ทําไมเส้นใยทางแสงพลาสติกอุตสาหกรรม มักจะใช้แกนขนาด 1 มม

ใยแก้วนำแสงพลาสติกสำหรับอุตสาหกรรมมักดูแปลกตาสำหรับวิศวกรที่คุ้นเคยกับใยแก้วนำแสงโทรคมนาคม ใยแก้วนำแสงพลาสติกสำหรับอุตสาหกรรมทั่วไปอาจใช้ใยแก้วนำแสงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 มม. ซึ่งใหญ่กว่าแกนกลางที่พบในใยแก้วนำแสงซิลิกาสำหรับการสื่อสารทั่วไปมาก

ความแตกต่างนั้นไม่ใช่แค่เรื่องของการนำแสงเข้าสู่ใยแก้วนำแสงได้มากขึ้นเท่านั้น

ช่องรับแสงขนาดใหญ่ของใยแก้วนำแสงพลาสติก 1 มม.เป็นส่วนหนึ่งของการเลือกทางวิศวกรรมที่กว้างขึ้น การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงในอุตสาหกรรมระยะสั้นมักให้ความสำคัญกับการจับคู่กับ LED ที่ง่าย ความคลาดเคลื่อนในการจัดตำแหน่งที่มาก การออกแบบขั้วต่อที่ใช้งานได้จริง การสิ้นสุดที่ง่าย และการติดตั้งที่เชื่อถือได้ ข้อดีเหล่านี้จะถูกชั่งน้ำหนักกับค่าลดทอนที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพแบนด์วิดท์-ระยะทางที่จำกัดกว่าใยแก้วนำแสงซิลิกาเกรดโทรคมนาคม

ดังนั้น รูปแบบประมาณ 1 มม. จึงควรเข้าใจว่าเป็นการประนีประนอมระดับระบบวิศวกรรมไม่ใช่ความพยายามที่จะเพิ่มพารามิเตอร์ทางแสงเพียงอย่างเดียว

ดังนั้น คำว่า "ใยแก้วนำแสงพลาสติก 1 มม." จึงมักใช้เป็นคำอธิบายเชิงปฏิบัติเกี่ยวกับขนาดของใยแก้วนำแสงมากกว่าการระบุว่าแกนกลางทางแสงทุกอันมีขนาดเท่ากับ 1.000 มม. พอดี

ใยแก้วนำแสงพลาสติกยังมีโครงสร้างทางแสงที่แตกต่างกันIEC 60793-2-40จำแนกใยแก้วนำแสงมัลติโหมดแบบแกนพลาสติกและแคลดดิ้งพลาสติกภายใต้หมวดหมู่ A4

สำหรับการเชื่อมต่ออุตสาหกรรมระยะสั้นทั่วไป ลักษณะที่เกี่ยวข้องมากที่สุดคือการรวมกันของแกนกลางทางแสงขนาดใหญ่ การแพร่กระจายแบบมัลติโหมด และสถาปัตยกรรมระบบที่ออกแบบมาเพื่อการจับคู่และการเชื่อมต่อที่ใช้งานได้จริงมากกว่าการส่งสัญญาณระยะไกล

ความแตกต่างของมิติระหว่างใยแก้วนำแสงพลาสติกสำหรับอุตสาหกรรมและใยแก้วนำแสงซิลิกาสำหรับการสื่อสารทั่วไปนั้นมีนัยสำคัญ

ใยแก้วนำแสงมัลติโหมดทั่วไปอาจใช้แกนกลางขนาด 50 ไมโครเมตร ในขณะที่แกนกลางทางแสงของใยแก้วนำแสงโหมดเดี่ยวทั่วไปมีขนาดเล็กกว่ามาก เมื่อเทียบกันแล้ว ใยแก้วนำแสงพลาสติกคลาส 1 มม. มีเป้าหมายทางแสงที่ใหญ่กว่าอย่างมาก

                                                         ขนาดแกนกลางใยแก้วนำแสงพลาสติก 1 มม. เทียบกับใยแก้วนำแสงซิลิกา

นี่ไม่ได้หมายความว่าใยแก้วนำแสงพลาสติกแกนใหญ่จะดีกว่าใยแก้วนำแสงซิลิกาโดยเนื้อแท้ เทคโนโลยีทั้งสองได้รับการปรับให้เหมาะสมกับลำดับความสำคัญทางวิศวกรรมที่แตกต่างกัน

