औद्योगिक ऑप्टिकल लिंक में फाइबर कहाँ स्थापित है और संचार लिंक से क्या अपेक्षा की जाती है, इसके आधार पर बहुत भिन्न आवश्यकताएं हो सकती हैं। औद्योगिक उपकरणों के अंदर एक छोटा कनेक्शन, लंबी मशीन-से-मशीन या प्लांट-स्तरीय लिंक की तुलना में बहुत अलग डिजाइन प्राथमिकताओं को रखता है।
यही कारण है किप्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर (पीओएफ), हार्ड-क्लैड सिलिका (एचसीएस) और पारंपरिक ग्लास ऑप्टिकल फाइबर की तुलना केवल ट्रांसमिशन दूरी के आधार पर नहीं की जानी चाहिए।
वे कोर सामग्री, कोर व्यास, ऑप्टिकल क्षीणन, युग्मन सहनशीलता, तापमान क्षमता, कनेक्टर आवश्यकताओं और व्यावहारिक ट्रांसमिशन दूरी में भिन्न होते हैं।
बेहतर इंजीनियरिंग प्रश्न यह नहीं है:
कौन सा फाइबर सबसे अच्छा है?
यह है:
आवश्यक दूरी, तापमान, ऑप्टिकल स्रोत, कनेक्शन विधि, ऑपरेटिंग वातावरण और कुल सिस्टम लागत के लिए कौन सा फाइबर बेहतर है?
ये चर आमतौर पर सबसे उपयुक्त फाइबर प्रकार निर्धारित करते हैं।
पीओएफ, एचसीएस और पारंपरिक ग्लास फाइबर मुख्य रूप से अपनी कोर और क्लैडिंग सामग्री में भिन्न होते हैं। पीओएफ में सामान्यतः एक पॉलीमर कोर और पॉलीमर क्लैडिंग का उपयोग होता है, एचसीएस सिलिका कोर को हार्ड पॉलीमर क्लैडिंग के साथ जोड़ता है, जबकि पारंपरिक संचार-ग्रेड ग्लास फाइबर में आमतौर पर सिलिका-आधारित कोर और सिलिका क्लैडिंग का उपयोग होता है। ये संरचनात्मक अंतर क्षीणन, युग्मन सहनशीलता, कनेक्टर परिशुद्धता, तापमान क्षमता और व्यावहारिक ट्रांसमिशन दूरी को प्रभावित करते हैं।
इसकी सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक इसका बड़ा ऑप्टिकल कोर है। एक विशिष्ट 1 मिमी औद्योगिक पीओएफ में लगभग 980 माइक्रोन 1,000 माइक्रोन फाइबर के अंदर तक विस्तारित हो सकते हैं।
यह पारंपरिक संचार फाइबर की तुलना में बहुत बड़ा है।
बड़ा कोर एक बड़ा ऑप्टिकल लक्ष्य प्रदान करता है, जिससे ट्रांसमीटर-से-फाइबर और फाइबर-से-रिसीवर संरेखण अपेक्षाकृत सहनशील हो जाता है। इसलिए कनेक्टर या ऑप्टिकल इंटरफेस में छोटे यांत्रिक विचलन बहुत छोटे-कोर वाले ग्लास फाइबर की तुलना में कम महत्वपूर्ण होते हैं।
छोटी औद्योगिक लिंक के लिए, यह सिस्टम डिजाइन और रखरखाव दोनों को सरल बना सकता है।
इसलिए पीओएफ लाभों के लिए कम ऑप्टिकल क्षीणन का व्यापार करता है जैसे:
सरल युग्मन;
सहनशील कनेक्टर संरेखण;
सीधी फील्ड टर्मिनेशन;
आसान रखरखाव;
अपेक्षाकृत सरल ऑप्टिकल इंटरफेस।
जब आवश्यक दूरी कम होती है, तो ये लाभ संभवतः सबसे कम फाइबर हानि प्राप्त करने से अधिक महत्वपूर्ण हो सकते हैं।
हार्ड-क्लैड सिलिका, या एचसीएस, हार्ड पॉलीमर क्लैडिंग से घिरे सिलिका ग्लास कोर का उपयोग करता है।
यह इसे संरचनात्मक रूप से पीओएफ और पारंपरिक ऑल-सिलिका फाइबर के बीच रखता है।
एक सामान्य औद्योगिक एचसीएस कॉन्फ़िगरेशन लगभग 200 माइक्रोन सिलिका कोर लगभग 230 माइक्रोन क्लैडिंग के साथ का उपयोग करता है, हालांकि अन्य कोर आकार भी उपलब्ध हैं।
कोर विशिष्ट औद्योगिक पीओएफ में उपयोग किए जाने वाले लगभग 1 मिमी कोर से बहुत छोटा है, लेकिन पारंपरिक मल्टीमोड संचार फाइबर के 50 माइक्रोन कोर से काफी बड़ा है।
चूंकि प्रकाश सिलिका कोर के माध्यम से प्रचारित होता है, एचसीएस पीएमएमए पीओएफ की तुलना में बहुत कम ऑप्टिकल क्षीणन प्राप्त कर सकता है, जबकि अभी भी एक अपेक्षाकृत बड़ा ऑप्टिकल लक्ष्य बनाए रखता है।
औद्योगिक प्रणालियों के लिए, यह संयोजन तब उपयोगी हो सकता है जब पीओएफ पर्याप्त ऑप्टिकल मार्जिन या ट्रांसमिशन दूरी प्रदान नहीं करता है, लेकिन एक छोटे-कोर वाला पारंपरिक ग्लास-फाइबर सिस्टम अनावश्यक स्थापना जटिलता जोड़ देगा।
इसलिए एचसीएस एक उपयोगी मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर सकता है:
पीओएफ से कम ऑप्टिकल हानि, जबकि छोटे-कोर वाले पारंपरिक ग्लास फाइबर की तुलना में युग्मन के प्रति अधिक सहनशील बना रहता है।
पारंपरिक संचार-ग्रेड ग्लास फाइबर में आम तौर पर सिलिका कोर और सिलिका क्लैडिंग का उपयोग होता है।
औद्योगिक और डेटा संचार प्रणालियों के लिए, 50/125 माइक्रोन मल्टीमोड फाइबर एक सामान्य संदर्भ बिंदु है। पुरानी स्थापनाओं में 62.5/125 माइक्रोन मल्टीमोड फाइबर का भी उपयोग किया जा सकता है।
सिंगल-मोड ग्लास फाइबर बहुत छोटे ऑप्टिकल मोड का उपयोग करता है और बहुत लंबी ट्रांसमिशन दूरी और बहुत कम क्षीणन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है।
पीओएफ और एचसीएस की तुलना में, पारंपरिक मल्टीमोड ग्लास फाइबर में बहुत छोटा कोर होता है। इसलिए कनेक्टर ज्यामिति, फाइबर संरेखण और ऑप्टिकल युग्मन के लिए अधिक परिशुद्धता की आवश्यकता होती है।
लाभ बहुत कम क्षीणन और उच्च-बैंडविड्थ और लंबी दूरी के ऑप्टिकल संचार के लिए एक परिपक्व पारिस्थितिकी तंत्र तक पहुंच है।
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पीओएफ, एचसीएस और ग्लास फाइबर संरचना तुलना
| फाइबर प्रकार | विशिष्ट सामग्री संरचना | प्रतिनिधि कोर आकार | सामान्य इंजीनियरिंग विशेषता |
|---|---|---|---|
| पीओएफ | पॉलीमर कोर + पॉलीमर क्लैडिंग | ~980 माइक्रोन | बहुत सहनशील ऑप्टिकल युग्मन |
| एचसीएस | सिलिका कोर + हार्ड पॉलीमर क्लैडिंग | ~200 माइक्रोन | मध्यवर्ती युग्मन और ऑप्टिकल हानि |
| मल्टीमोड ग्लास फाइबर | सिलिका कोर + सिलिका क्लैडिंग | 50 माइक्रोन | कम हानि, सख्त संरेखण |
| सिंगल-मोड ग्लास फाइबर | सिलिका कोर + सिलिका क्लैडिंग | बहुत छोटा ऑप्टिकल मोड | सबसे कम हानि और सबसे लंबी पहुंच |
ये मान सार्वभौमिक के बजाय प्रतिनिधि हैं। विभिन्न फाइबर परिवार और केबल निर्माणों में विभिन्न आयामों का उपयोग किया जा सकता है।
कोर व्यास भौतिक फाइबर आकार से अधिक को प्रभावित करता है। यह इस बात को भी प्रभावित करता है कि ट्रांसमीटर से फाइबर में प्रकाश कितनी आसानी से लॉन्च किया जा सकता है और रिसीवर पर कैप्चर किया जा सकता है।
लगभग 1 मिमी पीओएफ एक बहुत बड़ा ऑप्टिकल लक्ष्य प्रस्तुत करता है।
यह ट्रांसमीटर, कनेक्टर और फाइबर कोर के बीच पर्याप्त संरेखण सहनशीलता प्रदान करता है। इसलिए औद्योगिक ऑप्टिकल घटकों में विश्वसनीय ऑप्टिकल युग्मन बनाए रखते हुए अपेक्षाकृत सरल यांत्रिक इंटरफेस का उपयोग किया जा सकता है।
बड़ा कोर विशेष रूप से उपयोगी होता है जहां उपकरण को जल्दी से इकट्ठा किया जाना चाहिए, फील्ड में सेवा दी जानी चाहिए या परिशुद्धता फाइबर-प्रोसेसिंग उपकरण के बिना बनाए रखा जाना चाहिए।
