeur.
La distance de liaison pratique dépend de l'ensemblebilan de puissance optique, y compris:
-
puissance de sortie de l'émetteur ;
-
sensibilité du récepteur ;
-
atténuation des fibres ;
-
pertes de connecteurs ;
-
longueur d'onde de fonctionnement ;
-
température;
-
débit de données ;
-
marge optique requise.
Différentes familles d'émetteurs-récepteurs optiques peuvent donc produire des distances très différentes en utilisant le même type de fibre.
Un système POF peut prendre en charge seulement quelques dizaines de mètres dans une application tandis qu'un autre système fonctionne plus loin. Le HCS peut étendre considérablement cette distance, mais sa portée exacte est toujours déterminée par le système émetteur-récepteur complet.
La sélection des fibres doit donc commencer par les performances de liaison optique requises plutôt que par un nombre de distance universelle.
Comparaison de l'atténuation POF, HCS et fibre de verre
L'ampleur de l'atténuation optique contribue à expliquer pourquoi ces technologies de fibres ont tendance à occuper des domaines d'application différents.
Atténuation optique et portée de transmission
| Technologie fibre |
Noyau représentatif |
Région de longueur d'onde typique |
Échelle d'atténuation représentative |
| PMMA POF |
~980 µm |
~650 nm |
~150-200 dB/km |
| HCS 200 µm |
~200 µm |
650/850 nm |
dB/km à un chiffre |
| Verre multimode 50/125 µm |
50 µm |
850/1300 nm |
Faible dB/km à un chiffre |
| Verre monomode |
Petit mode optique |
1 310/1 550 nm |
Sous-1 dB/km |
Ces chiffres sont utiles pour comprendre l’ordre de grandeur relatif, et non pour préciser un lien industriel complet.
La perte du connecteur, les caractéristiques de l'émetteur-récepteur, la température de fonctionnement et le débit de données doivent toujours être pris en compte dans la conception réelle.
Comment la température modifie la sélection des fibres
La température est l’un des éléments les plus simplistes de la comparaison des POF, HCS et fibres de verre.
Il est incorrect de supposer que chaque système POF a une limite de température inférieure à celle de chaque système HCS, ou que la sélection d'un noyau en verre résout automatiquement une exigence de température élevée.
Pourquoi les limites de température POF dépendent du système polymère
Le POF contient des matériaux polymères à la fois dans la fibre optique et dans sa construction environnante.
La température peut affecter l'atténuation, les propriétés mécaniques et la fiabilité à long terme.
Les produits industriels POF sont disponibles dans différentes constructions, et certains sont conçus pour des températures de fonctionnement atteignant environ+85°C.
La question pertinente n’est donc pas simplement de savoir si POF peut tolérer la chaleur.
La vérification technique correcte consiste à savoir si leconstruction spécifique de fibres et de câbles POFest qualifié pour le profil de température requis.
La température de fonctionnement continu, la température d'exposition maximale et les conditions de service attendues doivent toutes rester dans les limites nominales du système.
Quand HCS peut étendre la fenêtre de température
HCS remplace le noyau optique polymère par de la silice, ce qui offre une flexibilité de conception supplémentaire.
Cependant, les revêtements, revêtements, tampons et gaines de câbles en polymère peuvent toujours imposer des limites de température.
Certains systèmes de câbles HCS industriels complets peuvent avoir des plages de fonctionnement autour de+80°C, tandis que les constructions spécialisées en fibres HCS peuvent s'étendre jusqu'à environ+125°C.
Un simple classement de température POF < HCS n’est donc pas fiable. La capacité de température réelle dépend de la construction spécifique de la fibre et du câble.
La capacité de température dépend du système de fibre complet
Quand la fibre de silice spécialisée devient nécessaire
Lorsque l’environnement dépasse largement la capacité de température des systèmes de câbles conventionnels à base de polymères, les fibres de silice spéciales deviennent de plus en plus importantes.
Les fibres de silice avec des revêtements spécialisés à haute température peuvent être conçues pour des environnements atteignant environ+300°Cdans certaines applications spécialisées.
