POF vs HCS vs Glasfaser: Welche Faser ist besser für die industrielle Kommunikation?

Für industrielle optische Verbindungen können sehr unterschiedliche Anforderungen gelten, je nachdem, wo die Glasfaser installiert ist und was die Kommunikationsverbindung leisten soll. Eine kurze Verbindung innerhalb einer Industrieanlage hat ganz andere Designprioritäten als eine längere Maschine-zu-Maschine- oder Anlagenebene-Verbindung.

DarumKunststoff-Lichtwellenleiter (POF),Hartplattiertes Siliciumdioxid (HCS)und konventionelloptische Glasfasersollten nicht allein anhand der Übertragungsentfernung verglichen werden.

Sie unterscheiden sich in Kernmaterial, Kerndurchmesser, optischer Dämpfung, Kopplungstoleranz, Temperaturbeständigkeit, Steckeranforderungen und praktischer Übertragungsentfernung.

Die bessere technische Frage ist nicht:

Welche Faser ist die beste?

Es ist:

Welche Faser eignet sich besser für die erforderliche Entfernung, Temperatur, optische Quelle, Verbindungsmethode, Betriebsumgebung und Gesamtsystemkosten?

Diese Variablen bestimmen normalerweise den am besten geeigneten Fasertyp.

POF vs. HCS vs. Glasfaser: Was ist der grundlegende Unterschied?

POF, HCS und konventionelle Glasfaser unterscheiden sich vor allem in ihren EigenschaftenKern- und Mantelmaterialien. POF verwendet normalerweise einen Polymerkern und eine Polymerummantelung, HCS kombiniert einen Silica-Kern mit einer harten Polymerummantelung, während herkömmliche Kommunikationsglasfasern typischerweise einen Silica-basierten Kern und eine Silica-Ummantelung verwenden. Diese strukturellen Unterschiede beeinflussen Dämpfung, Kopplungstoleranz, Steckergenauigkeit, Temperaturbeständigkeit und praktische Übertragungsentfernung.

Optische Kunststofffaser (POF): Polymerkern und Polymermantel

Industrielle Stufenindex-POFs basieren üblicherweise auf einem PMMA-Polymerkern, der von einer fluorierten Polymerummantelung umgeben ist.

Eines seiner wichtigsten Merkmale ist sein großer optischer Kern. Ein typischer 1-mm-Industrie-POF kann einen Kern von etwa haben980 µm in einer 1.000 µm-Faser.

Das ist im Vergleich zu herkömmlicher Kommunikationsfaser extrem groß.

Der große Kern bietet ein großes optisches Ziel, wodurch die Ausrichtung von Sender zu Faser und Faser zu Empfänger relativ tolerant ist. Kleine mechanische Abweichungen bei Steckverbindern oder optischen Schnittstellen sind daher weniger kritisch als bei deutlich kleineren Glasfasern.

Bei kurzen industriellen Verbindungen kann dies sowohl das Systemdesign als auch die Wartung vereinfachen.

POF tauscht daher eine geringe optische Dämpfung gegen Vorteile wie:

• einfache Kopplung;

• tolerante Steckerausrichtung;

• einfacher Feldabschluss;

• einfache Wartung;

• relativ einfache optische Schnittstellen.

Wenn die erforderliche Entfernung kurz ist, können diese Vorteile wichtiger sein als die Erzielung eines möglichst geringen Faserverlusts.

HCS: Silica-Kern mit harter Polymerummantelung

Hartverkleidetes Siliciumdioxid, oder HCS, verwendet einen Quarzglaskern, der von einer harten Polymerummantelung umgeben ist.

Damit liegt es strukturell zwischen POF und herkömmlichen Vollsilikafasern.

Eine übliche industrielle HCS-Konfiguration verwendet ungefähr a200 µm Quarzkern mit ca. 230 µm Mantel, obwohl auch andere Kerngrößen erhältlich sind.

Der Kern ist viel kleiner als der ca. 1 mm dicke Kern, der in typischen industriellen POFs verwendet wird, aber deutlich größer als der 50 µm dicke Kern herkömmlicher Multimode-Kommunikationsfasern.

Da sich das Licht durch einen Quarzkern ausbreitet, kann HCS eine viel geringere optische Dämpfung als PMMA-POF erreichen und dennoch ein relativ großes optisches Ziel beibehalten.