छोटी संचार लिंक के लिए, सरल और दोहराने योग्य युग्मन हर डेसिबल क्षीणन को कम करने से अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है।
एचसीएस पीओएफ की तुलना में कोर आकार को काफी कम कर देता है, लेकिन 200 माइक्रोन कोर सामान्य मल्टीमोड ग्लास फाइबर में पाए जाने वाले 50 माइक्रोन कोर से काफी बड़ा रहता है।
इसलिए यह सिलिका कोर के कम क्षीणन से लाभान्वित होते हुए उपयोगी युग्मन सहनशीलता बनाए रखता है।
यह एचसीएस को कुछ औद्योगिक लिंक के लिए उपयुक्त बनाता है जो पीओएफ के पर्याप्त ऑप्टिकल बजट या ट्रांसमिशन दूरी से अधिक हो गए हैं, लेकिन एक छोटे-कोर वाले पारंपरिक ग्लास-फाइबर सिस्टम की आवश्यकता नहीं है।
जब कोर व्यास 50 माइक्रोन तक कम हो जाता है, तो यांत्रिक संरेखण अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है।
कनेक्टर फेरूल, फाइबर एंड फेस और ट्रांसमीटर संरेखण को ऑप्टिकल पथ को अधिक सटीक रूप से नियंत्रित करना चाहिए क्योंकि प्राप्त करने वाला क्षेत्र बहुत छोटा होता है।
पारंपरिक ग्लास फाइबर औद्योगिक प्रणालियों में उत्कृष्ट विश्वसनीयता प्रदान कर सकता है, लेकिन यह आम तौर पर 1 मिमी पीओएफ सिस्टम की तुलना में अधिक कसकर नियंत्रित कनेक्टर पर निर्भर करता है।
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कोर व्यास, युग्मन सहनशीलता और ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य
फाइबर चयन को ऑप्टिकल-स्रोत चयन से अलग नहीं किया जा सकता है।
औद्योगिक पीएमएमए पीओएफ 650 एनएम के आसपास दृश्यमान लाल प्रकाश से दृढ़ता से जुड़ा हुआ है और आमतौर पर इस तरंग दैर्ध्य रेंज के लिए डिज़ाइन किए गए औद्योगिक एलईडी ट्रांसमीटरों के साथ जोड़ा जाता है।
एचसीएस का उपयोग 650 एनएम ऑप्टिकल सिस्टम के साथ भी किया जा सकता है और यह लगभग 650 एनएम और 850 एनएम तक विस्तारित हो सकते हैं।
पारंपरिक मल्टीमोड ग्लास फाइबर आम तौर पर 850 एनएम और 1300 एनएम के आसपास संचालित होता है, जिसमें 850 एनएम छोटी-पहुंच मल्टीमोड डेटा संचार के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
सिंगल-मोड ग्लास फाइबर आम तौर पर 1310 एनएम और 1550 एनएम के आसपास तरंग दैर्ध्य से जुड़ा होता है, जहां बहुत कम क्षीणन बहुत लंबी लिंक का समर्थन करता है।
व्यवहार में, फाइबर को बदलने से ट्रांसमीटर तरंग दैर्ध्य, रिसीवर संवेदनशीलता और पूर्ण ऑप्टिकल इंटरफ़ेस की जांच करने की भी आवश्यकता हो सकती है।
कम क्षीणन वाला फाइबर स्वचालित रूप से मौजूदा ऑप्टिकल ट्रांसीवर के साथ संगत नहीं होता है।
सामान्य तौर पर, ऑप्टिकल क्षीणन कम होने पर ट्रांसमिशन क्षमता पीओएफ से एचसीएस और फिर पारंपरिक ग्लास फाइबर तक बढ़ती है।
हालांकि, केवल फाइबर प्रकार औद्योगिक ऑप्टिकल लिंक की अधिकतम दूरी को परिभाषित नहीं करता है।
विशिष्ट पीएमएमए पीओएफ में अपेक्षाकृत उच्च ऑप्टिकल क्षीणन होता है।
प्रतिनिधि औद्योगिक पीओएफ में लगभग 650 एनएम के आसपास 150-200 डीबी/किमी तक विस्तारित हो सकते हैं।
छोटी मशीन-आंतरिक दूरी पर व्यक्त किया गया, क्षीणन का वह स्तर अभी भी पूरी तरह से स्वीकार्य हो सकता है। सैकड़ों मीटर पर, संचित फाइबर हानि बहुत अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है।
इसलिए पीओएफ मुख्य रूप से लंबी दूरी के ऑप्टिकल बैकबोन के बजाय छोटे उपकरण-स्तरीय संचार से जुड़ा हुआ है।
उच्च क्षीणन हर आवेदन में पीओएफ को तकनीकी रूप से निम्नतर नहीं बनाता है।
यदि आवश्यक पथ केवल कुछ मीटर या कुछ दसियों मीटर है, तो आसान युग्मन और सरल टर्मिनेशन पारंपरिक सिलिका फाइबर के कम क्षीणन से अधिक मूल्यवान हो सकता है।
पॉलीमर कोर को सिलिका से बदलने से क्षीणन काफी कम हो जाता है।
प्रतिनिधि औद्योगिक एचसीएस फाइबर एकल-अंक डीबी/किमी रेंज में संचालित हो सकते हैं, जो तरंग दैर्ध्य और फाइबर निर्माण पर निर्भर करता है।
यह विशिष्ट पीएमएमए पीओएफ की तुलना में काफी अधिक ऑप्टिकल मार्जिन प्रदान करता है और एचसीएस सिस्टम को लंबी लिंक का समर्थन करने की अनुमति देता है।
औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए, एचसीएस विशेष रूप से तब उपयोगी होता है जब सिस्टम को अतिरिक्त पहुंच की आवश्यकता होती है लेकिन फिर भी अपेक्षाकृत बड़े-कोर वाले ऑप्टिकल इंटरफ़ेस से लाभ होता है।
पारंपरिक मल्टीमोड ग्लास फाइबर और भी कम क्षीणन प्रदान करता है।
प्रतिनिधि 50/125 माइक्रोन मल्टीमोड फाइबर कम एकल-अंक डीबी/किमी रेंज में संचालित हो सकता है, जो तरंग दैर्ध्य और फाइबर ग्रेड पर निर्भर करता है।
सिंगल-मोड सिलिका फाइबर क्षीणन को 1 डीबी/किमी से नीचे कम कर सकता है, जो सामान्य सिंगल-मोड ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य पर प्रति किलोमीटर कुछ दसियों डेसिबल तक पहुंचता है।
लंबी दूरी के संचार के लिए, ये अंतर तेजी से महत्वपूर्ण हो जाते हैं।
हालांकि, एक मशीन या नियंत्रण प्रणाली के अंदर एक छोटी ऑप्टिकल पथ के साथ, किलोमीटर-स्केल ट्रांसमिशन क्षमता बहुत कम व्यावहारिक लाभ प्रदान कर सकती है।
प्रत्येक फाइबर प्रकार को एक अधिकतम ट्रांसमिशन दूरी निर्दिष्ट करना आकर्षक है, लेकिन यह भ्रामक हो सकता है।
व्यावहारिक लिंक दूरी पूर्ण ऑप्टिकल पावर बजट पर निर्भर करती है, जिसमें शामिल हैं:
ट्रांसमीटर आउटपुट पावर;
रिसीवर संवेदनशीलता;
फाइबर क्षीणन;
कनेक्टर हानि;
ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य;
तापमान;
डेटा दर;
आवश्यक ऑप्टिकल मार्जिन।
इसलिए विभिन्न ऑप्टिकल ट्रांसीवर परिवार एक ही फाइबर प्रकार का उपयोग करके बहुत अलग दूरी उत्पन्न कर सकते हैं।
एक पीओएफ सिस्टम एक आवेदन में केवल कुछ दसियों मीटर का समर्थन कर सकता है जबकि दूसरा सिस्टम दूर संचालित होता है। एचसीएस उस दूरी को काफी बढ़ा सकता है, लेकिन इसकी सटीक पहुंच अभी भी पूर्ण ट्रांसमीटर-रिसीवर सिस्टम द्वारा निर्धारित की जाती है।
इसलिए फाइबर चयन एक सार्वभौमिक दूरी संख्या के बजाय आवश्यक ऑप्टिकल लिंक प्रदर्शन के साथ शुरू होना चाहिए।
ऑप्टिकल क्षीणन का पैमाना बताता है कि ये फाइबर प्रौद्योगिकियां विभिन्न अनुप्रयोग श्रेणियों पर क्यों कब्जा करती हैं।
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ऑप्टिकल क्षीणन और ट्रांसमिशन पहुंच
| फाइबर प्रौद्योगिकी | प्रतिनिधि कोर | विशिष्ट तरंग दैर्ध्य क्षेत्र | प्रतिनिधि क्षीणन पैमाना |
|---|---|---|---|
| पीएमएमए पीओएफ | ~980 माइक्रोन | ~650 एनएम | ~150-200 डीबी/किमी |
