Podrobný Popis
Proč optické vlákno v závěsném systému?
Závěsná smyčka vedoucí třífázový napájecí kabel pro 55 kW motor zdvihu generuje silné magnetické pole 50/60 Hz. Přidejte frekvenční měnič (VFD) s nosnou frekvencí 4 kHz a spektrum elektromagnetického šumu se rozšíří od 50 Hz do několika MHz. Jakýkoli měděný signálový kabel vedený vedle tohoto napájecího kabelu ve stejné závěsné smyčce bude bombardován elektromagnetickým rušením.
Tradiční řešení — kroucené páry, fóliová stínění, opletená stínění — toto rušení snižují, ale neeliminují. Pro kritické signály, jako je video v reálném čase, vysokorychlostní data nebo komunikace související s bezpečností, je optický kabel jediným přenosovým médiem, které je zcela imunní vůči elektromagnetickému rušení.
Fyzika
Měděný vodič vedoucí proud generuje magnetické pole. V druhém měděném vodiči v tomto poli se indukuje napětí (Faradayův zákon). Stínění kolem druhého vodiče poskytuje cestu pro indukovaný proud do země, ale zcela neblokuje magnetické pole — zejména při nízkých frekvencích (50/60 Hz), kde je hloubka vniku v mědi (≈9 mm při 50 Hz) větší než tloušťka stínění.
Optické vlákno přenáší fotony, ne elektrony. Není zde vodič, žádné indukované napětí, žádná zemní smyčka, žádný soufázový šum. Data — ať už je to 1080p video stream z CCTV kamery, telegram PROFINET při 100 Mbps nebo čtení registru Modbus — dorazí na přijímač přesně tak, jak opustila vysílač. To je důvod, proč se optické vlákno specifikuje pro jeřábové aplikace, kde je integrita dat nevyjednatelná.
Single-mode vs multi-mode — které vlákno pro kterou aplikaci?
| Kritérium | Single-mode (G.652.D) | SM necitlivé na ohyb (G.657.A2) | Multi-mode (OM3/OM4) |
|---|---|---|---|
| Průměr jádra | 9 µm | 9 µm | 50 µm |
| Dosah | 40–80 km při 1 Gbps | 40–80 km při 1 Gbps | 550 m (OM4) při 10 Gbps |
| Citlivost na ohyb | Střední (min. D/d 15:1) | Nízká (min. D/d 10:1) | Střední |
| Náklady na transceiver | Vyšší (laserová dioda) | Vyšší (laserová dioda) | Nižší (VCSEL) |
| Nejlepší pro | Dálkové spoje jeřáb-řídicí místnost | Těsné závěsné smyčky | Krátké spoje; sítě na jeřábu |
| Typické jeřábové použití | Spoje 500 m–2 km | Závěsné smyčky <100 m | CCTV, místní Ethernet |
Volná trubka vs. těsně puferované — proč volná trubka pro závěsné systémy?
Optické kabely pro závěsné systémy používají konstrukci volné trubky místo těsně puferované:
Volná trubka: Vlákno se volně pohybuje uvnitř PBT (polybutylentereftalátové) trubky plněné gelem s vnitřním průměrem 1,5–2,0 mm. Vlákno je fyzicky delší než trubka (0,1–0,3 % nadměrné délky vlákna, EFL). Když se kabel ohýbá, natahuje nebo stlačuje, vlákno se pohybuje uvnitř trubky, místo aby bylo namáháno. Gelová výplň zabraňuje vniknutí vody a poskytuje mazání pro pohyb vlákna. Těsně puferované: 900 µm těsný pufer se nanáší přímo na 250 µm potažené vlákno. Vlákno je mechanicky spojeno s pufrem — když se kabel ohýbá, vlákno se ohýbá v přímé úměře. Těsně puferované kabely se jednodušeji zakončují (není třeba čistit gel), ale při opakovaném ohýbání zavádějí větší útlum, protože vlákno zažívá plné namáhání ohybem.Pro aplikaci závěsného systému s tisíci ohybových cyklů na přechodech vozíků chrání konstrukce volné trubky vlákno před únavou tím, že vlákno odděluje od konstrukce kabelu.
Výroba optických kabelů pro závěsné systémy Yichi
- Řízená nadměrná délka vlákna (EFL): EFL se měří na každém výrobním metru pomocí OTDR (optický reflektometr v časové doméně) — cíl je 0,1–0,3 %. Příliš malé EFL znamená, že se vlákno namáhá pod tahem kabelu; příliš velké znamená, že se vlákno v trubce vybočuje a způsobuje útlum mikrootahyby
- Útlum testovaný na dvou vlnových délkách na každém vláknu: Každé vlákno v každém výrobním metru se testuje při 1 310 nm a 1 550 nm (single-mode) nebo 850 nm a 1 300 nm (multi-mode). Vlákna překračující specifikovaný útlum se vyřazují před kabeláží
- Ověřená gelová výplň: Trubky se plní při řízeném tlaku a teplotě, aby se zajistilo úplné plnění bez vzduchových bublin. Vzduchová bublina v trubce umožňuje kondenzaci vlhkosti, která časem degraduje pevnost vlákna
- Plášť PUR pro venkovní závěsné systémy: Stejně jako u našich věžových jeřábů a venkovních kabelů je výběr pláště pro vnitřní versus venkovní použití jasně komunikován — PUR pro venkovní/exponované závěsné systémy, PVC nebo LSZH pro vnitřní