Los enlaces de fibra óptica de plástico HFBR se utilizan ampliamente para la transmisión de señales a corta distancia en control industrial, automatización de fábricas, electrónica de potencia y equipos que requieren aislamiento eléctrico.
Las familias de productos HFBR y Versatile Link asociadas con Avago y Broadcom incluyen transmisores y receptores activos, así como conectores y cables pasivos.un enlace completo no depende de ningún componente individual.
Funciona como un sistema eléctrico-óptico-eléctrico:
Controlador → Transmisor HFBR → Luz roja de 650 nm → Cable POF de 1 mm → Receptor HFBR → Salida eléctrica
El cable es sólo una parte de este camino. La comunicación confiable depende del transmisor, receptor, fibra, conectores, velocidad de señal, temperatura y pérdida óptica total trabajando juntos.
La comprensión de estas relaciones ayuda a los ingenieros a seleccionar el ensamblaje de cable POF correcto, estimar una distancia de transmisión realista y diagnosticar fallas de enlace.
¿Qué es un enlace de fibra óptica de plástico HFBR?
Un enlace HFBR transfiere una señal entre dos circuitos electrónicos a través de fibra óptica plástica.
El transmisor convierte la entrada eléctrica en luz roja modulada. El cable POF transporta la señal óptica al otro lado, donde el receptor la convierte de nuevo en una salida eléctrica.
| Componente de enlace |
Función principal |
Factores importantes para la selección |
| Controlador o conductor |
Genera la señal eléctrica |
Nivel lógico, velocidad de señal y circuito de accionamiento |
| Transmisor HFBR |
Convierte la electricidad en luz roja |
Modelo, longitud de onda, corriente de accionamiento, velocidad y temperatura |
| Conector POF |
Posiciones de la fibra en el puerto óptico |
Tipo de interfaz, retención y calidad de la cara final |
| 1 mm de cable POF |
Lleva la señal óptica |
Atenuación, longitud, radio de curva, capa y temperatura |
| Receptor HFBR |
Convierte la luz en electricidad. |
Sensibilidad, tipo de salida, voltaje de alimentación y velocidad de señal |
| PLC, MCU o controlador de puertas |
Procesa la señal recuperada |
Requisitos de compatibilidad lógica y sincronización |
Debido a que el camino óptico no es conductor, puede soportar el aislamiento galvánico entre circuitos cuando el diseño completo del equipo mantiene la distancia de aislamiento requerida.
Por lo tanto, el POF es útil cuando la comunicación de cobre puede verse afectada por:
Estas características hacen que los enlaces POF HFBR sean relevantes para el control industrial, el aislamiento de voltaje y las aplicaciones sensibles a EMI/RFI.
Los transmisores, receptores y conectores HFBR son componentes diferentes
Los números de piezas HFBR pueden identificar dispositivos optoelectrónicos activos o conectores pasivos.
Por ejemplo:
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Los modelos HFBR-15xx y AFBR-16xx son generalmente transmisores.
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Los modelos HFBR-25xx y AFBR-26xx son generalmente receptores.
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El HFBR-4501Z, el HFBR-4511Z y los modelos relacionados son conectores POF pasivos.
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Un conjunto de cables HFBR POF terminado contiene fibra y conectores, pero no un transmisor o receptor activo.
El comúnmente utilizado HFBR-4501Z es un conector simplex gris, mientras que el HFBR-4511Z es azul.
Sin embargo, la fibra óptica de plástico en sí es pasiva y no direccional.
Esta distinción es importante porque los códigos de conector por sí solos no pueden determinar la velocidad de datos, la potencia óptica o la distancia máxima de transmisión..
Para un ejemplo de una conexión pasiva terminada, véase elEl conjunto de cables POF de HFBR-4501 a HFBR-4511
Cómo la señal eléctrica se convierte en luz roja de 650 nm
El proceso de transmisión comienza con una MCU, PLC, circuito de control de puerta u otro controlador electrónico.
El controlador genera una señal eléctrica digital que contiene información como:
El circuito de accionamiento del transmisor controla un LED rojo de acuerdo con esta señal de entrada.