| 200 माइक्रोन एचसीएस | ~200 माइक्रोन | 650/850 एनएम | एकल-अंक डीबी/किमी |
| 50/125 माइक्रोन मल्टीमोड ग्लास | 50 माइक्रोन | 850/1300 एनएम | कम एकल-अंक डीबी/किमी |
| सिंगल-मोड ग्लास | छोटा ऑप्टिकल मोड | 1310/1550 एनएम | सब-1 डीबी/किमी |
ये आंकड़े परिमाण के सापेक्ष क्रम को समझने के लिए उपयोगी हैं, न कि एक पूर्ण औद्योगिक लिंक को निर्दिष्ट करने के लिए।
कनेक्टर हानि, ट्रांसीवर विशेषताओं, ऑपरेटिंग तापमान और डेटा दर को अभी भी वास्तविक डिजाइन में विचार करने की आवश्यकता है।
तापमान पीओएफ, एचसीएस और ग्लास-फाइबर तुलना के सबसे आसानी से अति-सरलीकृत भागों में से एक है।
यह मानना गलत है कि हर पीओएफ सिस्टम में हर एचसीएस सिस्टम की तुलना में कम तापमान सीमा होती है, या ग्लास कोर का चयन स्वचालित रूप से उच्च-तापमान आवश्यकता को हल करता है।
पीओएफ में ऑप्टिकल फाइबर और इसके आसपास के निर्माण दोनों में पॉलीमर सामग्री होती है।
तापमान क्षीणन, यांत्रिक गुणों और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को प्रभावित कर सकता है।
औद्योगिक पीओएफ उत्पाद विभिन्न निर्माणों में उपलब्ध हैं, और कुछ को लगभग +85 डिग्री सेल्सियस तक विस्तारित हो सकते हैं।
इसलिए प्रासंगिक प्रश्न केवल यह नहीं है कि क्या पीओएफ गर्मी को सहन कर सकता है।
सही इंजीनियरिंग जांच यह है कि क्या विशिष्ट पीओएफ फाइबर और केबल निर्माण आवश्यक तापमान प्रोफ़ाइल के लिए योग्य है।
निरंतर ऑपरेटिंग तापमान, चरम एक्सपोजर तापमान और अपेक्षित सेवा की स्थिति सभी को रेटेड सिस्टम सीमाओं के भीतर रहना चाहिए।
एचसीएस पॉलीमर ऑप्टिकल कोर को सिलिका से बदल देता है, जो अतिरिक्त डिजाइन लचीलापन प्रदान करता है।
हालांकि, पॉलीमर क्लैडिंग, कोटिंग्स, बफ़र्स और केबल जैकेट अभी भी तापमान सीमाएं लगा सकते हैं।
कुछ पूर्ण औद्योगिक एचसीएस केबल सिस्टम में लगभग +80 डिग्री सेल्सियस की ऑपरेटिंग रेंज हो सकती है, जबकि विशेष एचसीएस फाइबर निर्माण लगभग +125 डिग्री सेल्सियस तक विस्तारित हो सकते हैं।
इसलिए एक साधारण पीओएफ < एचसीएस तापमान रैंकिंग अविश्वसनीय है। वास्तविक तापमान क्षमता विशिष्ट फाइबर और केबल निर्माण पर निर्भर करती है।
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तापमान क्षमता पूर्ण फाइबर सिस्टम पर निर्भर करती है
जब पर्यावरण पारंपरिक पॉलीमर-आधारित केबल सिस्टम की तापमान क्षमता से बहुत आगे निकल जाता है, तो विशेष सिलिका फाइबर तेजी से महत्वपूर्ण हो जाते हैं।
विशेष उच्च-तापमान कोटिंग्स वाले सिलिका फाइबर को कुछ विशेष अनुप्रयोगों में लगभग +300 डिग्री सेल्सियस तक के वातावरण के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।
इन तापमानों पर, कोटिंग तकनीक, बफर निर्माण, कनेक्टर और आसपास की यांत्रिक सुरक्षा फाइबर-सिस्टम डिजाइन के केंद्रीय भाग बन जाते हैं।
ऑप्टिकल कोर एक तैयार औद्योगिक फाइबर असेंबली का केवल एक हिस्सा है।
एक पूर्ण प्रणाली में शामिल हो सकते हैं:
कोर;
क्लैडिंग;
कोटिंग;
बफर;
शक्ति सदस्य;
केबल जैकेट;
कनेक्टर बॉडी;
फेरूल;
टर्मिनेशन संरचना।
उपयोगी सिस्टम तापमान पूर्ण असेंबली में प्रासंगिक घटकों द्वारा सीमित है।
जब एक पीओएफ लिंक अपनी योग्य तापमान सीमा के करीब पहुंचता है, तो एचसीएस या उपयुक्त सिलिका-फाइबर सिस्टम पर जाने से एक व्यापक डिजाइन विंडो मिल सकती है। पूर्ण केबल और कनेक्टर सिस्टम की अभी भी जांच करने की आवश्यकता है।
स्थापना विधि सीधे श्रम आवश्यकताओं, फील्ड विश्वसनीयता और रखरखाव रणनीति को प्रभावित करती है।
बड़े-कोर वाला पीओएफ विशेष रूप से सरल फील्ड टर्मिनेशन के लिए उपयुक्त है।
कई औद्योगिक पीओएफ कनेक्टर सिस्टम को परिशुद्धता फाइबर-स्प्लिसिंग उपकरण के बजाय अपेक्षाकृत सरल कटाई, स्ट्रिपिंग या क्रिम्पिंग प्रक्रियाओं का उपयोग करके इकट्ठा किया जा सकता है।
बड़ा कोर टर्मिनेशन को छोटे संरेखण भिन्नताओं के प्रति अधिक सहनशील बनाता है।
यह इसमें उपयोगी है:
मशीन निर्माण;
नियंत्रण कैबिनेट असेंबली;
उपकरण रखरखाव;
फील्ड प्रतिस्थापन;
छोटी औद्योगिक संचार लिंक।
जहां क्षतिग्रस्त केबल को जल्दी से बदलने की आवश्यकता होती है, वहां स्थापना सरलता एक महत्वपूर्ण सिस्टम-स्तरीय लाभ बन सकती है।
कुछ एचसीएस सिस्टम क्रिम्प-एंड-क्लीव टर्मिनेशन का समर्थन करते हैं।
संगत डिजाइन एपॉक्सी और पॉलिशिंग चरणों से बच सकते हैं और अपेक्षाकृत सरल हाथ उपकरणों का उपयोग करके फील्ड टर्मिनेशन की अनुमति दे सकते हैं।
इसलिए एचसीएस एक सिलिका ऑप्टिकल कोर और पीओएफ की तुलना में बहुत कम क्षीणन को औद्योगिक फील्ड सेवा के लिए डिज़ाइन की गई स्थापना विधियों के साथ जोड़ सकता है।
हर एचसीएस उत्पाद एक ही टर्मिनेशन विधि का उपयोग नहीं करता है, इसलिए विशिष्ट फाइबर सिस्टम के लिए कनेक्टर और टर्मिनेशन प्रक्रिया की जांच की जानी चाहिए।
पारंपरिक मल्टीमोड और सिंगल-मोड ग्लास-फाइबर सिस्टम बहुत छोटे ऑप्टिकल कोर का उपयोग करते हैं।
इसलिए कनेक्टर गुणवत्ता और फाइबर संरेखण अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं।
फैक्ट्री-टर्मिनेटेड ग्लास-फाइबर असेंबली उत्कृष्ट प्रदर्शन और विश्वसनीयता प्रदान कर सकती है, लेकिन फील्ड कनेक्टरराइजेशन को आम तौर पर अधिक प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
उन प्रणालियों में जहां केबल एक बार स्थापित किया जाता है और शायद ही कभी छुआ जाता है, यह थोड़ा नुकसान प्रस्तुत कर सकता है।
जहां उपकरण की अक्सर सेवा या संशोधन किया जाता है, वहां टर्मिनेशन सरलता का अधिक महत्व हो सकता है।
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फील्ड टर्मिनेशन और स्थापना: पीओएफ बनाम एचसीएस बनाम ग्लास फाइबर
यांत्रिक विश्वसनीयता को केवल प्लास्टिक और कांच के बीच एक साधारण तुलना तक कम नहीं किया जाना चाहिए।
तैयार केबल निर्माण ऑप्टिकल सामग्री जितना ही महत्वपूर्ण है।
पीओएफ अपने बड़े पॉलीमर निर्माण और आम तौर पर क्षमाशील हैंडलिंग विशेषताओं से लाभान्वित होता है।
औद्योगिक एचसीएस फाइबर को कंपन, घर्षण, बार-बार झुकने, तन्यता भार और रासायनिक जोखिम का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।
उपयुक्त बफ़र्स, शक्ति सदस्यों और जैकेटों द्वारा संरक्षित होने पर पारंपरिक ग्लास फाइबर भी अत्यधिक विश्वसनीय हो सकता है।
एक व्यावहारिक यांत्रिक तुलना में चार प्रश्नों को अलग करना चाहिए:
नग्न फाइबर कैसा व्यवहार करता है?