การออกแบบใยแก้วนำแสงที่แตกต่างกันช่วยแก้ปัญหาที่แตกต่างกัน

ระบบใยแก้วนำแสงโทรคมนาคมและศูนย์ข้อมูลมักให้ความสำคัญกับการลดทอนต่ำ แบนด์วิดท์สูง ระยะทางการส่งสัญญาณยาว และประสิทธิภาพทางแสงที่ควบคุมอย่างเข้มงวด

ใยแก้วนำแสงพลาสติกสำหรับอุตสาหกรรมมักจะแก้ปัญหาที่แตกต่างกัน: วิธีสร้างการเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงที่ใช้งานได้จริงในระยะทางค่อนข้างสั้นโดยไม่ต้องใช้การจัดตำแหน่งทางแสงที่แม่นยำเป็นพิเศษ

ภายในอุปกรณ์ควบคุมอุตสาหกรรม ไดรฟ์ ระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลัง เครื่องจักร หรือตู้ควบคุม การเชื่อมต่อที่ต้องการอาจครอบคลุมเพียงไม่กี่เมตรหรือหลายสิบเมตร ในสภาพแวดล้อมดังกล่าว ความง่ายในการเชื่อมต่อ ความคลาดเคลื่อนในการติดตั้ง ความสามารถในการให้บริการ และความเรียบง่ายทางกลอาจมีค่ามากกว่าระยะทางระดับกิโลเมตร

ดังนั้น แกนกลางใยแก้วนำแสงที่ใหญ่ขึ้นจึงเปลี่ยนสมดุลทางวิศวกรรมของระบบส่งสัญญาณ-ใยแก้วนำแสง-ขั้วต่อ-ตัวรับทั้งหมด

ดังนั้น ความแตกต่างที่สำคัญจึงไม่ใช่ขนาดแกนกลางเพียงอย่างเดียว แต่เป็นสิ่งที่ขนาดแกนกลางนั้นช่วยให้ระบบแสงและกลไกโดยรอบสามารถทำอะไรได้

การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงพลาสติกสำหรับอุตสาหกรรมมักใช้ LED ที่มองเห็นได้เป็นตัวส่งสัญญาณแสง

LED ไม่ได้ปล่อยแสงเป็นลำแสงที่แคบและขนานกันอย่างสมบูรณ์ เอาต์พุตแสงของมันครอบคลุมพื้นที่ปล่อยแสงที่มีขอบเขตและกระจายออกไปตามมุมต่างๆ

การจับคู่แสงนั้นเข้าสู่แกนใยแก้วนำแสงขนาดเล็กมากต้องใช้การวางตำแหน่งและการควบคุมทางแสงที่แม่นยำยิ่งขึ้น ใยแก้วนำแสงพลาสติก 1 มม. ให้ช่องรับแสงที่ใหญ่กว่ามาก

                                   เหตุใดแกนใยแก้วนำแสงพลาสติกขนาดใหญ่จึงจับคู่กับ LED ได้ง่ายขึ้น

เป้าหมายทางแสงที่ใหญ่ขึ้นช่วยลดความแม่นยำในการปล่อยแสง

หลักการทางเรขาคณิตพื้นฐานนั้นตรงไปตรงมา

หากองค์ประกอบที่ปล่อยแสง ขั้วต่อ และใยแก้วนำแสงมีการจัดตำแหน่งผิดพลาดเล็กน้อย แกนใยแก้วนำแสงขนาดใหญ่ยังคงสามารถทับซ้อนกับส่วนสำคัญของแสงที่ปล่อยออกมาได้ การเคลื่อนที่ทางกายภาพเดียวกันนั้นจะแสดงถึงข้อผิดพลาดที่ใหญ่กว่ามากเมื่อเทียบกับแกนกลางทางแสงขนาดเล็ก

สิ่งนี้ทำให้ส่วนต่อประสานทางแสงมีความคลาดเคลื่อนมากขึ้นสำหรับการเปลี่ยนแปลงในการผลิตและการประกอบทั่วไป