Für Industriesysteme kann diese Kombination nützlich sein, wenn POF keinen ausreichenden optischen Spielraum oder Übertragungsabstand mehr bietet, ein herkömmliches Glasfasersystem mit kleinem Kern jedoch die Installation unnötig kompliziert machen würde.

HCS kann daher eine sinnvolle Mittelstellung einnehmen:

geringerer optischer Verlust als POF, bleibt aber toleranter gegenüber Kopplung als herkömmliche Glasfasern mit kleinem Kern.

Konventionelle Glasfaser: Silica-Kern und Silica-Mantel

Herkömmliche Kommunikationsglasfasern verwenden im Allgemeinen einen Silikatkern und eine Silikathülle.

Für Industrie- und Datenkommunikationssysteme,50/125 µm Multimode-Faserist ein allgemeiner Bezugspunkt. Ältere Installationen können auch 62,5/125 µm Multimode-Faser verwenden.

Singlemode-Glasfasern verwenden einen viel kleineren optischen Modus und sind für Anwendungen konzipiert, die viel längere Übertragungsentfernungen und eine sehr geringe Dämpfung erfordern.

Im Vergleich zu POF und HCS haben herkömmliche Multimode-Glasfasern einen viel kleineren Kern. Steckergeometrie, Faserausrichtung und optische Kopplung erfordern daher eine höhere Präzision.

Der Vorteil ist eine viel geringere Dämpfung und der Zugang zu einem ausgereiften Ökosystem für optische Kommunikation mit höherer Bandbreite und größeren Entfernungen.

Vergleich von POF-, HCS- und Glasfaserstrukturen

Diese Werte sind eher repräsentativ als universell. Verschiedene Faserfamilien und Kabelkonstruktionen können unterschiedliche Abmessungen verwenden.

Wie der Kerndurchmesser die Kopplungs- und Lichtquellenanforderungen verändert

Der Kerndurchmesser beeinflusst mehr als die physikalische Fasergröße. Es beeinflusst auch, wie einfach Licht vom Sender in die Faser eingekoppelt und am Empfänger eingefangen werden kann.

Warum 1 mm POF leicht zu koppeln ist

Eine POF von etwa 1 mm stellt ein sehr großes optisches Ziel dar.

Dies sorgt für erhebliche Ausrichtungstoleranzen zwischen Sender, Stecker und Faserkern. Industrielle optische Komponenten können daher relativ einfache mechanische Schnittstellen nutzen und gleichzeitig eine zuverlässige optische Kopplung aufrechterhalten.

Der große Kern ist besonders nützlich, wenn Geräte schnell zusammengebaut, vor Ort gewartet oder ohne Präzisionsfaserverarbeitungsgeräte gewartet werden müssen.

Für eine kurze Kommunikationsverbindung ist eine einfache und wiederholbare Kopplung möglicherweise wichtiger als die Minimierung jedes Dezibels an Dämpfung.

Warum 200 µm HCS eine einfachere Kopplung bietet

HCS reduziert die Kerngröße im Vergleich zu POF erheblich, aber ein 200-µm-Kern bleibt viel größer als der 50-µm-Kern, der in herkömmlichen Multimode-Glasfasern zu finden ist.

Es behält daher eine nützliche Kopplungstoleranz bei und profitiert gleichzeitig von der geringeren Dämpfung eines Quarzkerns.

Dadurch eignet sich HCS für einige industrielle Verbindungen, die das praktische optische Budget überschritten haben oder die Grenzen von POF erreichen, aber keine herkömmliche Glasfaserarchitektur im Telekommunikationsstil erfordern.

Warum 50/125 µm Glasfaser eine höhere Präzision erfordert

Wenn der Kerndurchmesser auf 50 µm abnimmt, wird die mechanische Ausrichtung wichtiger.

Steckerferrulen, Faserendflächen und Senderausrichtung müssen den optischen Pfad präziser steuern, da der Empfangsbereich viel kleiner ist.

Herkömmliche Glasfasern können in industriellen Systemen immer noch eine hervorragende Zuverlässigkeit bieten, erfordern jedoch im Allgemeinen eine strenger kontrollierte Verbindung als ein 1-mm-POF-System.

Kerndurchmesser, Kopplungstoleranz und optische Wellenlänge

650 nm vs. 850 nm und darüber hinaus

Die Auswahl der Faser kann nicht von der Auswahl der optischen Quelle getrennt werden.