कौन सी कोटिंग या बफर इसे सुरक्षित रखता है?
फाइबर को तैयार केबल में कैसे शामिल किया जाता है?
कनेक्टर या टर्मिनेशन कितना मजबूत है?
एक ठीक से डिज़ाइन किया गया औद्योगिक ग्लास-फाइबर केबल अपर्याप्त रूप से संरक्षित पीओएफ केबल की तुलना में एक मांग वाले वातावरण के लिए अधिक उपयुक्त हो सकता है।
फाइबर सामग्री अकेले यांत्रिक विश्वसनीयता निर्धारित नहीं करती है।
फाइबर मूल्य सिस्टम लागत का केवल एक हिस्सा है।
एक सार्थक तुलना में भी शामिल होना चाहिए:
ऑप्टिकल ट्रांसमीटर और रिसीवर;
कनेक्टर;
टर्मिनेशन उपकरण;
तकनीशियन कौशल आवश्यकताएं;
स्थापना समय;
फील्ड मरम्मत विधि;
रखरखाव आवश्यकताएं;
ऑप्टिकल मार्जिन;
आवश्यक पर्यावरणीय सुरक्षा।
छोटी औद्योगिक लिंक के लिए, पीओएफ आर्थिक रूप से आकर्षक हो सकता है क्योंकि सरल ऑप्टिकल घटक और सरल टर्मिनेशन स्थापित-सिस्टम जटिलता को कम कर सकते हैं।
एचसीएस की घटक लागत अधिक हो सकती है लेकिन छोटे-कोर वाले ग्लास-फाइबर आर्किटेक्चर पर सीधे जाए बिना लंबी लिंक के लिए आवश्यक अतिरिक्त ऑप्टिकल मार्जिन प्रदान करता है।
पारंपरिक ग्लास फाइबर आम तौर पर सख्त कनेक्टर नियंत्रण की मांग करता है, लेकिन इसकी कम क्षीणन और व्यापक ऑप्टिकल पारिस्थितिकी तंत्र दूरी और बैंडविड्थ आवश्यकताओं में वृद्धि के साथ तेजी से मूल्यवान हो जाते हैं।
इस कारण से, सबसे कम कीमत वाला फाइबर आवश्यक रूप से सबसे कम स्थापित लिंक लागत का उत्पादन नहीं करता है, जबकि सर्वोत्तम ऑप्टिकल प्रदर्शन वाला फाइबर ऐसी क्षमता प्रदान कर सकता है जिसकी छोटी औद्योगिक लिंक को आवश्यकता नहीं है।
पारंपरिक ग्लास फाइबर पीओएफ की तुलना में बहुत कम क्षीणन प्रदान करता है, लेकिन कई औद्योगिक ऑप्टिकल लिंक अधिकतम ट्रांसमिशन दूरी के आसपास डिज़ाइन नहीं किए गए हैं।
मशीनों, कन्वर्टर्स, सर्वो सिस्टम, ड्राइव और अन्य औद्योगिक उपकरणों के अंदर, ऑप्टिकल पथ अपेक्षाकृत छोटा हो सकता है।
इन स्थितियों में, इंजीनियरों को अधिक महत्व दे सकते हैं:
बड़े-कोर युग्मन सहनशीलता;
सरल कनेक्टर;
तेज असेंबली;
आसान रखरखाव;
पर्याप्त छोटी दूरी का ऑप्टिकल प्रदर्शन।
बहुत छोटी लिंक पर, उच्च-हानि और कम-हानि वाले फाइबर के बीच का अंतर सैकड़ों मीटर या किलोमीटर पर होने वाले अंतर से बहुत कम व्यावहारिक महत्व का हो सकता है।
पीओएफ इसलिए उपयोगी बना हुआ है क्योंकि यह एक अलग अनुकूलन समस्या को हल करता है।
इसे अधिकतम ट्रांसमिशन दूरी पर सिंगल-मोड ग्लास फाइबर के साथ प्रतिस्पर्धा करने की आवश्यकता नहीं है। इसका मूल्य एक सरल और व्यावहारिक ऑप्टिकल लिंक प्रदान करने में निहित है जहां आवश्यक दूरी सिस्टम के ऑप्टिकल बजट के भीतर रहती है।
एक विशिष्ट संक्रमण को इस प्रकार समझा जा सकता है:
पीओएफ सरल कनेक्शन और स्थापना प्रदान करता है
↓
आवश्यक दूरी या ऑप्टिकल मार्जिन बढ़ता है
↓
पीओएफ क्षीणन प्रतिबंधात्मक हो जाता है
↓
एचसीएस अपेक्षाकृत बड़े कोर व्यास को बनाए रखते हुए कम-हानि वाले सिलिका कोर का परिचय देता है
इसलिए एचसीएस तब उपयुक्त हो सकता है जब किसी एप्लिकेशन को निम्नलिखित में से किसी संयोजन की आवश्यकता हो:
विशिष्ट पीओएफ से अधिक ट्रांसमिशन दूरी;
काफी कम ऑप्टिकल क्षीणन;
650 एनएम औद्योगिक ऑप्टिकल सिस्टम के साथ संगतता;
पारंपरिक 50/125 माइक्रोन ग्लास फाइबर से अधिक युग्मन सहनशीलता;
व्यावहारिक फील्ड टर्मिनेशन;
अतिरिक्त पर्यावरणीय क्षमता;
दूरसंचार-शैली फाइबर आर्किटेक्चर पर तुरंत जाए बिना अधिक ऑप्टिकल मार्जिन।
एचसीएस सार्वभौमिक रूप से पीओएफ या पारंपरिक ग्लास फाइबर से बेहतर नहीं है।
बहुत छोटी लिंक के लिए जहां सरलता हावी होती है, पीओएफ अधिक उपयुक्त विकल्प बना रह सकता है।
लंबी दूरी के संचार, उच्च बैंडविड्थ या मानक ऑप्टिकल-नेटवर्क संगतता के लिए, पारंपरिक ग्लास फाइबर अधिक उपयुक्त हो सकता है।
एचसीएस तब सबसे मूल्यवान हो जाता है जब एप्लिकेशन की आवश्यकताएं उन दो क्षेत्रों के बीच आती हैं।
सबसे विश्वसनीय चयन विधि केवल फाइबर सामग्री से चुनने के बजाय पूर्ण एप्लिकेशन का मूल्यांकन करना है।
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औद्योगिक फाइबर चयन ढांचा: पीओएफ, एचसीएस या ग्लास फाइबर
भौतिक संचार दूरी और आवश्यक ऑप्टिकल मार्जिन से शुरू करें।
छोटी आंतरिक उपकरण लिंक अक्सर पीओएफ के साथ संगत होती हैं।
जैसे-जैसे दूरी बढ़ती है, एचसीएस अपने बहुत कम क्षीणन के कारण अधिक आकर्षक हो जाता है।
अभी भी लंबी लिंक के लिए, पारंपरिक मल्टीमोड या सिंगल-मोड ग्लास फाइबर आम तौर पर सबसे मजबूत ऑप्टिकल प्रदर्शन प्रदान करता है।
जांचें:
न्यूनतम ऑपरेटिंग तापमान;
अधिकतम निरंतर तापमान;
अस्थायी चरम तापमान;
अपेक्षित सेवा की स्थिति।
यह मानने की गलती न करें कि केवल फाइबर कोर सामग्री ही परिणाम निर्धारित करती है।
फाइबर, बफर, केबल और कनेक्टर सिस्टम सभी को आवश्यक तापमान सीमा के लिए उपयुक्त रहना चाहिए।<
औद्योगिक ऑप्टिकल लिंक में फाइबर कहाँ स्थापित है और संचार लिंक से क्या अपेक्षा की जाती है, इसके आधार पर बहुत भिन्न आवश्यकताएं हो सकती हैं। औद्योगिक उपकरणों के अंदर एक छोटा कनेक्शन, लंबी मशीन-से-मशीन या प्लांट-स्तरीय लिंक की तुलना में बहुत अलग डिजाइन प्राथमिकताओं को रखता है।
यही कारण है किप्लास्टिक ऑप्टिकल फाइबर (पीओएफ), हार्ड-क्लैड सिलिका (एचसीएस) और पारंपरिक ग्लास ऑप्टिकल फाइबर की तुलना केवल ट्रांसमिशन दूरी के आधार पर नहीं की जानी चाहिए।
वे कोर सामग्री, कोर व्यास, ऑप्टिकल क्षीणन, युग्मन सहनशीलता, तापमान क्षमता, कनेक्टर आवश्यकताओं और व्यावहारिक ट्रांसमिशन दूरी में भिन्न होते हैं।
बेहतर इंजीनियरिंग प्रश्न यह नहीं है:
कौन सा फाइबर सबसे अच्छा है?