ผลลัพธ์ไม่ใช่การป้องกันการจัดตำแหน่งผิดพลาดอย่างสมบูรณ์ ข้อผิดพลาดด้านข้างหรือมุมที่รุนแรงยังคงสามารถทำให้เกิดการสูญเสียแสงอย่างมีนัยสำคัญ

ข้อได้เปรียบคือหน้าต่างการวางตำแหน่งที่ยอมรับได้จะกว้างขึ้น

ขนาดแกนกลางเป็นเพียงส่วนหนึ่งของภาพการจับคู่

ขนาดแกนกลางเพียงอย่างเดียวไม่ได้กำหนดว่าแสงจะเข้าสู่ใยแก้วนำแสงได้ง่ายเพียงใด

ค่ารูรับแสงเชิงตัวเลขหรือ NA ก็มีความสำคัญเช่นกัน เนื่องจากเกี่ยวข้องกับช่วงของมุมอินพุตที่ใยแก้วนำแสงสามารถยอมรับและนำทางได้

แกนกลางขนาดใหญ่ให้ความคลาดเคลื่อนของตำแหน่งที่มากขึ้น ในขณะที่ช่วงการยอมรับที่ค่อนข้างใหญ่ให้ความคลาดเคลื่อนของมุมที่มากขึ้น

การรวมกันนี้ช่วยอธิบายว่าทำไมใยแก้วนำแสงพลาสติกสำหรับอุตสาหกรรมทั่วไปจึงทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพกับตัวส่งสัญญาณที่ใช้ LED

ดังนั้น ความสัมพันธ์ทางวิศวกรรมจึงแสดงออกได้ดีกว่าดังนี้:

ช่องรับแสงขนาดใหญ่ + ค่ารูรับแสงเชิงตัวเลขที่เหมาะสม + การออกแบบลิงก์ LED ระยะสั้น = ส่วนต่อประสานทางแสงที่ให้อภัยมากขึ้น

นี่แม่นยำกว่าการกล่าวเพียงว่าแกนกลางขนาดใหญ่ "รวบรวมแสงได้มากขึ้น"

เมื่อสัญญาณแสงผ่านขั้วต่อหรือส่วนต่อประสานที่ถอดออกได้ การวางตำแหน่งทางกลจะกลายเป็นส่วนหนึ่งของงบประมาณกำลังแสง

ในการเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงต่อใยแก้วนำแสง การสูญเสียแสงอาจเพิ่มขึ้นเมื่อปลายใยแก้วนำแสงทั้งสองมีการเลื่อนตำแหน่งด้านข้าง การจัดตำแหน่งมุมผิด การเตรียมที่ไม่ดี หรือมีช่องว่างที่ไม่เหมาะสม

ใยแก้วนำแสงพลาสติกแกนใหญ่ไม่ได้กำจัดผลกระทบเหล่านี้ แต่ให้ระยะขอบทางเรขาคณิตมากขึ้น

การเลื่อนตำแหน่งด้านข้างเล็กน้อยมีความสำคัญน้อยลง

พิจารณาสองปลายใยแก้วนำแสงที่เลื่อนไปด้านข้างเล็กน้อยเมื่อเทียบกัน

ด้วยแกนกลางทางแสงที่เล็กมาก แม้การเคลื่อนที่ทางกายภาพเพียงเล็กน้อยก็อาจคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ที่สำคัญของเส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลางทั้งหมด ดังนั้นการทับซ้อนระหว่างบริเวณส่งและรับจึงลดลงอย่างรวดเร็ว

การเคลื่อนที่เดียวกันนั้นคิดเป็นสัดส่วนที่เล็กกว่ามากของแกนกลางทางแสง 1 มม.

                                                   ความคลาดเคลื่อนในการจัดตำแหน่งแกนกลางขนาดใหญ่เทียบกับแกนกลางขนาดเล็ก

สิ่งนี้สร้างความคลาดเคลื่อนมากขึ้นสำหรับ:

• การเปลี่ยนแปลงในการผลิตปกติ,

• การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งขั้วต่อ,

• การเสียบและถอดซ้ำ,

• การสึกหรอทางกลเล็กน้อย,

• ข้อผิดพลาดในการประกอบเล็กน้อย,

• การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งเล็กน้อยระหว่างการทำงานของอุปกรณ์