À ces températures, la technologie de revêtement, la construction du tampon, les connecteurs et la protection mécanique environnante deviennent des éléments centraux de la conception du système de fibres.
Pourquoi les caractéristiques nominales des gaines de câbles et des connecteurs sont aussi importantes que le matériau des fibres
Le cœur optique n’est qu’une partie d’un assemblage de fibres industrielles fini.
Un système complet peut inclure :
La température utilisable du système est limitée par les composants concernés dans l'ensemble complet.
Lorsqu'une liaison POF approche sa limite de température qualifiée, le passage au HCS ou à un système à fibre de silice approprié peut offrir une fenêtre de conception plus large. L'ensemble du système de câbles et de connecteurs doit encore être vérifié.
Quelle fibre est la plus facile à terminer et à installer ?
La méthode d'installation affecte directement les besoins en main-d'œuvre, la fiabilité sur le terrain et la stratégie de maintenance.
POF : gestion simple des champs
Le POF à gros cœur est particulièrement bien adapté à une simple terminaison sur le terrain.
De nombreux systèmes de connecteurs POF industriels peuvent être assemblés à l'aide de procédures de coupe, de dénudage ou de sertissage relativement simples plutôt que d'un équipement d'épissage de fibres de précision.
Le grand noyau rend également la terminaison plus tolérante aux petites variations d'alignement.
Ceci est utile dans :
-
construction de machines;
-
assemblage d'armoire de commande ;
-
entretien des équipements;
-
remplacement sur le terrain ;
-
liaisons de communication industrielles courtes.
Lorsque les câbles endommagés doivent être remplacés rapidement, la simplicité d’installation peut devenir un avantage important au niveau du système.
HCS : le sertissage et le clivage comme terrain d'entente
Certains systèmes HCS prennent en chargesertir et cliverterminaison.
Les conceptions compatibles peuvent éviter les étapes d'époxy et de polissage et permettre une terminaison sur site à l'aide d'outils manuels relativement simples.
Le HCS peut donc combiner un noyau optique en silice et une atténuation bien inférieure à celle du POF avec des méthodes d'installation conçues pour le service industriel sur le terrain.
Tous les produits HCS n'utilisent pas la même méthode de terminaison, le connecteur et le processus de terminaison doivent donc être vérifiés pour le système de fibre spécifique.
Fibre de verre : précision d'alignement et de terminaison supérieure
Les systèmes conventionnels à fibre de verre multimode et monomode utilisent des cœurs optiques beaucoup plus petits.
La qualité des connecteurs et l’alignement des fibres deviennent donc plus critiques.
Les assemblages en fibre de verre terminés en usine peuvent offrir d'excellentes performances et fiabilité, mais la connectique sur site nécessite normalement un meilleur contrôle du processus.
Dans les systèmes où le câble est installé une seule fois et rarement touché, cela peut présenter peu d'inconvénients.
Lorsque l’équipement est fréquemment entretenu ou modifié, la simplicité des terminaisons peut avoir beaucoup plus de poids.
Terminaison et installation sur site : POF, HCS et fibre de verre
Fiabilité mécanique dans les environnements industriels
La fiabilité mécanique ne doit pas être réduite à une simple comparaison entre le plastique et le verre.
La construction finie du câble compte autant que le matériau optique lui-même.
POF bénéficie de sa grande construction en polymère et de ses caractéristiques de manipulation généralement indulgentes.
Les fibres industrielles HCS peuvent être conçues pour résister aux vibrations, à l’abrasion, aux flexions répétées, aux charges de traction et à l’exposition aux produits chimiques.
La fibre de verre conventionnelle peut également être très fiable lorsqu'elle est protégée par des tampons, des éléments de renforcement et des gaines appropriés.
Une comparaison mécanique pratique devrait séparer quatre questions :
-
Comment se comporte la fibre nue ?
-
Quel revêtement ou tampon le protège ?
-
Comment la fibre est-elle incorporée dans le câble fini ?