यह है:
आवश्यक दूरी, तापमान, ऑप्टिकल स्रोत, कनेक्शन विधि, ऑपरेटिंग वातावरण और कुल सिस्टम लागत के लिए कौन सा फाइबर बेहतर है?
ये चर आमतौर पर सबसे उपयुक्त फाइबर प्रकार निर्धारित करते हैं।
पीओएफ, एचसीएस और पारंपरिक ग्लास फाइबर मुख्य रूप से अपनी कोर और क्लैडिंग सामग्री में भिन्न होते हैं। पीओएफ में सामान्यतः एक पॉलीमर कोर और पॉलीमर क्लैडिंग का उपयोग होता है, एचसीएस सिलिका कोर को हार्ड पॉलीमर क्लैडिंग के साथ जोड़ता है, जबकि पारंपरिक संचार-ग्रेड ग्लास फाइबर में आमतौर पर सिलिका-आधारित कोर और सिलिका क्लैडिंग का उपयोग होता है। ये संरचनात्मक अंतर क्षीणन, युग्मन सहनशीलता, कनेक्टर परिशुद्धता, तापमान क्षमता और व्यावहारिक ट्रांसमिशन दूरी को प्रभावित करते हैं।
इसकी सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक इसका बड़ा ऑप्टिकल कोर है। एक विशिष्ट 1 मिमी औद्योगिक पीओएफ में लगभग 980 माइक्रोन 1,000 माइक्रोन फाइबर के अंदर तक विस्तारित हो सकते हैं।
यह पारंपरिक संचार फाइबर की तुलना में बहुत बड़ा है।
बड़ा कोर एक बड़ा ऑप्टिकल लक्ष्य प्रदान करता है, जिससे ट्रांसमीटर-से-फाइबर और फाइबर-से-रिसीवर संरेखण अपेक्षाकृत सहनशील हो जाता है। इसलिए कनेक्टर या ऑप्टिकल इंटरफेस में छोटे यांत्रिक विचलन बहुत छोटे-कोर वाले ग्लास फाइबर की तुलना में कम महत्वपूर्ण होते हैं।
छोटी औद्योगिक लिंक के लिए, यह सिस्टम डिजाइन और रखरखाव दोनों को सरल बना सकता है।
इसलिए पीओएफ लाभों के लिए कम ऑप्टिकल क्षीणन का व्यापार करता है जैसे:
सरल युग्मन;
सहनशील कनेक्टर संरेखण;
सीधी फील्ड टर्मिनेशन;
आसान रखरखाव;
अपेक्षाकृत सरल ऑप्टिकल इंटरफेस।
जब आवश्यक दूरी कम होती है, तो ये लाभ संभवतः सबसे कम फाइबर हानि प्राप्त करने से अधिक महत्वपूर्ण हो सकते हैं।
हार्ड-क्लैड सिलिका, या एचसीएस, हार्ड पॉलीमर क्लैडिंग से घिरे सिलिका ग्लास कोर का उपयोग करता है।
यह इसे संरचनात्मक रूप से पीओएफ और पारंपरिक ऑल-सिलिका फाइबर के बीच रखता है।
एक सामान्य औद्योगिक एचसीएस कॉन्फ़िगरेशन लगभग 200 माइक्रोन सिलिका कोर लगभग 230 माइक्रोन क्लैडिंग के साथ का उपयोग करता है, हालांकि अन्य कोर आकार भी उपलब्ध हैं।
कोर विशिष्ट औद्योगिक पीओएफ में उपयोग किए जाने वाले लगभग 1 मिमी कोर से बहुत छोटा है, लेकिन पारंपरिक मल्टीमोड संचार फाइबर के 50 माइक्रोन कोर से काफी बड़ा है।
चूंकि प्रकाश सिलिका कोर के माध्यम से प्रचारित होता है, एचसीएस पीएमएमए पीओएफ की तुलना में बहुत कम ऑप्टिकल क्षीणन प्राप्त कर सकता है, जबकि अभी भी एक अपेक्षाकृत बड़ा ऑप्टिकल लक्ष्य बनाए रखता है।
औद्योगिक प्रणालियों के लिए, यह संयोजन तब उपयोगी हो सकता है जब पीओएफ पर्याप्त ऑप्टिकल मार्जिन या ट्रांसमिशन दूरी प्रदान नहीं करता है, लेकिन एक छोटे-कोर वाला पारंपरिक ग्लास-फाइबर सिस्टम अनावश्यक स्थापना जटिलता जोड़ देगा।
इसलिए एचसीएस एक उपयोगी मध्यवर्ती स्थिति पर कब्जा कर सकता है:
पीओएफ से कम ऑप्टिकल हानि, जबकि छोटे-कोर वाले पारंपरिक ग्लास फाइबर की तुलना में युग्मन के प्रति अधिक सहनशील बना रहता है।
पारंपरिक संचार-ग्रेड ग्लास फाइबर में आम तौर पर सिलिका कोर और सिलिका क्लैडिंग का उपयोग होता है।
औद्योगिक और डेटा संचार प्रणालियों के लिए, 50/125 माइक्रोन मल्टीमोड फाइबर एक सामान्य संदर्भ बिंदु है। पुरानी स्थापनाओं में 62.5/125 माइक्रोन मल्टीमोड फाइबर का भी उपयोग किया जा सकता है।
सिंगल-मोड ग्लास फाइबर बहुत छोटे ऑप्टिकल मोड का उपयोग करता है और बहुत लंबी ट्रांसमिशन दूरी और बहुत कम क्षीणन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है।
पीओएफ और एचसीएस की तुलना में, पारंपरिक मल्टीमोड ग्लास फाइबर में बहुत छोटा कोर होता है। इसलिए कनेक्टर ज्यामिति, फाइबर संरेखण और ऑप्टिकल युग्मन के लिए अधिक परिशुद्धता की आवश्यकता होती है।
लाभ बहुत कम क्षीणन और उच्च-बैंडविड्थ और लंबी दूरी के ऑप्टिकल संचार के लिए एक परिपक्व पारिस्थितिकी तंत्र तक पहुंच है।
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पीओएफ, एचसीएस और ग्लास फाइबर संरचना तुलना
| फाइबर प्रकार | विशिष्ट सामग्री संरचना | प्रतिनिधि कोर आकार | सामान्य इंजीनियरिंग विशेषता |
|---|---|---|---|
| पीओएफ | पॉलीमर कोर + पॉलीमर क्लैडिंग | ~980 माइक्रोन | बहुत सहनशील ऑप्टिकल युग्मन |
| एचसीएस | सिलिका कोर + हार्ड पॉलीमर क्लैडिंग | ~200 माइक्रोन | मध्यवर्ती युग्मन और ऑप्टिकल हानि |
| मल्टीमोड ग्लास फाइबर | सिलिका कोर + सिलिका क्लैडिंग | 50 माइक्रोन | कम हानि, सख्त संरेखण |
| सिंगल-मोड ग्लास फाइबर | सिलिका कोर + सिलिका क्लैडिंग | बहुत छोटा ऑप्टिकल मोड | सबसे कम हानि और सबसे लंबी पहुंच |
ये मान सार्वभौमिक के बजाय प्रतिनिधि हैं। विभिन्न फाइबर परिवार और केबल निर्माणों में विभिन्न आयामों का उपयोग किया जा सकता है।
कोर व्यास भौतिक फाइबर आकार से अधिक को प्रभावित करता है। यह इस बात को भी प्रभावित करता है कि ट्रांसमीटर से फाइबर में प्रकाश कितनी आसानी से लॉन्च किया जा सकता है और रिसीवर पर कैप्चर किया जा सकता है।
लगभग 1 मिमी पीओएफ एक बहुत बड़ा ऑप्टिकल लक्ष्य प्रस्तुत करता है।
यह ट्रांसमीटर, कनेक्टर और फाइबर कोर के बीच पर्याप्त संरेखण सहनशीलता प्रदान करता है। इसलिए औद्योगिक ऑप्टिकल घटकों में विश्वसनीय ऑप्टिकल युग्मन बनाए रखते हुए अपेक्षाकृत सरल यांत्रिक इंटरफेस का उपयोग किया जा सकता है।
बड़ा कोर विशेष रूप से उपयोगी होता है जहां उपकरण को जल्दी से इकट्ठा किया जाना चाहिए, फील्ड में सेवा दी जानी चाहिए या परिशुद्धता फाइबर-प्रोसेसिंग उपकरण के बिना बनाए रखा जाना चाहिए।
छोटी संचार लिंक के लिए, सरल और दोहराने योग्य युग्मन हर डेसिबल क्षीणन को कम करने से अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है।
एचसीएस पीओएफ की तुलना में कोर आकार को काफी कम कर देता है, लेकिन 200 माइक्रोन कोर सामान्य मल्टीमोड ग्लास फाइबर में पाए जाने वाले 50 माइक्रोन कोर से काफी बड़ा रहता है।
इसलिए यह सिलिका कोर के कम क्षीणन से लाभान्वित होते हुए उपयोगी युग्मन सहनशीलता बनाए रखता है।