สิ่งนี้มีประโยชน์อย่างยิ่งในอุปกรณ์อุตสาหกรรม ซึ่งส่วนประกอบทางแสงต้องทำงานเป็นส่วนหนึ่งของระบบกลไกและระบบไฟฟ้าที่ใหญ่ขึ้น แทนที่จะอยู่ภายใต้สภาวะการวางตำแหน่งในห้องปฏิบัติการ

ใยแก้วนำแสงพลาสติกแกนใหญ่ยังคงไม่ควรถูกอธิบายว่าไม่ได้รับผลกระทบจากปัญหาการจัดตำแหน่ง การออกแบบขั้วต่อที่ไม่ดี พื้นผิวปลายที่เสียหาย การปนเปื้อน หรือการเคลื่อนที่มากเกินไป ยังคงสามารถลดระยะขอบทางแสงที่มีอยู่ได้

ข้อได้เปรียบด้านมิติเดียวกันนี้ก็ส่งผลต่อการสิ้นสุดใยแก้วนำแสงเช่นกัน

การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงซิลิกาแกนเล็กโดยทั่วไปต้องการการควบคุมการจัดตำแหน่งใยแก้วนำแสงและการเตรียมพื้นผิวปลายที่แม่นยำยิ่งขึ้น

ใยแก้วนำแสงพลาสติกแกนใหญ่สามารถรองรับสถาปัตยกรรมขั้วต่อและการสิ้นสุดที่ง่ายขึ้นในระบบที่เหมาะสม

                                               การสิ้นสุดใยแก้วนำแสงพลาสติกอุตสาหกรรมที่ง่ายขึ้น

ระบบขั้วต่อใยแก้วนำแสงพลาสติกบางระบบอนุญาตให้ตัดใยแก้วนำแสง เสียบเข้ากับขั้วต่อ ยึดด้วยกลไก และเตรียมด้วยขั้นตอนที่ค่อนข้างง่าย ระบบอื่นๆ อาจยังคงต้องการการขัดเงาหรือเครื่องมือสิ้นสุดเฉพาะ

ดังนั้น ประเด็นสำคัญจึงไม่ใช่ว่าใยแก้วนำแสงพลาสติกไม่ต้องการความแม่นยำเลย

ข้อได้เปรียบทางวิศวกรรมคือพื้นที่ทางแสงขนาดใหญ่ช่วยให้นักออกแบบขั้วต่อทำงานกับเป้าหมายการจัดตำแหน่งที่ใหญ่ขึ้นมาก ลดระดับความแม่นยำทางแสงที่ต้องการโดยวิธีการสิ้นสุดบางวิธี

ประสิทธิภาพทางแสงเป็นเพียงส่วนหนึ่งของระบบการสื่อสารอุตสาหกรรม

การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงจะต้องถูกประกอบ ติดตั้ง ตรวจสอบ เปลี่ยน และบำรุงรักษาด้วย

ส่วนต่อประสานทางแสงที่ให้อภัยมากขึ้นสามารถทำให้งานที่ใช้งานได้จริงเหล่านี้ง่ายขึ้น

การประกอบและบริการภาคสนามที่ง่ายขึ้น

ในระบบอุตสาหกรรมหลายระบบ การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงจะถูกติดตั้งหรือให้บริการเป็นส่วนหนึ่งของการบำรุงรักษาอุปกรณ์ตามปกติ แทนที่จะเป็นส่วนหนึ่งของการติดตั้งใยแก้วนำแสงโทรคมนาคมโดยเฉพาะ

ส่วนต่อประสานทางแสงที่ใหญ่ขึ้นสามารถลดการพึ่งพาการจัดตำแหน่งที่แม่นยำเป็นพิเศษระหว่างการประกอบและการเชื่อมต่อตามปกติ

สิ่งนี้มีประโยชน์ในการใช้งานเช่น:

• อุปกรณ์ควบคุมอุตสาหกรรม,

• เซอร์โวไดรฟ์,

• ไดรฟ์ความถี่แปรผัน,

• ชุดอิเล็กทรอนิกส์กำลัง,

• ตู้ควบคุม,

• การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงระหว่างอุปกรณ์ระยะสั้น,