Industrielles PMMA POF ist stark mit verbundensichtbares rotes Licht um 650 nmund wird häufig mit industriellen LED-Sendern kombiniert, die für diesen Wellenlängenbereich entwickelt wurden.

HCS kann auch mit 650-nm-Optiksystemen verwendet werden und ist in für Wellenlängen geeigneten Ausführungen erhältlich650 nm und 850 nm.

Herkömmliche Multimode-Glasfasern funktionieren üblicherweise rundherum850 nm und 1300 nm, wobei 850 nm häufig für die Multimode-Datenkommunikation mit kurzer Reichweite verwendet wird.

Singlemode-Glasfasern werden häufig mit Wellenlängen in der Umgebung assoziiert1310 nm und 1550 nm, wo eine sehr niedrige Dämpfung viel längere Verbindungen unterstützt.

In der Praxis kann es bei einem Faserwechsel auch erforderlich sein, die Senderwellenlänge, die Empfängerempfindlichkeit und die komplette optische Schnittstelle zu überprüfen.

Eine Faser mit geringerer Dämpfung ist nicht automatisch mit einem vorhandenen optischen Transceiver kompatibel.

Welche Glasfaser unterstützt die längste Übertragungsentfernung?

Im Allgemeinen nimmt die Übertragungsfähigkeit von POF über HCS bis hin zu herkömmlicher Glasfaser zu, wenn die optische Dämpfung abnimmt.

Der Fasertyp allein bestimmt jedoch nicht die maximale Entfernung einer industriellen optischen Verbindung.

Warum POF hauptsächlich ein Medium mit kurzer Reichweite ist

Typische PMMA-POFs weisen eine relativ hohe optische Dämpfung auf.

Repräsentative industrielle POF können Verluste in der Größenordnung von ungefähr haben150–200 dB/km um 650 nm.

Über eine kurze maschineninterne Distanz ausgedrückt kann dieser Dämpfungsgrad noch völlig akzeptabel sein. Über Hunderte von Metern wird der akkumulierte Faserverlust viel bedeutender.

POF wird daher hauptsächlich mit Kommunikation auf kurzer Geräteebene und nicht mit optischen Backbones über große Entfernungen in Verbindung gebracht.

Eine hohe Dämpfung macht POF nicht in jeder Anwendung technisch minderwertig.

Wenn der erforderliche Weg nur einige Meter oder mehrere zehn Meter beträgt, können eine einfachere Kopplung und ein einfacherer Abschluss wertvoller sein als die geringere Dämpfung herkömmlicher Quarzglasfasern.

Wie HCS seine Reichweite über POF hinaus erweitert

Durch den Ersatz des Polymerkerns durch Silica wird die Dämpfung deutlich reduziert.

Repräsentative industrielle HCS-Fasern können im Einsatz seineinstelliger dB/km-Bereich, abhängig von Wellenlänge und Faseraufbau.

Dies bietet wesentlich mehr optischen Spielraum als typische PMMA-POFs und ermöglicht HCS-Systemen die Unterstützung längerer Verbindungen.

Für industrielle Anwendungen ist HCS besonders nützlich, wenn das System eine größere Reichweite benötigt, aber dennoch von einer optischen Schnittstelle mit relativ großem Kern profitiert.

Warum herkömmliche Glasfasern bei der optischen Reichweite gewinnen

Herkömmliche Multimode-Glasfasern bieten eine noch geringere Dämpfung.

Repräsentative 50/125 µm Multimode-Fasern können in der betrieben werdenReichweite im niedrigen einstelligen dB/km-Bereich, abhängig von Wellenlänge und Faserqualität.

Singlemode-Silica-Fasern können die Dämpfung unten reduzieren1 dB/km, was bei üblichen Singlemode-Betriebswellenlängen etwa einige Zehntel Dezibel pro Kilometer erreicht.

Für die Fernkommunikation werden diese Unterschiede immer wichtiger.

Innerhalb einer Maschine oder eines Steuerungssystems mit einem kurzen optischen Weg bietet die Fähigkeit zur Übertragung im Kilometerbereich jedoch möglicherweise nur geringe praktische Vorteile.

Warum es keine universelle maximale Entfernung gibt

Es ist verlockend, jedem Fasertyp eine maximale Übertragungsentfernung zuzuordnen, aber das kann irreführend sein.