यह एचसीएस को कुछ औद्योगिक लिंक के लिए उपयुक्त बनाता है जो पीओएफ के पर्याप्त ऑप्टिकल बजट या ट्रांसमिशन दूरी से अधिक हो गए हैं, लेकिन एक छोटे-कोर वाले पारंपरिक ग्लास-फाइबर सिस्टम की आवश्यकता नहीं है।
जब कोर व्यास 50 माइक्रोन तक कम हो जाता है, तो यांत्रिक संरेखण अधिक महत्वपूर्ण हो जाता है।
कनेक्टर फेरूल, फाइबर एंड फेस और ट्रांसमीटर संरेखण को ऑप्टिकल पथ को अधिक सटीक रूप से नियंत्रित करना चाहिए क्योंकि प्राप्त करने वाला क्षेत्र बहुत छोटा होता है।
पारंपरिक ग्लास फाइबर औद्योगिक प्रणालियों में उत्कृष्ट विश्वसनीयता प्रदान कर सकता है, लेकिन यह आम तौर पर 1 मिमी पीओएफ सिस्टम की तुलना में अधिक कसकर नियंत्रित कनेक्टर पर निर्भर करता है।
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कोर व्यास, युग्मन सहनशीलता और ऑप्टिकल तरंग दैर्ध्य
फाइबर चयन को ऑप्टिकल-स्रोत चयन से अलग नहीं किया जा सकता है।
औद्योगिक पीएमएमए पीओएफ 650 एनएम के आसपास दृश्यमान लाल प्रकाश से दृढ़ता से जुड़ा हुआ है और आमतौर पर इस तरंग दैर्ध्य रेंज के लिए डिज़ाइन किए गए औद्योगिक एलईडी ट्रांसमीटरों के साथ जोड़ा जाता है।
एचसीएस का उपयोग 650 एनएम ऑप्टिकल सिस्टम के साथ भी किया जा सकता है और यह लगभग 650 एनएम और 850 एनएम तक विस्तारित हो सकते हैं।
पारंपरिक मल्टीमोड ग्लास फाइबर आम तौर पर 850 एनएम और 1300 एनएम के आसपास संचालित होता है, जिसमें 850 एनएम छोटी-पहुंच मल्टीमोड डेटा संचार के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
सिंगल-मोड ग्लास फाइबर आम तौर पर 1310 एनएम और 1550 एनएम के आसपास तरंग दैर्ध्य से जुड़ा होता है, जहां बहुत कम क्षीणन बहुत लंबी लिंक का समर्थन करता है।
व्यवहार में, फाइबर को बदलने से ट्रांसमीटर तरंग दैर्ध्य, रिसीवर संवेदनशीलता और पूर्ण ऑप्टिकल इंटरफ़ेस की जांच करने की भी आवश्यकता हो सकती है।
कम क्षीणन वाला फाइबर स्वचालित रूप से मौजूदा ऑप्टिकल ट्रांसीवर के साथ संगत नहीं होता है।
सामान्य तौर पर, ऑप्टिकल क्षीणन कम होने पर ट्रांसमिशन क्षमता पीओएफ से एचसीएस और फिर पारंपरिक ग्लास फाइबर तक बढ़ती है।
हालांकि, केवल फाइबर प्रकार औद्योगिक ऑप्टिकल लिंक की अधिकतम दूरी को परिभाषित नहीं करता है।
विशिष्ट पीएमएमए पीओएफ में अपेक्षाकृत उच्च ऑप्टिकल क्षीणन होता है।
प्रतिनिधि औद्योगिक पीओएफ में लगभग 650 एनएम के आसपास 150-200 डीबी/किमी तक विस्तारित हो सकते हैं।
छोटी मशीन-आंतरिक दूरी पर व्यक्त किया गया, क्षीणन का वह स्तर अभी भी पूरी तरह से स्वीकार्य हो सकता है। सैकड़ों मीटर पर, संचित फाइबर हानि बहुत अधिक महत्वपूर्ण हो जाती है।
इसलिए पीओएफ मुख्य रूप से लंबी दूरी के ऑप्टिकल बैकबोन के बजाय छोटे उपकरण-स्तरीय संचार से जुड़ा हुआ है।
उच्च क्षीणन हर आवेदन में पीओएफ को तकनीकी रूप से निम्नतर नहीं बनाता है।
यदि आवश्यक पथ केवल कुछ मीटर या कुछ दसियों मीटर है, तो आसान युग्मन और सरल टर्मिनेशन पारंपरिक सिलिका फाइबर के कम क्षीणन से अधिक मूल्यवान हो सकता है।
पॉलीमर कोर को सिलिका से बदलने से क्षीणन काफी कम हो जाता है।
प्रतिनिधि औद्योगिक एचसीएस फाइबर एकल-अंक डीबी/किमी रेंज में संचालित हो सकते हैं, जो तरंग दैर्ध्य और फाइबर निर्माण पर निर्भर करता है।
यह विशिष्ट पीएमएमए पीओएफ की तुलना में काफी अधिक ऑप्टिकल मार्जिन प्रदान करता है और एचसीएस सिस्टम को लंबी लिंक का समर्थन करने की अनुमति देता है।
औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए, एचसीएस विशेष रूप से तब उपयोगी होता है जब सिस्टम को अतिरिक्त पहुंच की आवश्यकता होती है लेकिन फिर भी अपेक्षाकृत बड़े-कोर वाले ऑप्टिकल इंटरफ़ेस से लाभ होता है।
पारंपरिक मल्टीमोड ग्लास फाइबर और भी कम क्षीणन प्रदान करता है।
प्रतिनिधि 50/125 माइक्रोन मल्टीमोड फाइबर कम एकल-अंक डीबी/किमी रेंज में संचालित हो सकता है, जो तरंग दैर्ध्य और फाइबर ग्रेड पर निर्भर करता है।
सिंगल-मोड सिलिका फाइबर क्षीणन को 1 डीबी/किमी से नीचे कम कर सकता है, जो सामान्य सिंगल-मोड ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य पर प्रति किलोमीटर कुछ दसियों डेसिबल तक पहुंचता है।
लंबी दूरी के संचार के लिए, ये अंतर तेजी से महत्वपूर्ण हो जाते हैं।
हालांकि, एक मशीन या नियंत्रण प्रणाली के अंदर एक छोटी ऑप्टिकल पथ के साथ, किलोमीटर-स्केल ट्रांसमिशन क्षमता बहुत कम व्यावहारिक लाभ प्रदान कर सकती है।
प्रत्येक फाइबर प्रकार को एक अधिकतम ट्रांसमिशन दूरी निर्दिष्ट करना आकर्षक है, लेकिन यह भ्रामक हो सकता है।
व्यावहारिक लिंक दूरी पूर्ण ऑप्टिकल पावर बजट पर निर्भर करती है, जिसमें शामिल हैं:
ट्रांसमीटर आउटपुट पावर;
रिसीवर संवेदनशीलता;
फाइबर क्षीणन;
कनेक्टर हानि;
ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य;
तापमान;
डेटा दर;
आवश्यक ऑप्टिकल मार्जिन।
इसलिए विभिन्न ऑप्टिकल ट्रांसीवर परिवार एक ही फाइबर प्रकार का उपयोग करके बहुत अलग दूरी उत्पन्न कर सकते हैं।
एक पीओएफ सिस्टम एक आवेदन में केवल कुछ दसियों मीटर का समर्थन कर सकता है जबकि दूसरा सिस्टम दूर संचालित होता है। एचसीएस उस दूरी को काफी बढ़ा सकता है, लेकिन इसकी सटीक पहुंच अभी भी पूर्ण ट्रांसमीटर-रिसीवर सिस्टम द्वारा निर्धारित की जाती है।
इसलिए फाइबर चयन एक सार्वभौमिक दूरी संख्या के बजाय आवश्यक ऑप्टिकल लिंक प्रदर्शन के साथ शुरू होना चाहिए।
ऑप्टिकल क्षीणन का पैमाना बताता है कि ये फाइबर प्रौद्योगिकियां विभिन्न अनुप्रयोग श्रेणियों पर क्यों कब्जा करती हैं।
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ऑप्टिकल क्षीणन और ट्रांसमिशन पहुंच
| फाइबर प्रौद्योगिकी | प्रतिनिधि कोर | विशिष्ट तरंग दैर्ध्य क्षेत्र | प्रतिनिधि क्षीणन पैमाना |
|---|---|---|---|
| पीएमएमए पीओएफ | ~980 माइक्रोन | ~650 एनएम | ~150-200 डीबी/किमी |
| 200 माइक्रोन एचसीएस | ~200 माइक्रोन | 650/850 एनएम | एकल-अंक डीबी/किमी |
| 50/125 माइक्रोन मल्टीमोड ग्लास | 50 माइक्रोन | 850/1300 एनएम | कम एकल-अंक डीबी/किमी |
| सिंगल-मोड ग्लास | छोटा ऑप्टिकल मोड | 1310/1550 एनएम | सब-1 डीबी/किमी |