• เส้นทางสัญญาณแยกทางไฟฟ้า

แกนกลาง 1 มม. ไม่ได้ทำให้การติดตั้งใยแก้วนำแสงพลาสติกทุกครั้งง่ายขึ้นโดยอัตโนมัติ การออกแบบขั้วต่อ โครงสร้างสายเคเบิล สภาพพื้นผิวปลาย วิธีการยึด และขั้นตอนการติดตั้ง ยังคงส่งผลต่อผลลัพธ์สุดท้าย

สิ่งที่แกนกลางขนาดใหญ่ให้คือระยะขอบในการจัดตำแหน่งที่มากขึ้นสำหรับนักออกแบบระบบและผู้ติดตั้งโปรไฟล์ดัชนีหักเห,

อุปกรณ์อุตสาหกรรมอาจประสบกับการสั่นสะเทือน การขยายตัวทางความร้อน การเคลื่อนที่ของขั้วต่อ หรือการเปลี่ยนแปลงทางกลเล็กน้อยอื่นๆ

การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงพลาสติกแกนใหญ่ไม่ควรถูกอธิบายว่า "ทนทานต่อการสั่นสะเทือน" ความน่าเชื่อถือทางกลยังคงขึ้นอยู่กับการยึดขั้วต่อ การเดินสายเคเบิล การลดแรงดึง และการออกแบบอุปกรณ์โดยรวม

อย่างไรก็ตาม หากการเคลื่อนที่เล็กน้อยทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในการจัดตำแหน่งทางแสง เป้าหมายทางแสงที่ใหญ่ขึ้นจะให้ระยะขอบทางเรขาคณิตมากขึ้นก่อนที่การเคลื่อนที่นั้นจะทำให้เกิดการสูญเสียการจับคู่ที่สำคัญ

ดังนั้น ข้อได้เปรียบคือ

ลดความไวต่อการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งเล็กน้อยไม่ใช่การป้องกันการรบกวนทางกลแกนกลาง 1 มม. ทำให้ใยแก้วนำแสงพลาสติกส่งสัญญาณได้ไกลขึ้นหรือไม่?

ความแตกต่างนี้มีความสำคัญเนื่องจากประสิทธิภาพการจับคู่และการเข้าถึงการส่งสัญญาณไม่เหมือนกัน

การเชื่อมต่อที่มีประสิทธิภาพอาจเริ่มต้นด้วยสัญญาณแสงที่แรงขึ้น แต่สัญญาณยังคงสูญเสียพลังงานขณะที่เดินทางผ่านใยแก้วนำแสง

ใยแก้วนำแสงพลาสติก PMMA ทั่วไปมีการลดทอนสูงกว่าใยแก้วนำแสงซิลิกาโทรคมนาคมอย่างมาก

เป็นผลให้การเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงพลาสติก 1 มม. สำหรับอุตสาหกรรมมักถูกออกแบบมาสำหรับระยะทางการส่งสัญญาณสั้นๆ แทนที่จะเป็นการสื่อสารระดับกิโลเมตร

แกนกลางขนาดใหญ่ช่วยแก้ปัญหาการจับคู่ที่ส่วนต่อประสาน มันไม่ได้กำจัดความสูญเสียการแพร่กระจายภายในใยแก้วนำแสง

อะไรเป็นตัวกำหนดระยะทางการส่งสัญญาณของใยแก้วนำแสงพลาสติก?

ระยะทางที่ใช้งานได้ของการเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงพลาสติกขึ้นอยู่กับงบประมาณกำลังแสงและคุณภาพสัญญาณที่สมบูรณ์ รวมถึง:

เอาต์พุตแสงของตัวส่งสัญญาณ,

ประสิทธิภาพการจับคู่,

การลดทอนใยแก้วนำแสง,

การสูญเสียขั้วต่อและส่วนต่อประสาน,

• ความไวของตัวรับ,

• ค่ารูรับแสงเชิงตัวเลขและสภาวะการปล่อยแสง,

• อัตราข้อมูล,

• การกระจายตัวของโหมด,

• ระยะขอบการทำงานที่ต้องการ

• แกนกลาง 1 มม. สามารถปรับปรุงปัจจัยบางอย่างเหล่านี้ได้ โดยเฉพาะความคลาดเคลื่อนในการจับคู่

• มันไม่ได้ปรับปรุงทั้งหมด

• ดังนั้น:

• แกนกลางใหญ่ขึ้น → จับคู่ได้ง่ายขึ้น

ไม่ได้หมายความว่า:

แกนกลางใหญ่ขึ้น → ระยะทางการส่งสัญญาณยาวขึ้น

เหตุใดแกนกลางขนาดใหญ่จึงไม่หมายถึงระยะทางที่ยาวขึ้น

การแลกเปลี่ยนประสิทธิภาพของใยแก้วนำแสงพลาสติกแกนใหญ่คืออะไร?