La polaridad exacta de entrada, el requerimiento de corriente y los circuitos externos dependen del modelo del transmisor.
Algunos transmisores HFBR requieren un controlador externo o una resistencia de limitación de corriente.Por lo tanto, la ficha de datos del transmisor debe comprobarse antes de diseñar la interfaz eléctrica..
Por qué los enlaces HFBR utilizan luz roja de 650 nm
Muchos productos HFBR y Versatile Link operan en la región de luz roja visible, normalmente descrita como de aproximadamente 650 o 660 nm dependiendo del componente y las condiciones de ensayo.
Esta longitud de onda es adecuada para la fibra óptica de plástico PMMA porque:
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PMMA POF tiene una ventana de transmisión práctica en la región roja.
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Los LED rojos son confiables y económicos.
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La luz LED puede acoplarse eficientemente a un núcleo POF de 1 mm.
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La luz roja visible puede ayudar con los controles básicos de instalación.
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Los transmisores y receptores industriales están ampliamente disponibles.
Un sistema debe evaluarse utilizando la longitud de onda especificada para el transmisor, receptor y fibra exactos.
¿Por qué el 1 mm POF es común en los enlaces industriales?
El POF de índice de paso industrial normalmente tiene un núcleo mucho más grande que la fibra de comunicación de sílice estándar.
El núcleo óptico grande ofrece varias ventajas prácticas:
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Acoplamiento más fácil de LED a fibra
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Mayor tolerancia a errores de alineación menores
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Estructuras de conectores más simples
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Terminación más rápida
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Costo de montaje más bajo
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Instalación práctica en los enlaces industriales cortos
POF también tiene normalmente una relativamente gran apertura numérica, lo que le permite aceptar luz en un rango más amplio de ángulos de entrada.
Sin embargo, la descripción 1 mm POF no establece una compatibilidad completa.
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Construcciones de núcleo y revestimiento
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Aperturas numéricas
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Valores de atenuación
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Ancho de banda
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Materiales para chaquetas
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Temperaturas de funcionamiento
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Rendimiento de tracción y de flexión
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Propiedades ignífugas o resistentes a los productos químicos
Por consiguiente, el cable debe seleccionarse en función tanto del enlace óptico como del entorno de instalación.
Cómo afectan los conectores al rendimiento óptico
El conector mantiene el POF en la posición correcta con respecto al transmisor o receptor.
La calidad de la conexión depende de:
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Diámetro de fibra correcto
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Control preciso del corte y la longitud
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Aplanamiento de la superficie final y estado de la superficie
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Posición de la fibra dentro del conector
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Calidad de crimping o retención
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Inserción completa en el puerto óptico
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Bloqueo del conector y resistencia a las vibraciones
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Protección contra la contaminación
Una cara de extremo áspera, inclinada, contaminada o dañada puede reducir la potencia óptica acoplada al receptor.
Por consiguiente, las pérdidas de conector y de superficie deben incluirse en el cálculo completo del enlace.
Para la comunicación full-duplex, normalmente se requieren dos canales ópticos independientes.
¿Qué determina la distancia máxima de transmisión del HFBR?
La distancia máxima está determinada por el enlace completo, no sólo por la atenuación de la fibra.
El punto de partida es el presupuesto de energía óptica:
Presupuesto óptico disponible (dB) = Producción mínima del transmisor (dBm) − Límites de sensibilidad del receptor (dBm)
El presupuesto disponible debe cubrir todas las fuentes de pérdidas:
Pérdida total de enlace = Pérdida de fibra + Pérdida de conector + Pérdida de flexión + Pérdida de cara final + Margen de seguridad
El margen de seguridad debe tener en cuenta:
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Cambios de temperatura
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Envejecimiento de los componentes
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Variación de la producción
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Tensión de la instalación
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Contaminación
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Requisitos de rendimiento a largo plazo
Por ejemplo, si el presupuesto óptico disponible es de 14 dB y el enlace instalado completo produce 11 dB de pérdida, el margen restante es de 3 dB.