ये आंकड़े परिमाण के सापेक्ष क्रम को समझने के लिए उपयोगी हैं, न कि एक पूर्ण औद्योगिक लिंक को निर्दिष्ट करने के लिए।
कनेक्टर हानि, ट्रांसीवर विशेषताओं, ऑपरेटिंग तापमान और डेटा दर को अभी भी वास्तविक डिजाइन में विचार करने की आवश्यकता है।
तापमान पीओएफ, एचसीएस और ग्लास-फाइबर तुलना के सबसे आसानी से अति-सरलीकृत भागों में से एक है।
यह मानना गलत है कि हर पीओएफ सिस्टम में हर एचसीएस सिस्टम की तुलना में कम तापमान सीमा होती है, या ग्लास कोर का चयन स्वचालित रूप से उच्च-तापमान आवश्यकता को हल करता है।
पीओएफ में ऑप्टिकल फाइबर और इसके आसपास के निर्माण दोनों में पॉलीमर सामग्री होती है।
तापमान क्षीणन, यांत्रिक गुणों और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को प्रभावित कर सकता है।
औद्योगिक पीओएफ उत्पाद विभिन्न निर्माणों में उपलब्ध हैं, और कुछ को लगभग +85 डिग्री सेल्सियस तक विस्तारित हो सकते हैं।
इसलिए प्रासंगिक प्रश्न केवल यह नहीं है कि क्या पीओएफ गर्मी को सहन कर सकता है।
सही इंजीनियरिंग जांच यह है कि क्या विशिष्ट पीओएफ फाइबर और केबल निर्माण आवश्यक तापमान प्रोफ़ाइल के लिए योग्य है।
निरंतर ऑपरेटिंग तापमान, चरम एक्सपोजर तापमान और अपेक्षित सेवा की स्थिति सभी को रेटेड सिस्टम सीमाओं के भीतर रहना चाहिए।
एचसीएस पॉलीमर ऑप्टिकल कोर को सिलिका से बदल देता है, जो अतिरिक्त डिजाइन लचीलापन प्रदान करता है।
हालांकि, पॉलीमर क्लैडिंग, कोटिंग्स, बफ़र्स और केबल जैकेट अभी भी तापमान सीमाएं लगा सकते हैं।
कुछ पूर्ण औद्योगिक एचसीएस केबल सिस्टम में लगभग +80 डिग्री सेल्सियस की ऑपरेटिंग रेंज हो सकती है, जबकि विशेष एचसीएस फाइबर निर्माण लगभग +125 डिग्री सेल्सियस तक विस्तारित हो सकते हैं।
इसलिए एक साधारण पीओएफ < एचसीएस तापमान रैंकिंग अविश्वसनीय है। वास्तविक तापमान क्षमता विशिष्ट फाइबर और केबल निर्माण पर निर्भर करती है।
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तापमान क्षमता पूर्ण फाइबर सिस्टम पर निर्भर करती है
जब पर्यावरण पारंपरिक पॉलीमर-आधारित केबल सिस्टम की तापमान क्षमता से बहुत आगे निकल जाता है, तो विशेष सिलिका फाइबर तेजी से महत्वपूर्ण हो जाते हैं।
विशेष उच्च-तापमान कोटिंग्स वाले सिलिका फाइबर को कुछ विशेष अनुप्रयोगों में लगभग +300 डिग्री सेल्सियस तक के वातावरण के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।
इन तापमानों पर, कोटिंग तकनीक, बफर निर्माण, कनेक्टर और आसपास की यांत्रिक सुरक्षा फाइबर-सिस्टम डिजाइन के केंद्रीय भाग बन जाते हैं।
ऑप्टिकल कोर एक तैयार औद्योगिक फाइबर असेंबली का केवल एक हिस्सा है।
एक पूर्ण प्रणाली में शामिल हो सकते हैं:
कोर;
क्लैडिंग;
कोटिंग;
बफर;
शक्ति सदस्य;
केबल जैकेट;
कनेक्टर बॉडी;
फेरूल;
टर्मिनेशन संरचना।
उपयोगी सिस्टम तापमान पूर्ण असेंबली में प्रासंगिक घटकों द्वारा सीमित है।
जब एक पीओएफ लिंक अपनी योग्य तापमान सीमा के करीब पहुंचता है, तो एचसीएस या उपयुक्त सिलिका-फाइबर सिस्टम पर जाने से एक व्यापक डिजाइन विंडो मिल सकती है। पूर्ण केबल और कनेक्टर सिस्टम की अभी भी जांच करने की आवश्यकता है।
स्थापना विधि सीधे श्रम आवश्यकताओं, फील्ड विश्वसनीयता और रखरखाव रणनीति को प्रभावित करती है।
बड़े-कोर वाला पीओएफ विशेष रूप से सरल फील्ड टर्मिनेशन के लिए उपयुक्त है।
कई औद्योगिक पीओएफ कनेक्टर सिस्टम को परिशुद्धता फाइबर-स्प्लिसिंग उपकरण के बजाय अपेक्षाकृत सरल कटाई, स्ट्रिपिंग या क्रिम्पिंग प्रक्रियाओं का उपयोग करके इकट्ठा किया जा सकता है।
बड़ा कोर टर्मिनेशन को छोटे संरेखण भिन्नताओं के प्रति अधिक सहनशील बनाता है।
यह इसमें उपयोगी है:
मशीन निर्माण;
नियंत्रण कैबिनेट असेंबली;
उपकरण रखरखाव;
फील्ड प्रतिस्थापन;
छोटी औद्योगिक संचार लिंक।
जहां क्षतिग्रस्त केबल को जल्दी से बदलने की आवश्यकता होती है, वहां स्थापना सरलता एक महत्वपूर्ण सिस्टम-स्तरीय लाभ बन सकती है।
कुछ एचसीएस सिस्टम क्रिम्प-एंड-क्लीव टर्मिनेशन का समर्थन करते हैं।
संगत डिजाइन एपॉक्सी और पॉलिशिंग चरणों से बच सकते हैं और अपेक्षाकृत सरल हाथ उपकरणों का उपयोग करके फील्ड टर्मिनेशन की अनुमति दे सकते हैं।
इसलिए एचसीएस एक सिलिका ऑप्टिकल कोर और पीओएफ की तुलना में बहुत कम क्षीणन को औद्योगिक फील्ड सेवा के लिए डिज़ाइन की गई स्थापना विधियों के साथ जोड़ सकता है।
हर एचसीएस उत्पाद एक ही टर्मिनेशन विधि का उपयोग नहीं करता है, इसलिए विशिष्ट फाइबर सिस्टम के लिए कनेक्टर और टर्मिनेशन प्रक्रिया की जांच की जानी चाहिए।
पारंपरिक मल्टीमोड और सिंगल-मोड ग्लास-फाइबर सिस्टम बहुत छोटे ऑप्टिकल कोर का उपयोग करते हैं।
इसलिए कनेक्टर गुणवत्ता और फाइबर संरेखण अधिक महत्वपूर्ण हो जाते हैं।
फैक्ट्री-टर्मिनेटेड ग्लास-फाइबर असेंबली उत्कृष्ट प्रदर्शन और विश्वसनीयता प्रदान कर सकती है, लेकिन फील्ड कनेक्टरराइजेशन को आम तौर पर अधिक प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
उन प्रणालियों में जहां केबल एक बार स्थापित किया जाता है और शायद ही कभी छुआ जाता है, यह थोड़ा नुकसान प्रस्तुत कर सकता है।
जहां उपकरण की अक्सर सेवा या संशोधन किया जाता है, वहां टर्मिनेशन सरलता का अधिक महत्व हो सकता है।
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फील्ड टर्मिनेशन और स्थापना: पीओएफ बनाम एचसीएस बनाम ग्लास फाइबर
यांत्रिक विश्वसनीयता को केवल प्लास्टिक और कांच के बीच एक साधारण तुलना तक कम नहीं किया जाना चाहिए।
तैयार केबल निर्माण ऑप्टिकल सामग्री जितना ही महत्वपूर्ण है।
पीओएफ अपने बड़े पॉलीमर निर्माण और आम तौर पर क्षमाशील हैंडलिंग विशेषताओं से लाभान्वित होता है।
औद्योगिक एचसीएस फाइबर को कंपन, घर्षण, बार-बार झुकने, तन्यता भार और रासायनिक जोखिम का सामना करने के लिए डिज़ाइन किया जा सकता है।
उपयुक्त बफ़र्स, शक्ति सदस्यों और जैकेटों द्वारा संरक्षित होने पर पारंपरिक ग्लास फाइबर भी अत्यधिक विश्वसनीय हो सकता है।
एक व्यावहारिक यांत्रिक तुलना में चार प्रश्नों को अलग करना चाहिए:
नग्न फाइबर कैसा व्यवहार करता है?