ลักษณะเดียวกันที่ทำให้ใยแก้วนำแสงพลาสติก 1 มม. ใช้งานได้จริงสำหรับการติดตั้งในอุตสาหกรรมก็ช่วยอธิบายได้ว่าทำไมจึงไม่ใช้แทนที่ใยแก้วนำแสงซิลิกาสำหรับการสื่อสารระยะไกลโดยตรง

การออกแบบทางวิศวกรรมมักเกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนการกระจายตัวของโหมดและแบนด์วิดท์

แสงสามารถแพร่กระจายผ่านใยแก้วนำแสงไปตามเส้นทางแสงที่แตกต่างกันมากมาย บางโหมดเดินทางค่อนข้างตรง ในขณะที่โหมดอื่นๆ เดินทางตามเส้นทางที่ยาวกว่าผ่านใยแก้วนำแสง

เนื่องจากเส้นทางเหล่านี้แตกต่างกัน ส่วนต่างๆ ของพัลส์แสงอาจมาถึงตัวรับในเวลาที่ต่างกันเล็กน้อย

ผลกระทบนี้เรียกว่า

การกระจายตัวของโหมด

เมื่อพัลส์กระจายออกไปตามเวลา จะทำให้ตัวรับแยกแยะสัญลักษณ์ข้อมูลที่อยู่ติดกันได้ยากขึ้นที่อัตราข้อมูลที่สูงขึ้นหรือระยะทางที่ยาวขึ้น

สิ่งนี้สร้างข้อจำกัดด้านแบนด์วิดท์-ระยะทาง

อย่างไรก็ตาม จะไม่ถูกต้องที่จะกล่าวว่าแกนกลางขนาดใหญ่เพียงอย่างเดียวทำให้แบนด์วิดท์ต่ำแบนด์วิดท์ขึ้นอยู่กับปัจจัยที่โต้ตอบกันหลายอย่าง รวมถึง:โปรไฟล์ดัชนีหักเห,

ค่ารูรับแสงเชิงตัวเลข,

รูปทรงแกนกลาง,

การกระจายตัวของโหมด,

สภาวะการปล่อยแสง,

• ลักษณะของตัวส่งสัญญาณ,

• การออกแบบตัวรับ

• ใยแก้วนำแสงพลาสติกแบบ step-index แกนใหญ่ที่มีจำนวนโหมดสูง ยอมรับข้อจำกัดด้านแบนด์วิดท์-ระยะทางบางประการ เพื่อแลกกับการจับคู่ทางแสงที่ง่ายขึ้นและความคลาดเคลื่อนในการจัดตำแหน่งที่มากขึ้น

• การลดทอนสูงกว่าใยแก้วนำแสงซิลิกา

• รูปทรงประมาณ 1 มม. ที่ใช้กันทั่วไปในใยแก้วนำแสงพลาสติกสำหรับอุตสาหกรรมนั้นสมเหตุสมผลเมื่อพิจารณาข้อกำหนดของระบบทั้งหมดร่วมกัน

• ใยแก้วนำแสงสื่อสารซิลิกาได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับการลดทอนที่ต่ำมากในระยะทางไกล

• ใยแก้วนำแสงพลาสติก PMMA ทั่วไปมีการลดทอนสูงกว่ามาก ซึ่งจำกัดระยะทางที่สัญญาณสามารถเดินทางได้ก่อนที่ระยะขอบกำลังแสงที่มีอยู่จะไม่เพียงพอ

สำหรับระบบการสื่อสารระยะไกล นี่จะเป็นข้อเสียเปรียบที่ร้ายแรง

สำหรับการเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงอุตสาหกรรมระยะสั้น การแลกเปลี่ยนอาจยอมรับได้หากระบบได้รับประโยชน์จากการจับคู่ที่ง่ายขึ้น โครงสร้างขั้วต่อที่ง่ายขึ้น ความคลาดเคลื่อนในการจัดตำแหน่งที่มากขึ้น และการติดตั้งที่สะดวกยิ่งขึ้น