Der praktische Verbindungsabstand hängt von der Gesamtheit aboptisches Leistungsbudget, einschließlich:

• Ausgangsleistung des Senders;

• Empfängerempfindlichkeit;

• Faserdämpfung;

• Steckerverluste;

• Betriebswellenlänge;

• Temperatur;

• Datenrate;

• erforderlicher optischer Spielraum.

Verschiedene optische Transceiver-Familien können daher mit demselben Fasertyp sehr unterschiedliche Entfernungen erzeugen.

Ein POF-System unterstützt möglicherweise nur einige Dutzend Meter in einer Anwendung, während ein anderes System weiter entfernt arbeitet. HCS kann diese Distanz erheblich vergrößern, die genaue Reichweite wird jedoch immer noch vom gesamten Sender-Empfänger-System bestimmt.

Die Auswahl der Glasfaser sollte daher mit der erforderlichen Leistung der optischen Verbindung beginnen und nicht mit einer universellen Entfernungszahl.

POF-, HCS- und Glasfaserdämpfung im Vergleich

Das Ausmaß der optischen Dämpfung erklärt, warum diese Fasertechnologien tendenziell unterschiedliche Anwendungsbereiche einnehmen.

Optische Dämpfung und Übertragungsreichweite

Diese Zahlen dienen zum Verständnis der relativen Größenordnung und nicht zur Spezifizierung einer vollständigen industriellen Verbindung.

Steckerverlust, Transceiver-Eigenschaften, Betriebstemperatur und Datenrate müssen beim eigentlichen Design noch berücksichtigt werden.

Wie die Temperatur die Faserauswahl verändert

Die Temperatur ist einer der am einfachsten zu stark vereinfachten Aspekte des POF-, HCS- und Glasfaser-Vergleichs.

Es ist falsch anzunehmen, dass jedes POF-System eine niedrigere Temperaturgrenze hat als jedes HCS-System oder dass die Auswahl eines Glaskerns automatisch eine Hochtemperaturanforderung erfüllt.

Warum POF-Temperaturgrenzen vom Polymersystem abhängen

POF enthält Polymermaterialien sowohl in der optischen Faser als auch in der umgebenden Konstruktion.

Die Temperatur kann die Dämpfung, die mechanischen Eigenschaften und die Langzeitzuverlässigkeit beeinflussen.

Industrielle POF-Produkte gibt es in unterschiedlichen Bauformen, teilweise sind sie für Betriebstemperaturen bis ca+85°C.

Die relevante Frage ist daher nicht nur, ob POF Hitze verträgt.

Die richtige technische Prüfung besteht darin, ob diespezifischer POF-Faser- und Kabelaufbauist für das erforderliche Temperaturprofil geeignet.

Die kontinuierliche Betriebstemperatur, die Spitzentemperatur und die erwarteten Betriebsbedingungen müssen alle innerhalb der Nenngrenzen des Systems bleiben.

Wenn HCS das Temperaturfenster erweitern kann

HCS ersetzt den optischen Polymerkern durch Siliziumdioxid, was zusätzliche Designflexibilität bietet.

Polymerummantelungen, Beschichtungen, Puffer und Kabelmäntel können jedoch immer noch Temperaturgrenzen auferlegen.

Einige komplette industrielle HCS-Kabelsysteme haben möglicherweise Betriebsbereiche von ca+80°C, während spezialisierte HCS-Faserkonstruktionen bis zu ca. reichen können+125°C.

Eine einfache POF-

Die Temperaturfähigkeit hängt vom gesamten Fasersystem ab

Wenn spezielle Quarzfasern notwendig werden

Wenn die Umgebung die Temperaturkapazität herkömmlicher Kabelsysteme auf Polymerbasis deutlich überschreitet, gewinnen spezielle Silicafasern zunehmend an Bedeutung.

Silica-Fasern mit speziellen Hochtemperaturbeschichtungen können für Umgebungen von ca+300°Cin bestimmten Spezialanwendungen.

Bei diesen Temperaturen werden Beschichtungstechnologie, Pufferkonstruktion, Anschlüsse und der umgebende mechanische Schutz zu zentralen Bestandteilen des Fasersystemdesigns.

Warum die Nennwerte von Kabelmänteln und Steckverbindern genauso wichtig sind wie das Fasermaterial

Der optische Kern ist nur ein Teil einer fertigen industriellen Faseranordnung.