Este es un cálculo solo ilustrativo: los valores reales deben provenir de las hojas de datos de los componentes seleccionados y de la especificación del cable terminado.
Por qué una distancia máxima publicada no es universal
Se puede especificar un transmisor y un receptor para una distancia máxima determinada, pero ese valor solo se aplica en condiciones definidas.
Por ejemplo, the published HFBR-0508Z series data sheet for the HFBR-1528Z transmitter and HFBR-2528Z receiver specifies the following distances when used with the defined 1 mm extra-low-loss POF and recommended circuits:
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Hasta 50 m a +25 °C
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Hasta 40 m sobre 0 °C a +70 °C
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Hasta 30 m por encima de -40 °C a +85 °C
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Las velocidades de señal de CC a 10 MBd
Los componentes activos siguen siendo los mismos, pero la distancia especificada disminuye a medida que se amplía el rango de temperatura de funcionamiento requerido.
La distancia máxima de enlace también puede cambiar debido a:
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Variación de la salida del transmisor
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Sensibilidad del receptor
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Velocidad de comunicación
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Calidad de fibra y atenuación
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Pérdida del conector y de la cara final
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Cable de flexión
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Corriente de accionamiento
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Tensión de alimentación
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Envejecimiento de los componentes
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Margen de fiabilidad requerido
Es por esto que un cable que funciona a 20 m en una máquina puede no funcionar a la misma distancia en otra máquina.
Problemas comunes del enlace HFBR POF
| El problema |
Posibles causas |
Qué comprobar |
| No hay señal en ninguna longitud de cable |
Conexión incorrecta, dispositivos activos incompatibles, falta de resistencia de arranque o inserción incompleta del conector |
Circuito eléctrico, modelos de transmisor/receptor y posición del conector |
| El cable corto funciona pero el largo falla. |
Presupuesto óptico insuficiente o pérdida excesiva de cable |
Calidad de fibra, pérdida de ensamblaje, distancia y velocidad de señal |
| La comunicación es intermitente. |
Deformación de la fibra, conector suelto, vibración, contaminación o fibra dañada |
Enrutamiento, radio de curva, retención de conectores y caras finales |
| El enlace falla a alta temperatura |
Margen óptico reducido o construcción inadecuada del cable |
Clasificaciones de componentes, atenuación de fibra y especificación de la chaqueta |
| Las asambleas funcionan de manera diferente |
Cortes inconsistentes, crujidos, acabados finales o contaminación |
Proceso de ensamblaje terminado y límites de aceptación |
| El enlace se vuelve inestable después de la instalación |
Aplastamiento, esfuerzo de tracción o trayectoria de ruta alterada |
Protección mecánica y método de instalación |
Una secuencia de diagnóstico práctica es:
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Confirme el número exacto del transmisor y del receptor.
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Verifique los circuitos de salida del motor eléctrico y del receptor.
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Pruebe el sistema con un conjunto de cables cortos conocidos.
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Inspeccionar la inserción del conector y el estado de la cara final.
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Elimine las curvas y la presión mecánica.
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Compare la pérdida instalada con el presupuesto óptico disponible.
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Se repetirá el ensayo a la temperatura de funcionamiento requerida.
Información requerida para seleccionar un cable HFBR POF
Antes de seleccionar o personalizar un conjunto de cables, recoger:
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Número de la parte del transmisor
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Número de la parte del receptor
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Modelo de equipo y fotografías del puerto
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Duración requerida del cable
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Tasa de señal
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Rango de temperatura de funcionamiento
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Configuración simple o dúplex
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Modelo de conector y requisitos de bloqueo
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Conducción del cable, curvatura, vibración y condiciones de tracción
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Propiedades requeridas de resistencia a la capa, a la llama o a los productos químicos
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Requisitos de cantidad y embalaje
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Criterios de aceptación óptica, dimensional o medioambiental
Para los proyectos de sustitución, también son útiles las marcas originales de los cables, las fotografías de los conectores y el manual del equipo.
El código de conector y la longitud del cable por sí solos pueden no revelar el requisito completo del sistema.
