光纖不會(huì)受到電磁干擾 或?qū)⑷〈~纜媒介
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(jiàn)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)。
提供高頻寬/輕量/EMC相容特性 光纖技術(shù)擴(kuò)大工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域
目前飛機(jī)上的資信娛樂(lè)系統(tǒng),已變得越來(lái)越先進(jìn)且復(fù)雜。隨著影像品質(zhì)的提升,較大尺寸視信螢?zāi)蛔兊迷絹?lái)越普及,飛機(jī)制造商隨時(shí)都在尋求可降低飛機(jī)重量的方法。以單一線路來(lái)說(shuō),由于光纖解決方案相對(duì)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(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(dòng)力來(lái)源、推進(jìn)系統(tǒng)及駕駛控制系統(tǒng)的可靠運(yùn)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(tǒng)也可經(jīng)由使用光纖而獲益,包括更長(zhǎng)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(luò)(Train Communication Network, TCN)標(biāo)準(zhǔn)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(lái)連結(jié)車廂,MVB則用來(lái)連接一個(gè)車廂或多個(gè)車廂間的設(shè)備,MVB可以三種不同媒介形式運(yùn)作,包括短距離的RS-485,低于200米的變壓器耦和雙絞線對(duì),以及長(zhǎng)達(dá)2公里的光學(xué)玻璃光纖。
光學(xué)玻璃光纖由于對(duì)電氣噪聲具有高耐受力,因此是火車機(jī)車MVB的較佳選擇。光纖將控制器連接到設(shè)備或子系統(tǒng),例如電力電子設(shè)備、馬達(dá)控制器及無(wú)線電等。MVB同時(shí)也連接駕駛車廂中的設(shè)備用來(lái)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(shè)計(jì)可改善可靠度,MVB使用冗余光纖設(shè)計(jì),設(shè)備傳輸可以在兩條線路上進(jìn)行,如果其中一條故障,那麼就可使用另一條進(jìn)行通信。
火車網(wǎng)絡(luò)目前已變得越來(lái)越復(fù)雜,每個(gè)車站都連接到中央電腦以便進(jìn)行排班與事件的更新。車站必須來(lái)回傳送資料,距離可能達(dá)到數(shù)百米甚至數(shù)公里,透過(guò)光纜的使用,可在更長(zhǎng)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(yīng)用的纜線會(huì)被安排在一起,由一個(gè)車站連接到另一個(gè)車站,或者由一個(gè)火車車廂連接到另一個(gè),銅纜在這樣相鄰布線的情況下可能會(huì)造成干擾,但光纖纜線在EMI上的優(yōu)勢(shì)使得它們不會(huì)受到這些問(wèn)題的影響。
在使用電力網(wǎng)供電的火車中,會(huì)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(huì)造成電網(wǎng)的不平衡而必須加以補(bǔ)償,一個(gè)最常用來(lái)平衡并回復(fù)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(bǔ)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(yùn)作,這就產(chǎn)生會(huì)將電氣噪聲感應(yīng)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(tǒng)中傳送控制信號(hào)到設(shè)備的最佳媒介。
火車的信號(hào)傳送也可由光纖技術(shù)在高噪聲環(huán)境中可靠的長(zhǎng)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(shè)備,例如核磁共振攝影(Magnetic Resonance Imaging, MRI)與X光機(jī)等應(yīng)用,在馬達(dá)與電磁輻射環(huán)境下,這些機(jī)器會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)高的電磁干擾,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(yùn)作,高EMI耐受力與電氣隔離對(duì)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(yīng)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、行銷活動(dòng)及視信保全等需求,對(duì)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?yàn)閹缀醪豢赡鼙I接光纜上的信號(hào)。
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(yīng)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)力電廠與太陽(yáng)能發(fā)電在遠(yuǎn)端甚至離岸地區(qū)運(yùn)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(jī)及意外修復(fù)可能會(huì)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(shè)計(jì)時(shí)就必須加以避免。光纖連結(jié)應(yīng)用在風(fēng)力渦輪發(fā)電機(jī)艙內(nèi),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(yuǎn)端管理設(shè)備間的資料連結(jié)。
工業(yè)快速以太網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器--AFBR-5978Z擁有一個(gè)強(qiáng)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(biāo)準(zhǔn),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(xiàn)場(chǎng)匯流排(FieldBus)網(wǎng)絡(luò)提供升級(jí)路徑,相較于INTERBUS的2MBd、PROFIBUS的12MBd,以及 SERCOS的12MBd與16MBd,可達(dá)到125MBd的傳輸速度,同時(shí)也提供開(kāi)放式架構(gòu)多重通信協(xié)定介面,允許標(biāo)準(zhǔn)及特有現(xiàn)場(chǎng)匯流排能交互運(yùn)作,可讓工業(yè)用快速以太網(wǎng)絡(luò)允許工廠機(jī)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(yuǎn)端診斷與機(jī)器生產(chǎn)流程變換的便利性。
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