Ein vollständiges System kann Folgendes umfassen:

• Kern;

• Verkleidung;

• Beschichtung;

• Puffer;

• Kraftglieder;

• Kabelmantel;

• Steckerkörper;

• Zwinge;

• Abschlussstruktur.

Die nutzbare Systemtemperatur wird durch die jeweiligen Komponenten im Gesamtverbund begrenzt.

Wenn sich eine POF-Verbindung ihrer zulässigen Temperaturgrenze nähert, kann die Umstellung auf HCS oder ein geeignetes Silica-Faser-System ein größeres Designfenster bieten. Das komplette Kabel- und Steckersystem muss noch überprüft werden.

Welche Glasfaser ist einfacher zu terminieren und zu installieren?

Die Installationsmethode wirkt sich direkt auf den Arbeitsaufwand, die Zuverlässigkeit vor Ort und die Wartungsstrategie aus.

POF: Einfache Feldbearbeitung

POF mit großem Kern eignen sich besonders gut für den einfachen Feldabschluss.

Viele industrielle POF-Steckverbindersysteme können mithilfe relativ einfacher Schneid-, Abisolier- oder Crimpverfahren anstelle von Präzisionsgeräten zum Faserspleißen zusammengebaut werden.

Der große Kern macht den Abschluss außerdem toleranter gegenüber kleinen Ausrichtungsschwankungen.

Dies ist nützlich in:

• Maschinenbau;

• Schaltschrankmontage;

• Wartung der Ausrüstung;

• Feldersatz;

• kurze industrielle Kommunikationsverbindungen.

Wenn beschädigte Kabel schnell ausgetauscht werden müssen, kann die einfache Installation ein wichtiger Vorteil auf Systemebene sein.

HCS: Crimp-and-Cleave als Mittelweg

Bestimmte HCS-Systeme werden unterstütztCrimpen und SpaltenBeendigung.

Kompatible Designs können Epoxid- und Polierschritte vermeiden und den Feldanschluss mit relativ einfachen Handwerkzeugen ermöglichen.

HCS kann daher einen optischen Quarzkern und eine viel geringere Dämpfung als POF mit Installationsmethoden kombinieren, die für den industriellen Außendienst konzipiert sind.

Nicht jedes HCS-Produkt verwendet die gleiche Abschlussmethode, daher müssen der Stecker und der Abschlussprozess für das jeweilige Glasfasersystem überprüft werden.

Glasfaser: Höhere Ausrichtungs- und Anschlussgenauigkeit

Herkömmliche Multimode- und Singlemode-Glasfasersysteme verwenden deutlich kleinere optische Kerne.

Steckerqualität und Faserausrichtung werden daher immer wichtiger.

Werkseitig konfektionierte Glasfaserbaugruppen können eine hervorragende Leistung und Zuverlässigkeit bieten, die Feldkonfektionierung erfordert jedoch normalerweise eine stärkere Prozesskontrolle.

In Systemen, in denen das Kabel einmal installiert und selten berührt wird, kann dies kaum einen Nachteil darstellen.

Wenn Geräte häufig gewartet oder modifiziert werden, kann die Einfachheit der Anschlüsse viel wichtiger sein.

Feldterminierung und Installation: POF vs. HCS vs. Glasfaser

Mechanische Zuverlässigkeit in industriellen Umgebungen

Mechanische Zuverlässigkeit sollte nicht auf einen einfachen Vergleich zwischen Kunststoff und Glas reduziert werden.

Die fertige Kabelkonstruktion ist ebenso wichtig wie das optische Material selbst.

POF profitiert von seiner großen Polymerkonstruktion und den allgemein fehlerverzeihenden Handhabungseigenschaften.

Industrielle HCS-Fasern können so konzipiert werden, dass sie Vibrationen, Abrieb, wiederholtem Biegen, Zugbelastungen und chemischer Belastung standhalten.

Herkömmliche Glasfasern können ebenfalls sehr zuverlässig sein, wenn sie durch geeignete Puffer, Verstärkungselemente und Mäntel geschützt werden.

Ein praktischer mechanischer Vergleich sollte vier Fragen trennen:

1. Wie verhält sich die blanke Faser?

2. Welche Beschichtung oder welcher Puffer schützt es?

3. Wie wird die Faser in das fertige Kabel eingearbeitet?

4. Wie robust ist der Stecker bzw. Abschluss?

Ein ordnungsgemäß konzipiertes Industrie-Glasfaserkabel eignet sich möglicherweise besser für eine anspruchsvolle Umgebung als ein unzureichend geschütztes POF-Kabel.