นี่คือเหตุผลว่าทำไมใยแก้วนำแสงพลาสติกสำหรับอุตสาหกรรมจึงไม่ควรถูกตัดสินโดยใช้ลำดับความสำคัญเดียวกับใยแก้วนำแสงโทรคมนาคม

ขนาดแกนกลางเพียงอย่างเดียวไม่ได้กำหนดประสิทธิภาพของใยแก้วนำแสง

เส้นผ่านศูนย์กลางแกนกลางเป็นเพียงพารามิเตอร์หนึ่งในการเชื่อมต่อใยแก้วนำแสง

ใยแก้วนำแสงสองเส้นที่มีขนาดแกนกลางใกล้เคียงกันอาจมีพฤติกรรมแตกต่างกันหากมี:

ค่ารูรับแสงเชิงตัวเลข,

โปรไฟล์ดัชนีหักเห,

ลักษณะการลดทอน,

สภาวะการปล่อยแสง,

• ความยาวคลื่นที่ใช้งาน

• ในทำนองเดียวกัน การเปลี่ยนขนาดแกนกลางเพียงอย่างเดียวไม่ได้กำหนดแบนด์วิดท์ ระยะทาง หรือความน่าเชื่อถือสุดท้ายของระบบ

• ใยแก้วนำแสงจะต้องได้รับการประเมินร่วมกับตัวส่งสัญญาณ ขั้วต่อ ตัวรับ และเงื่อนไขการเชื่อมต่อที่ต้องการเสมอ

• เหตุใดใยแก้วนำแสงพลาสติก 1 มม. จึงเป็นการประนีประนอมทางวิศวกรรม ไม่ใช่ค่าสูงสุดทางแสง

• รูปทรงประมาณ 1 มม. ที่ใช้กันทั่วไปในใยแก้วนำแสงพลาสติกสำหรับอุตสาหกรรมนั้นสมเหตุสมผลเมื่อพิจารณาข้อกำหนดของระบบทั้งหมดร่วมกัน

• ช่องรับแสงขนาดใหญ่ทำให้การจับคู่กับ LED ง่ายขึ้น

ช่วยลดข้อกำหนดในการจัดตำแหน่ง

ทำให้ระบบขั้วต่อมีความคลาดเคลื่อนมากขึ้นสำหรับการเปลี่ยนแปลงทางกล

ลักษณะเหล่านี้มีค่าในการเชื่อมต่ออุตสาหกรรมระยะสั้น ซึ่งการติดตั้งที่ใช้งานได้จริง ความสามารถในการให้บริการ และการจับคู่ที่ทนทานมีความสำคัญ

ในขณะเดียวกัน ใยแก้วนำแสงพลาสติกแกนใหญ่ทั่วไปก็ยอมรับการแลกเปลี่ยนที่สำคัญ

การลดทอนสูงกว่าใยแก้วนำแสงซิลิกาโทรคมนาคม และการแพร่กระจายแบบมัลติโหมดอย่างมากจำกัดประสิทธิภาพแบนด์วิดท์-ระยะทางในระบบ step-index ทั่วไป

ดังนั้น แกนกลางที่ใหญ่ขึ้นจึงไม่ได้สร้างใยแก้วนำแสงที่ดีกว่า ใยแก้วนำแสงที่เร็วกว่า หรือใยแก้วนำแสงระยะไกลกว่าโดยอัตโนมัติ

แต่

ใยแก้วนำแสงพลาสติก 1 มม. แสดงถึงการประนีประนอมระดับระบบวิศวกรรม: ความคลาดเคลื่อนทางแสงและกลไกที่มากขึ้นที่จุดเชื่อมต่อ เพื่อแลกกับข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพที่ยอมรับได้ในการเชื่อมต่อระยะสั้นหลายประเภทในอุตสาหกรรม

การแลกเปลี่ยนนั้นคือเหตุผลที่แท้จริงที่รูปแบบแกนใหญ่ยังคงมีประโยชน์

คำถามที่พบบ่อย

เหตุใดใยแก้วนำแสงพลาสติกสำหรับอุตสาหกรรมจึงใช้แกนกลางขนาดใหญ่เช่นนี้?