-
Quelle est la robustesse du connecteur ou de la terminaison ?
Un câble industriel en fibre de verre correctement conçu peut être plus adapté à un environnement exigeant qu'un câble POF insuffisamment protégé.
Le matériau fibreux à lui seul ne détermine pas la fiabilité mécanique.
POF vs HCS vs coût de la fibre de verre : comparez l'ensemble du lien, pas seulement le câble
Le prix de la fibre ne représente qu’une partie du coût du système.
Une comparaison significative devrait également inclure :
-
émetteur et récepteur optiques;
-
connecteurs;
-
outils de résiliation ;
-
exigences en matière de compétences des techniciens ;
-
temps d'installation ;
-
méthode de réparation sur le terrain ;
-
exigences d'entretien ;
-
marge optique ;
-
protection de l’environnement requise.
Pour une liaison industrielle courte, le POF peut être économiquement intéressant car des composants optiques simples et une terminaison simple peuvent réduire la complexité du système installé.
Le HCS peut avoir un coût de composant plus élevé, mais offre la marge optique supplémentaire requise pour les liaisons plus longues sans passer directement à une architecture en fibre de verre à cœur plus petit.
La fibre de verre conventionnelle nécessite généralement un contrôle plus strict des connecteurs, mais sa faible atténuation et son vaste écosystème optique deviennent de plus en plus précieux à mesure que les exigences en matière de distance et de bande passante augmentent.
Pour cette raison, la fibre la moins chère ne produit pas nécessairement le coût de liaison installé le plus bas, tandis que la fibre offrant les meilleures performances optiques peut offrir des capacités dont une liaison industrielle courte n'a pas besoin.
Pourquoi les équipements industriels utilisent toujours POF pour les communications à courte distance
La fibre de verre conventionnelle offre une atténuation bien inférieure à celle du POF, mais de nombreuses liaisons optiques industrielles ne sont pas conçues autour d'une distance de transmission maximale.
À l’intérieur des machines, convertisseurs, systèmes d’asservissement, entraînements et autres équipements industriels, le chemin optique peut être relativement court.
Dans ces conditions, les ingénieurs peuvent accorder une plus grande valeur à :
Sur une liaison très courte, la différence entre une fibre à fortes pertes et une fibre à faibles pertes peut avoir beaucoup moins d'importance pratique que sur des centaines de mètres ou de kilomètres.
POF reste utile car il résout un problème d'optimisation différent.
Il n’est pas nécessaire qu’il rivalise avec la fibre de verre monomode sur la distance de transmission maximale. Son intérêt réside dans la fourniture d'une liaison optique simple et pratique où la distance requise reste dans le budget optique du système.
Quand le HCS est-il le meilleur compromis ?
Le HCS devient particulièrement utile lorsqu'un système basé sur POF commence à rencontrer des limitations optiques, mais que l'application bénéficie toujours d'une fibre industrielle à cœur relativement gros.
Une transition typique peut être comprise comme :
POF fournit une connexion et une installation simples
↓
La distance requise ou la marge optique augmente
↓
L'atténuation du POF devient restrictive
↓
HCS introduit un noyau de silice à faibles pertes tout en conservant un diamètre de noyau relativement grand
HCS peut donc convenir lorsqu’une application nécessite une combinaison de :
-
distance de transmission plus grande que le POF typique ;
-
atténuation optique nettement inférieure ;
-
compatibilité avec les systèmes optiques industriels 650 nm ;
-
tolérance de couplage supérieure à celle de la fibre de verre conventionnelle de 50/125 µm ;
-
terminaison pratique sur le terrain ;
-
capacité environnementale supplémentaire ;
-
plus de marge optique sans passer immédiatement à une architecture fibre de type télécommunications.
Le HCS n’est pas universellement meilleur que le POF ou la fibre de verre conventionnelle.
Pour un lien très court où la simplicité domine, POF peut rester le choix le plus approprié.
Pour les communications longue distance, la bande passante élevée ou la compatibilité avec les réseaux optiques standard, la fibre de verre conventionnelle peut être plus adaptée.