Das Fasermaterial allein entscheidet nicht über die mechanische Zuverlässigkeit.

POF vs. HCS vs. Glasfaserkosten: Vergleichen Sie die gesamte Verbindung, nicht nur das Kabel

Der Glasfaserpreis ist nur ein Teil der Systemkosten.

Zu einem aussagekräftigen Vergleich sollte außerdem gehören:

• optischer Sender und Empfänger;

• Steckverbinder;

• Terminierungswerkzeuge;

• Anforderungen an die Fähigkeiten des Technikers;

• Installationszeit;

• Feldreparaturmethode;

• Wartungsanforderungen;

• optischer Rand;

• erforderlichen Umweltschutz.

Für eine kurze industrielle Verbindung kann POF wirtschaftlich attraktiv sein, da einfache optische Komponenten und ein einfacher Abschluss die Komplexität des installierten Systems reduzieren können.

HCS hat möglicherweise höhere Komponentenkosten, bietet aber den zusätzlichen optischen Spielraum, der für längere Verbindungen erforderlich ist, ohne direkt auf eine Glasfaserarchitektur mit kleinerem Kern umzusteigen.

Herkömmliche Glasfasern erfordern im Allgemeinen eine strengere Steckerkontrolle, aber ihre geringe Dämpfung und ihr breites optisches Ökosystem werden mit zunehmenden Entfernungs- und Bandbreitenanforderungen immer wertvoller.

Aus diesem Grund führt die Glasfaser mit dem niedrigsten Preis nicht unbedingt zu den niedrigsten Kosten für die installierte Verbindung, während die Glasfaser mit der besten optischen Leistung möglicherweise Funktionen bietet, die eine kurze Industrieverbindung nicht benötigt.

Warum Industrieanlagen immer noch POF für die Kurzstreckenkommunikation verwenden

Herkömmliche Glasfasern bieten eine viel geringere Dämpfung als POF, aber viele industrielle optische Verbindungen sind nicht auf die maximale Übertragungsentfernung ausgelegt.

In Maschinen, Umrichtern, Servosystemen, Antrieben und anderen Industrieanlagen kann der optische Weg relativ kurz sein.

Unter diesen Bedingungen legen Ingenieure möglicherweise größeren Wert auf Folgendes:

• große Kernkopplungstoleranz;

• einfache Anschlüsse;

• schnelle Montage;

• einfache Wartung;

• ausreichende optische Leistung auf kurze Distanz.

Bei einer sehr kurzen Verbindung kann der Unterschied zwischen verlustreicher und verlustarmer Glasfaser weitaus weniger praktische Bedeutung haben als bei Hunderten von Metern oder Kilometern.

POF bleibt nützlich, da es ein anderes Optimierungsproblem löst.

Bei der maximalen Übertragungsentfernung muss es nicht mit Singlemode-Glasfaser konkurrieren. Sein Wert liegt in der Bereitstellung einer einfachen und praktischen optischen Verbindung, bei der die erforderliche Entfernung innerhalb des optischen Budgets des Systems bleibt.

Wann ist HCS der bessere Mittelweg?

HCS ist besonders nützlich, wenn ein POF-basiertes System an optische Einschränkungen stößt, die Anwendung jedoch immer noch von Industriefasern mit relativ großem Kern profitiert.

Ein typischer Übergang kann wie folgt verstanden werden:

POF ermöglicht eine einfache Verbindung und Installation
↓
Erforderlicher Abstand bzw. optischer Spielraum vergrößert sich
↓
Die POF-Dämpfung wird restriktiv
↓
HCS führt einen verlustärmeren Quarzkern ein und behält dabei einen relativ großen Kerndurchmesser bei

HCS kann daher geeignet sein, wenn eine Anwendung eine Kombination aus Folgendem benötigt:

• größere Übertragungsdistanz als typische POF;

• deutlich geringere optische Dämpfung;

• Kompatibilität mit 650-nm-Industrieoptiksystemen;

• größere Kopplungstoleranz als herkömmliche 50/125 µm Glasfaser;

• praktische Feldterminierung;

• zusätzliche Umweltfähigkeit;

• mehr optischen Spielraum, ohne sofort auf eine Glasfaserarchitektur im Telekommunikationsstil umzusteigen.