ใยแก้วนำแสงพลาสติกสำหรับอุตสาหกรรมมักใช้รูปทรงทางแสงประมาณ 1 มม. เนื่องจากช่องรับแสงขนาดใหญ่ทำให้การจับคู่ทางแสงและการจัดตำแหน่งทางกลมีความคลาดเคลื่อนมากขึ้น สิ่งนี้รองรับตัวส่งสัญญาณ LED ที่ใช้งานได้จริง โครงสร้างขั้วต่อที่ง่ายขึ้น การสิ้นสุดที่ง่ายขึ้น และความคลาดเคลื่อนที่มากขึ้นสำหรับการเปลี่ยนแปลงในการประกอบทั่วไปเหตุใดใยแก้วนำแสงพลาสติก 1 มม. จึงจับคู่กับ LED ได้ง่ายกว่า?

LED ปล่อยแสงออกไปในพื้นที่และมุมที่จำกัด แกนใยแก้วนำแสงพลาสติกขนาดใหญ่ให้เป้าหมายทางแสงที่ใหญ่กว่ามาก ดังนั้นตัวส่งสัญญาณและใยแก้วนำแสงจึงไม่จำเป็นต้องจัดตำแหน่งด้วยความแม่นยำระดับไมโครมิเตอร์ ค่ารูรับแสงเชิงตัวเลขก็มีส่วนช่วยโดยการส่งผลต่อช่วงมุมการปล่อยแสงที่ใยแก้วนำแสงสามารถยอมรับได้

อาจเป็นไปได้ แกนกลางทางแสงขนาดใหญ่ช่วยให้ระบบขั้วต่อใยแก้วนำแสงพลาสติกบางระบบสามารถใช้วิธีการตัด การยึดด้วยกลไก และการเตรียมปลายที่ง่ายขึ้น กระบวนการสิ้นสุดที่แน่นอนยังคงขึ้นอยู่กับการออกแบบขั้วต่อ และบางระบบอาจต้องใช้เครื่องมือเฉพาะหรือการขัดเงา

แกนใยแก้วนำแสงพลาสติกที่ใหญ่ขึ้นเพิ่มระยะทางการส่งสัญญาณหรือไม่?

ไม่โดยอัตโนมัติ แกนกลางที่ใหญ่ขึ้นสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการจับคู่และระยะขอบในการจัดตำแหน่งได้ แต่ระยะทางการส่งสัญญาณยังขึ้นอยู่กับการลดทอนใยแก้วนำแสง การสูญเสียขั้วต่อ กำลังส่งของตัวส่งสัญญาณ ความไวของตัวรับ อัตราข้อมูล การกระจายตัวของโหมด และระยะขอบของระบบที่ต้องการ

อะไรจำกัดแบนด์วิดท์ของใยแก้วนำแสงพลาสติก 1 มม.?

ในใยแก้วนำแสงพลาสติกแบบ step-index 1 มม. ทั่วไป โหมดแสงจำนวนมากแพร่กระจายไปตามเส้นทางที่แตกต่างกันและอาจมาถึงในเวลาที่ต่างกัน การกระจายตัวของโหมดนี้ทำให้พัลส์แสงกระจายออกและจำกัดประสิทธิภาพแบนด์วิดท์-ระยะทาง ค่ารูรับแสงเชิงตัวเลข โปรไฟล์ดัชนีหักเห สภาวะการปล่อยแสง และการออกแบบตัวรับส่งสัญญาณก็มีอิทธิพลต่อผลลัพธ์เช่นกัน

แกนกลาง 1 มม. เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดเสมอสำหรับการเชื่อมต่อใยแก้วนำแสงในอุตสาหกรรมหรือไม่?

ไม่ ใยแก้วนำแสงที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับระยะทางการส่งสัญญาณ แบนด์วิดท์ งบประมาณกำลังแสง การออกแบบขั้วต่อ และข้อกำหนดในการติดตั้ง ใยแก้วนำแสงพลาสติก 1 มม. มีประโยชน์อย่างยิ่งเมื่อการเชื่อมต่อระยะสั้นได้รับประโยชน์จากการจับคู่ที่ง่าย ความคลาดเคลื่อนในการจัดตำแหน่งที่มาก และการติดตั้งที่ใช้งานได้จริง