कौन सी कोटिंग या बफर इसे सुरक्षित रखता है?
फाइबर को तैयार केबल में कैसे शामिल किया जाता है?
कनेक्टर या टर्मिनेशन कितना मजबूत है?
एक ठीक से डिज़ाइन किया गया औद्योगिक ग्लास-फाइबर केबल अपर्याप्त रूप से संरक्षित पीओएफ केबल की तुलना में एक मांग वाले वातावरण के लिए अधिक उपयुक्त हो सकता है।
फाइबर सामग्री अकेले यांत्रिक विश्वसनीयता निर्धारित नहीं करती है।
फाइबर मूल्य सिस्टम लागत का केवल एक हिस्सा है।
एक सार्थक तुलना में भी शामिल होना चाहिए:
ऑप्टिकल ट्रांसमीटर और रिसीवर;
कनेक्टर;
टर्मिनेशन उपकरण;
तकनीशियन कौशल आवश्यकताएं;
स्थापना समय;
फील्ड मरम्मत विधि;
रखरखाव आवश्यकताएं;
ऑप्टिकल मार्जिन;
आवश्यक पर्यावरणीय सुरक्षा।
छोटी औद्योगिक लिंक के लिए, पीओएफ आर्थिक रूप से आकर्षक हो सकता है क्योंकि सरल ऑप्टिकल घटक और सरल टर्मिनेशन स्थापित-सिस्टम जटिलता को कम कर सकते हैं।
एचसीएस की घटक लागत अधिक हो सकती है लेकिन छोटे-कोर वाले ग्लास-फाइबर आर्किटेक्चर पर सीधे जाए बिना लंबी लिंक के लिए आवश्यक अतिरिक्त ऑप्टिकल मार्जिन प्रदान करता है।
पारंपरिक ग्लास फाइबर आम तौर पर सख्त कनेक्टर नियंत्रण की मांग करता है, लेकिन इसकी कम क्षीणन और व्यापक ऑप्टिकल पारिस्थितिकी तंत्र दूरी और बैंडविड्थ आवश्यकताओं में वृद्धि के साथ तेजी से मूल्यवान हो जाते हैं।
इस कारण से, सबसे कम कीमत वाला फाइबर आवश्यक रूप से सबसे कम स्थापित लिंक लागत का उत्पादन नहीं करता है, जबकि सर्वोत्तम ऑप्टिकल प्रदर्शन वाला फाइबर ऐसी क्षमता प्रदान कर सकता है जिसकी छोटी औद्योगिक लिंक को आवश्यकता नहीं है।
पारंपरिक ग्लास फाइबर पीओएफ की तुलना में बहुत कम क्षीणन प्रदान करता है, लेकिन कई औद्योगिक ऑप्टिकल लिंक अधिकतम ट्रांसमिशन दूरी के आसपास डिज़ाइन नहीं किए गए हैं।
मशीनों, कन्वर्टर्स, सर्वो सिस्टम, ड्राइव और अन्य औद्योगिक उपकरणों के अंदर, ऑप्टिकल पथ अपेक्षाकृत छोटा हो सकता है।
इन स्थितियों में, इंजीनियरों को अधिक महत्व दे सकते हैं:
बड़े-कोर युग्मन सहनशीलता;
सरल कनेक्टर;
तेज असेंबली;
आसान रखरखाव;
पर्याप्त छोटी दूरी का ऑप्टिकल प्रदर्शन।
बहुत छोटी लिंक पर, उच्च-हानि और कम-हानि वाले फाइबर के बीच का अंतर सैकड़ों मीटर या किलोमीटर पर होने वाले अंतर से बहुत कम व्यावहारिक महत्व का हो सकता है।
पीओएफ इसलिए उपयोगी बना हुआ है क्योंकि यह एक अलग अनुकूलन समस्या को हल करता है।
इसे अधिकतम ट्रांसमिशन दूरी पर सिंगल-मोड ग्लास फाइबर के साथ प्रतिस्पर्धा करने की आवश्यकता नहीं है। इसका मूल्य एक सरल और व्यावहारिक ऑप्टिकल लिंक प्रदान करने में निहित है जहां आवश्यक दूरी सिस्टम के ऑप्टिकल बजट के भीतर रहती है।
एक विशिष्ट संक्रमण को इस प्रकार समझा जा सकता है:
पीओएफ सरल कनेक्शन और स्थापना प्रदान करता है
↓
आवश्यक दूरी या ऑप्टिकल मार्जिन बढ़ता है
↓
पीओएफ क्षीणन प्रतिबंधात्मक हो जाता है
↓
एचसीएस अपेक्षाकृत बड़े कोर व्यास को बनाए रखते हुए कम-हानि वाले सिलिका कोर का परिचय देता है
इसलिए एचसीएस तब उपयुक्त हो सकता है जब किसी एप्लिकेशन को निम्नलिखित में से किसी संयोजन की आवश्यकता हो:
विशिष्ट पीओएफ से अधिक ट्रांसमिशन दूरी;
काफी कम ऑप्टिकल क्षीणन;
650 एनएम औद्योगिक ऑप्टिकल सिस्टम के साथ संगतता;
पारंपरिक 50/125 माइक्रोन ग्लास फाइबर से अधिक युग्मन सहनशीलता;
व्यावहारिक फील्ड टर्मिनेशन;
अतिरिक्त पर्यावरणीय क्षमता;
दूरसंचार-शैली फाइबर आर्किटेक्चर पर तुरंत जाए बिना अधिक ऑप्टिकल मार्जिन।
एचसीएस सार्वभौमिक रूप से पीओएफ या पारंपरिक ग्लास फाइबर से बेहतर नहीं है।
बहुत छोटी लिंक के लिए जहां सरलता हावी होती है, पीओएफ अधिक उपयुक्त विकल्प बना रह सकता है।
लंबी दूरी के संचार, उच्च बैंडविड्थ या मानक ऑप्टिकल-नेटवर्क संगतता के लिए, पारंपरिक ग्लास फाइबर अधिक उपयुक्त हो सकता है।
एचसीएस तब सबसे मूल्यवान हो जाता है जब एप्लिकेशन की आवश्यकताएं उन दो क्षेत्रों के बीच आती हैं।
सबसे विश्वसनीय चयन विधि केवल फाइबर सामग्री से चुनने के बजाय पूर्ण एप्लिकेशन का मूल्यांकन करना है।
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औद्योगिक फाइबर चयन ढांचा: पीओएफ, एचसीएस या ग्लास फाइबर
भौतिक संचार दूरी और आवश्यक ऑप्टिकल मार्जिन से शुरू करें।
छोटी आंतरिक उपकरण लिंक अक्सर पीओएफ के साथ संगत होती हैं।
जैसे-जैसे दूरी बढ़ती है, एचसीएस अपने बहुत कम क्षीणन के कारण अधिक आकर्षक हो जाता है।
अभी भी लंबी लिंक के लिए, पारंपरिक मल्टीमोड या सिंगल-मोड ग्लास फाइबर आम तौर पर सबसे मजबूत ऑप्टिकल प्रदर्शन प्रदान करता है।
जांचें:
न्यूनतम ऑपरेटिंग तापमान;
अधिकतम निरंतर तापमान;
अस्थायी चरम तापमान;
अपेक्षित सेवा की स्थिति।
यह मानने की गलती न करें कि केवल फाइबर कोर सामग्री ही परिणाम निर्धारित करती है।
फाइबर, बफर, केबल और कनेक्टर सिस्टम सभी को आवश्यक तापमान सीमा के लिए उपयुक्त रहना चाहिए।<