HCS ist nicht allgemein besser als POF oder herkömmliche Glasfasern.

Für eine sehr kurze Verbindung, bei der die Einfachheit im Vordergrund steht, bleibt POF möglicherweise die geeignetere Wahl.

Für die Kommunikation über große Entfernungen, hohe Bandbreiten oder die Kompatibilität mit herkömmlichen optischen Netzwerken sind herkömmliche Glasfasern möglicherweise besser geeignet.

HCS ist am wertvollsten, wenn die Anwendungsanforderungen zwischen diesen beiden Regionen liegen.

So wählen Sie zwischen POF, HCS und Glasfaser

Die zuverlässigste Auswahlmethode besteht darin, die gesamte Anwendung zu bewerten und nicht nur anhand des Fasermaterials auszuwählen.

Auswahlrahmen für industrielle Fasern: POF, HCS oder Glasfaser

1. Definieren Sie den erforderlichen Verbindungsabstand

Beginnen Sie mit der physischen Kommunikationsentfernung und dem erforderlichen optischen Spielraum.

Kurze interne Geräteverbindungen sind häufig mit POF kompatibel.

Mit zunehmender Entfernung wird HCS aufgrund seiner deutlich geringeren Dämpfung attraktiver.

Bei noch längeren Verbindungen bieten herkömmliche Multimode- oder Singlemode-Glasfasern im Allgemeinen die stärkste optische Leistung.

2. Definieren Sie den Temperaturbereich

Überprüfen:

• minimale Betriebstemperatur;

• maximale Dauertemperatur;

• vorübergehende Spitzentemperatur;

• erwartete Servicebedingungen.

Gehen Sie nicht davon aus, dass das Faserkernmaterial allein das Ergebnis bestimmt.

Faser, Puffer, Kabel und Steckersystem müssen für den erforderlichen Temperaturbereich geeignet bleiben.

3. Überprüfen Sie die vorhandene optische Quelle

Wenn ein bestehendes Industriedesign bereits einen 650-nm-Sender und -Empfänger verwendet, können POF und kompatibles HCS auf natürliche Weise integriert werden.

Der Wechsel zu einer anderen Glasfaserarchitektur erfordert möglicherweise Änderungen an anderer Stelle der optischen Schnittstelle.

Faser und optische Quelle sollten daher gemeinsam bewertet werden.

4. Bestimmen Sie die erforderliche Datenrate und das optische Budget

Höhere Datenraten können die praktische Übertragungsentfernung verringern, selbst wenn die Glasfaser selbst eine größere Reichweite ermöglicht.

Bewerten Sie das tatsächliche optische Budget, anstatt Glasfasern ausschließlich anhand der Nenndämpfung auszuwählen.

5. Entscheiden Sie, wie das Kabel installiert und gewartet werden muss

Halten:

• ob die Glasfaser werkseitig terminiert wird;

• ob ein Feldabschluss erforderlich ist;

• Wie oft wird die Ausrüstung gewartet?

• ob Präzisionsfaserwerkzeuge verfügbar sind;

• wie leicht ein beschädigtes Kabel ausgetauscht werden muss.

In einigen industriellen Systemen ist die Einfachheit der Wartung einer der Hauptgründe für den Einsatz von POF oder einem geeigneten HCS-System.

6. Bewerten Sie die mechanische und chemische Umgebung

Berücksichtigen Sie Vibration, Biegung, Abrieb, Zugbelastung, chemische Einwirkung und wiederholtes Biegen.

Bewerten Sie die fertige Kabelkonstruktion und nicht nur das blanke Fasermaterial.

7. Vergleichen Sie die Gesamtinstallationskosten

Vergleichen Sie abschließend die komplette optische Verbindung.

Diese Tabelle beschreibt eher allgemeine Auswahltendenzen als universelle Rankings.

Die endgültige Wahl hängt davon ab, wie diese Anforderungen im tatsächlichen System interagieren.

Abschluss

POF, HCS und herkömmliche Glasfaser lösen unterschiedliche industrielle Kommunikationsprobleme.

POFist besonders effektiv, wenn die Verbindung kurz ist und das Design von einer großen Kernkopplungstoleranz, einfachen Anschlüssen, einer einfachen Installation und einer bequemen Wartung profitiert.