Le HCS devient plus précieux lorsque les exigences de candidature se situent entre ces deux régions.
Comment choisir entre POF, HCS et fibre de verre
La méthode de sélection la plus fiable consiste à évaluer l’application complète plutôt que de choisir uniquement en fonction du matériau fibreux.
Cadre de sélection des fibres industrielles : POF, HCS ou fibre de verre
1. Définir la distance de liaison requise
Commencez par la distance de communication physique et la marge optique requise.
Les liens courts vers les équipements internes sont souvent compatibles avec POF.
À mesure que la distance augmente, le HCS devient plus attractif en raison de son atténuation beaucoup plus faible.
Pour des liaisons encore plus longues, la fibre de verre multimode ou monomode conventionnelle offre généralement les performances optiques les plus élevées.
2. Définir la plage de température
Vérifier:
-
température minimale de fonctionnement ;
-
température maximale continue ;
-
température maximale temporaire ;
-
conditions de service attendues.
Ne présumez pas que le matériau du noyau de fibre détermine à lui seul le résultat.
La fibre, le tampon, le câble et le système de connecteurs doivent tous rester adaptés à la plage de température requise.
3. Vérifiez la source optique existante
Si une conception industrielle existante utilise déjà un émetteur et un récepteur de 650 nm, POF et HCS compatibles peuvent s'intégrer naturellement.
Le passage à une architecture différente en fibre de verre peut nécessiter des modifications ailleurs dans l'interface optique.
La fibre et la source optique doivent donc être évaluées ensemble.
4. Déterminez le débit de données requis et le budget optique
Des débits de données plus élevés peuvent réduire la distance de transmission pratique, même lorsque la fibre elle-même est capable d'une portée plus longue.
Évaluez le budget optique réel plutôt que de sélectionner la fibre uniquement en fonction de l'atténuation nominale.
5. Décidez comment le câble doit être installé et entretenu
Considérer:
-
si la fibre sera terminée en usine ;
-
si une terminaison sur le terrain est requise ;
-
à quelle fréquence l'équipement sera entretenu ;
-
si des outils à fibres de précision sont disponibles ;
-
avec quelle facilité un câble endommagé doit être remplacé.
Dans certains systèmes industriels, la simplicité de la maintenance est l'une des principales raisons d'utiliser POF ou un système HCS approprié.
6. Évaluer l'environnement mécanique et chimique
Tenez compte des vibrations, de la flexion, de l’abrasion, des charges de traction, de l’exposition aux produits chimiques et des flexions répétées.
Évaluez la construction du câble fini plutôt que uniquement le matériau en fibre nue.
7. Comparez le coût total installé
Enfin, comparez la liaison optique complète.
| État technique |
Tendance POF |
Tendance HCS |
Tendance verre conventionnel |
| Lien équipement très court |
Fort |
Possible |
Souvent inutile |
| Terminaison simple sur le terrain |
Fort |
Fort avec des systèmes adaptés |
Plus exigeant |
| Optique industrielle 650 nm existante |
Fort |
Fort |
Dépend du système |
| Distance de transmission moyenne |
Limité |
Fort |
Fort |
| Longue distance de transmission |
Faible |
Conditionnel |
Fort |
| Exigence de haute température |
Dépend du produit |
En fonction du produit, avec des options de température plus élevée |
Options de spécialités les plus larges |
| Atténuation optique la plus faible |
Faible |
Moyen |
Fort |
| Tolérance d'accouplement maximale |
Fort |
Moyen |
Inférieur |
| Simplicité de la maintenance sur le terrain |
Fort |
Fort avec des systèmes adaptés |
Plus dépendant du processus |
| Réseau optique standard à large bande passante |
Limité |
Limité ou conditionnel |
Fort |
Ce tableau décrit les tendances générales de sélection plutôt que les classements universels.
Le choix final dépend de la manière dont ces exigences interagissent dans le système réel.
