光纤

光纤 高速数据传输

光纤 (FO) 数据传输具备诸多优点。它可以在几公里的距离上实现高达40 Gbps的高数据传输速率,不会对相邻电缆产生负面影响,还可以抗电磁干扰。光纤类型 (POF、PCF、GOF) 及类别(OM1到OM5,以及OS2)多样,可根据特定要求打造布线解决方案。

优势

  • 相较于铜缆,光纤线缆线径纤细近 90%
  • 传输时无金属部件参与,因此无需采取屏蔽措施
  • 无源布线,用料更少
  • 传输带宽较宽,可在同一光纤中传输不同波长的多个信号
光数据传输原理

光数据传输原理

光纤传输原理

光纤(FO)以光的形式长距离传输数据。为此,发射器上的电信号被转换成光信号,并通过塑料或玻璃光纤发送到接收器。接收器会将传输的光信号转换回电信号,随后再进行评估和处理。

光纤线缆比铜线电缆轻90%,但传输距离更长,传输速率更高,最高可达40 Gbps以上。与此同时,由于光纤采用非金属传输方式,完全能够抵抗EMI和ESD影响,因而无需复杂的屏蔽解决方案。

该无源布线所用材料和相关成本通常要低于铜缆布线。而且,光纤传输带宽高,信号密度高,能够通过同一根光纤传输不同波长的多个信号(多路技术)。

数据中心的数据传输

光纤布线可优化数据中心的数据传输

使用中的光纤

无论是短、中还是长距离,无论速度低于100 Mbps还是高达40 Gbps,无论是在总线还是在以太网结构中,您都将找到适合数据传输的光纤,满足工业和半工业自动化中的几乎所有要求。即使在风力发电场等恶劣条件下使用,光纤也能可靠地完成工作。

因此,应用范围从汽车工程和工业布线延伸到数据中心局域网(LAN)和广域网。布线关键点在选用合适的光纤类型和类别。

适用于各种应用的光纤 每种光纤均有其特定应用领域。光纤外径越小,光纤在组装过程中的性能越优越。较小的光纤芯径可以实现更高的数据传输速率和更远的传输距离。点击蓝绿色圆点,获取更多信息。

交互式图像映射:光纤的芯径和包层直径
POF用于短距离传输,传输距离可达70 m,传输速率可达100 Mbps
以POF(塑料光纤)光纤为例,其芯线和包层均由塑料制成。通常其芯径为980 μm,包层直径为1000 μm。POF光纤的传输距离短,可达70 m,数据传输速率最高可达100 Mbps,可用于汽车工程或工业布线,具体取决于有源组件。此类光纤坚固耐用,线径适中,易于现场装配。但由于其具备高衰减和色散特性,这种光纤不适合高传输速率或长距离传输。
POF用于短距离传输,传输距离可达70 m,传输速率可达100 Mbps
PCF用于中等距离传输,传输距离可达500 m,传输速率可达1 Gbps
PCF(聚合物包层光纤)是由玻璃制成的塑料包层光纤。此类线缆命名各异,如PCS(聚合物包层石英)、HCS(硬包层石英)和HPCF(硬聚合物包层光纤),均坚固耐用且易于装配。PCF光纤的芯径通常为200 µm,包层直径为230 µm,常用于中等传输距离可达300 m且数据传输速率≤100 Mbps的工业布线领域。其他应用领域还包括汽车、传感器和医疗技术。
PCF用于中等距离传输,传输距离可达500 m,传输速率可达1 Gbps
GOF多模光纤用于长距离传输,传输距离可达550 m,传输速率达10 Gbps
以GOF(玻璃光纤)多模光纤为例,玻璃光纤的芯线由石英制成,外围有一层反光玻璃涂层。多模光纤的芯径为50 µm或62.5 µm。芯径越大,多模光纤端口耦合的光能越多。但是,多模光纤沿线的衰减也更高。因此,多模光纤主要用于局域网(LAN)和数据中心,在这些地方,它们能以10 Gbps的传输速率实现高达550 m的传输距离。
GOF多模光纤用于长距离传输,传输距离可达550 m,传输速率达10 Gbps
GOF单模光纤用于长距离传输,传输距离可达50 km,传输速率可达40 Gbps
GOF(玻璃光纤)单模光纤的芯径较小,约为8 µm。单模光纤需区分其芯径和模场直径。模场直径取决于波长。波长越长,模场直径越大。由于单模光纤中只能传输一种光模式,因而可以将大量信号光送入光纤中进行传输。单模光纤在传输范围内的衰减系数很低。单模光纤衰减低,色散低,非常适用于距离达50 km、速率达40 Gbps的数据传输。
GOF单模光纤用于长距离传输,传输距离可达50 km,传输速率可达40 Gbps