HCSkombiniert einen Silica-Kern mit einer harten Polymerummantelung, was ihm eine wesentlich geringere Dämpfung als PMMA-POF verleiht und gleichzeitig einen relativ großen Kern behält. Es kann dort nützlich sein, wo ein Industriesystem mehr Reichweite oder optischen Spielraum benötigt, ohne auf alle Installationsvorteile verzichten zu müssen, die mit Glasfasern mit großem Kern verbunden sind.

Konventionelle GlasfaserBietet die geringste Dämpfung, die stärkste Langstreckenfähigkeit und breite Kompatibilität mit standardmäßigen optischen Architekturen mit hoher Bandbreite, erfordert jedoch im Allgemeinen eine engere optische Ausrichtung und eine kontrolliertere Anschlussbelegung.

Es gibt keinen einzigen Gewinner.

Ein praktischer industrieller Faserauswahlprozess sollte Folgendes berücksichtigen:

Entfernung + Temperatur + Lichtquelle + Verbindungsmethode + Umgebung + Gesamtsystemkosten

Wenn diese Variablen zusammen betrachtet werden, lässt sich der am besten geeignete Fasertyp viel einfacher identifizieren.

Häufig gestellte Fragen

Ist HCS eine Art Glasfaser?

HCS enthält einen Quarzglaskern, daher besteht sein optischer Kern aus Glas. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kommunikationsfasern, die ausschließlich aus Silica bestehen, verwendet HCS jedoch eine harte Polymerummantelung um den Silica-Kern. Diese Hybridkonstruktion sorgt für einen geringeren optischen Verlust als typische PMMA-POFs und behält gleichzeitig einen größeren Kern als herkömmliche Multimode-Glasfasern bei.

Wie weit können POF, HCS und Glasfaser in industriellen Systemen übertragen?

Für keinen der drei gibt es eine allgemein gültige Höchstentfernung. POF wird aufgrund seiner höheren Dämpfung im Allgemeinen für kürzere Verbindungen verwendet, HCS kann die praktische Reichweite erheblich erweitern und herkömmliche Glasfaser unterstützt viel größere Entfernungen. Die tatsächliche Entfernung hängt von der Sendeleistung, der Empfängerempfindlichkeit, der Wellenlänge, dem Steckerverlust, der Datenrate, der Temperatur und dem erforderlichen optischen Spielraum ab.

Kann POF in Hochtemperatur-Industrieanlagen verwendet werden?

Ja, sofern das jeweilige POF-Faser- und Kabelsystem für die erforderliche Temperatur geeignet ist. Einige industrielle POF-Konstruktionen sind für etwa +85 °C ausgelegt. Anwendungen außerhalb des qualifizierten Bereichs erfordern möglicherweise eine andere POF-Konstruktion, HCS oder ein geeignetes spezielles Quarzfasersystem.

Warum POF verwenden, wenn Glasfaser eine viel geringere Dämpfung hat?

Eine geringe Dämpfung ist nicht das einzige Designziel einer kurzen Industrieverbindung. POF bietet einen sehr großen Kern, großzügige Kopplungstoleranz, einfache Anschlussmöglichkeiten und einfache Wartung vor Ort. Bei kurzen Übertragungsstrecken können diese Vorteile wertvoller sein als die viel geringere Dämpfung herkömmlicher Glasfasern.

Wann sollte HCS anstelle von POF gewählt werden?

HCS wird dann attraktiv, wenn POF nicht mehr genügend Übertragungsdistanz oder optischen Spielraum bietet, die Anwendung aber dennoch von einem relativ großen Kern und einem praktischen industriellen Abschluss profitiert. Es kann als Zwischenoption zwischen POF mit großem Kern und herkömmlicher Glasfaser mit kleinem Kern dienen.

Welche Faktoren sollten Ingenieure prüfen, bevor sie sich für industrielle Glasfasern entscheiden?

Ingenieure sollten die erforderliche Übertragungsentfernung, den Temperaturbereich, die optische Wellenlänge, die Kompatibilität von Sender und Empfänger, die Datenrate, das optische Leistungsbudget, die Verbindungsmethode, die Anforderungen an die Wartung vor Ort, die mechanische Umgebung und die Gesamtkosten des installierten Systems bewerten. Das Fasermaterial allein sollte nicht ausschlaggebend für die Auswahl sein.