Conclusion
POF, HCS et fibre de verre conventionnelle résolvent différents problèmes de communication industrielle.
FOPest particulièrement efficace là où la liaison est courte et la conception bénéficie d'une grande tolérance de couplage, de connecteurs simples, d'une installation simple et d'une maintenance pratique.
HCScombine un noyau en silice avec un revêtement en polymère dur, ce qui lui confère une atténuation nettement inférieure à celle du PMMA POF tout en conservant un noyau relativement grand. Il peut être utile lorsqu'un système industriel a besoin d'une plus grande portée ou d'une plus grande marge optique sans renoncer à tous les avantages d'installation associés à la fibre à gros cœur.
Fibre de verre conventionnelleoffre l'atténuation la plus faible, la capacité longue distance la plus forte et une large compatibilité avec les architectures optiques standard à large bande passante, mais nécessite généralement un alignement optique plus serré et une connectique plus contrôlée.
Il n’y a pas un seul gagnant.
Un processus pratique de sélection industrielle des fibres doit prendre en compte :
Distance + Température + Source lumineuse + Méthode de connexion + Environnement + Coût total du système
Lorsque ces variables sont considérées ensemble, le type de fibre le plus approprié devient beaucoup plus facile à identifier.
Foire aux questions
Le HCS est-il un type de fibre de verre ?
Le HCS contient un noyau en verre de silice, son noyau optique est donc en verre. Cependant, contrairement aux fibres de communication conventionnelles entièrement en silice, la HCS utilise un revêtement en polymère dur autour du cœur en silice. Cette construction hybride lui confère une perte optique inférieure à celle du PMMA POF typique tout en conservant un noyau plus grand que la fibre de verre multimode conventionnelle.
Jusqu’où les POF, HCS et la fibre de verre peuvent-ils transmettre dans les systèmes industriels ?
Il n’existe pas de distance maximale universelle pour aucun des trois. Le POF est généralement utilisé pour les liaisons plus courtes en raison de son atténuation plus élevée, le HCS peut étendre considérablement la portée pratique et la fibre de verre conventionnelle prend en charge des distances beaucoup plus longues. La distance réelle dépend de la puissance de l'émetteur, de la sensibilité du récepteur, de la longueur d'onde, de la perte du connecteur, du débit de données, de la température et de la marge optique requise.
Le POF peut-il être utilisé dans des équipements industriels à haute température ?
Oui, à condition que le système de fibre et de câble POF spécifique soit qualifié pour la température requise. Certaines constructions industrielles POF sont évaluées à environ +85°C. Les applications en dehors de la plage qualifiée peuvent nécessiter une construction POF différente, un HCS ou un système spécial de fibres de silice approprié.
Pourquoi utiliser le POF si la fibre de verre a une atténuation beaucoup plus faible ?
Une faible atténuation n’est pas le seul objectif de conception dans une liaison industrielle courte. POF offre un très grand noyau, une tolérance de couplage généreuse, une connectique simple et une maintenance aisée sur le terrain. Lorsque la distance de transmission est courte, ces avantages peuvent s’avérer plus précieux que l’atténuation beaucoup plus faible de la fibre de verre conventionnelle.
Quand faut-il choisir le HCS au lieu du POF ?
Le HCS devient attractif lorsque le POF n'offre plus une distance de transmission ou une marge optique suffisante, mais l'application bénéficie toujours d'un noyau relativement important et d'une terminaison industrielle pratique. Il peut servir d'option intermédiaire entre le POF à gros cœur et la fibre de verre conventionnelle à petit cœur.
Quels facteurs les ingénieurs doivent-ils vérifier avant de sélectionner la fibre optique industrielle ?
Les ingénieurs doivent évaluer la distance de transmission requise, la plage de température, la longueur d'onde optique, la compatibilité de l'émetteur et du récepteur, le débit de données, le budget de puissance optique, la méthode de connexion, les exigences de maintenance sur le terrain, l'environnement mécanique et le coût total du système installé. Le matériau fibreux à lui seul ne devrait pas déterminer le choix.
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