Ruiara Industrial POF Fabricación de cables y montajes
Ruiara fabricaCables POF industrialesy conjuntos de cables compatibles con HFBR para aplicaciones de automatización industrial, electrónica de potencia, almacenamiento de energía y control de equipos.
Para los proyectos seleccionados, Ruiara combina materiales calificados de PMMA POF importados, incluidas las opciones Mitsubishi Chemical o Toray cuando se especifique, con el procesamiento interno de cables y ensamblaje.
El ámbito de fabricación controlable incluye:
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Extrusión y revestimiento de cables
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Diámetro exterior y color del cable
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Construcciones simples, dúplex y reforzadas
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Opciones de chaqueta de PVC, PE, PUR y de chaqueta específica para la aplicación
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Control de longitud y dimensiones personalizado
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El montaje de los conectores y el enroscamiento
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Cortado y acabado de fibras
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Botas, capas para el polvo y estructuras para aliviar la tensión
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Impresión de cables, etiquetas y marcas privadas
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Embalaje a medida
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Inspección óptica y dimensional específica del proyecto
Este ámbito de procesamiento permite adaptar el cable acabado a las necesidades de temperatura, flexibilidad, resistencia a la tracción, flexión, abrasión e instalación.
El resultado no se limita a un POF desnudo estándar o a una estructura de cable fijo.
Preguntas frecuentes
¿Un transmisor HFBR utiliza un LED o un láser?
Los transmisores de enlace versátil HFBR tradicionales generalmente utilizan un LED rojo. La fuente de luz exacta, la longitud de onda y los requisitos de conducción deben confirmarse en la hoja de datos del transmisor seleccionado.
¿Se puede utilizar cualquier cable POF de 1 mm en un enlace HFBR?
No necesariamente, el diámetro es sólo un parámetro, apertura numérica, atenuación, ancho de banda, estructura de la chaqueta, rango de temperatura,La compatibilidad de los conectores y la pérdida completa del conjunto también deben considerarse..
¿Son HFBR-4501 y HFBR-4511 modelos de transmisor y receptor?
Los números HFBR-4501Z y HFBR-4511Z identifican los tipos de conectores simplex pasivos. Se necesitan números de piezas separados de transmisores y receptores activos para determinar la velocidad de datos, la potencia óptica y la distancia máxima.
¿Puede instalarse un conjunto de cables HFBR-4501/4511 en ambas direcciones?
El POF en sí no es direccional. Sin embargo, la convención de conector gris y azul ayuda a identificar los lados del transmisor y receptor previstos.La documentación del equipo y la geometría del puerto deben seguirse siempre durante la instalación..
¿Cuál es la distancia máxima de un enlace POF HFBR?
No existe una distancia máxima universal. Depende del transmisor, receptor, velocidad de señal, atenuación de fibra, pérdida de ensamblaje, temperatura, circuito de accionamiento y margen de seguridad requerido.
¿Por qué el enlace funciona con un cable corto pero falla con uno más largo?
Un cable más largo introduce una pérdida óptica adicional.Cuando la potencia recibida cae por debajo del nivel de entrada requerido por el receptor o el margen restante se vuelve demasiado pequeño, la comunicación puede volverse inestable o detenerse..
Conclusión
Un enlace de fibra óptica de plástico HFBR confiable depende de la trayectoria completa de eléctrico a óptico a eléctrico.
El transmisor debe emitir suficiente luz roja, el cable y los conectores deben mantener la pérdida óptica dentro del presupuesto disponible, y el receptor debe obtener suficiente potencia óptica para recuperar la señal.
La distancia, la velocidad de transmisión, la temperatura, la calidad de la superficie final, la flexión y la construcción del cable afectan al resultado final.
Para la evaluación de las solicitudes: En contacto con Ruiaracon los números de las piezas del transmisor y del receptor, el modelo del equipo, la longitud requerida, la velocidad de la señal, la temperatura de funcionamiento, el tipo y la cantidad de conectores.
Ruiara puede ayudar a confirmar una configuración de ensamblaje de cable POF estándar o personalizada adecuada.
¡Su mensaje debe tener entre 20 y 3.000 caracteres!