根据ISO/IEC 11801标准,国际上将多模光纤分为OM1、OM2、OM3和OM4几类,单模光纤则分为OS1和OS2两类。它们表示光纤的传输带宽和衰减值。由于传输带宽不断增加,未来的光纤类别也在增多,例如传输速度高达400 Gbps的OM5。

光纤损耗

衰减是指光从发送器传输至接收器时产生的信号光强度减弱。而应用目标是以尽可能低的衰减将信号光传输至接收器。发生在特定位置的衰减并不等同于长度相关衰减(衰减系数)。光纤衰减系数的单位长度为1 km。

光纤衰减
光纤衰减
光纤衰减
光纤衰减

当光通过发射器或通过沿线及接收器的插拔和转接连接器送入光纤时,可能会发生插入和耦合损耗。有很多因素会导致这种类型的损耗。一个常见原因是连接器端面存在污染物。

此外,在同一链路上耦合不同芯径的光纤也会导致损耗。采用熔接技术的转接连接器造成的衰减非常低,其值低于0.1 dB。光纤端面的纵向、横向及角度偏移亦将造成损耗。端面上划痕和裂纹不仅会加重衰减,还会损伤对接的耦合面。装配错误,如装配过程中玻璃纤维外部出现缺口,也会导致衰减甚至稍后出现破损。

光纤衰减

光纤数据表中列出了最小弯曲半径。弯曲半径低于此类数值便会造成损耗,衰减亦相应增加。有些光会逃逸出芯线。几年前,针对多模和单模光纤开发出了可以弯曲到极小角度的GOF光纤。而弯曲不敏感型光纤的弯曲半径则可小于10 mm。国际系列标准IEC 60793-x和ITU Tx中对光纤做了相应的规定。光纤产品的优势在于支持楼宇、住宅单元和工业环境等恶劣安装环境下的布线。

光纤衰减

用于制造光纤的材料和制造过程本身都可能导致衰减。例如,原因可能是材料特异性,也可能是污染物。制造玻璃光纤时,会针对特定波长范围进行优化。在此类波长范围内,光纤衰减较低。数据表中已相应列出这些波长对应的衰减系数。光纤应使用这些范围内的波长。

光纤色散

运行时,从发送器到接收器的信号失真

色散影响

光纤色散亦可限制其数据传输速率和带宽。色散意为信号畸变。在从发送器到接收器的运行过程中,信号失去振幅。影响力不断减弱。当两个信号接连发送时,接收器再也无法分辨出是一个信号还是两个信号。

从而,导致传输错误。传输带宽越大,链路越长,低色散的重要性就愈发凸显。尤其在长单模线路中,低色散是实现可靠、无差错传输的关键因素。

菲尼克斯电气光纤产品组合

光纤布线产品种类齐全

光纤数据布线产品

菲尼克斯电气为光纤布线和光纤数据连接器提供了一系列产品组合。除一系列电缆和相应的连接技术外,产品组合中还包括设备连接器、配线架、连接件和DIN导轨分配器。

• 传输速率高达40 Gbps
• IP20、IP65/IP67和IP68解决方案
• 适用于所有常见光纤类型
• 适用于公共接口
• 最大限度地防止EMI和ESD影响

非常适合这些行业

光纤可用于以下领域:

现代连接技术是智能楼宇自动化的基础

楼宇自动化中的智能设备连接器

智能楼宇也在改变设备连接:以分布式方式实现应用联网。若要实现楼宇自动化,设备连接必须标准化且可同时扩展。

设备制造商为其应用选择连接技术

设备制造商

连接解决方案逐步向紧凑纤薄和坚固耐用的方向发展。菲尼克斯电气为工业和基础设施提供的现代连接技术可让设备制造商高度自由地规划和开发应用。

数据连接器电子文档
我们的光纤数据连接器产品组合
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