工业网络：光纤解决方案

工厂自动化、控制和管理已经成为全球供应链的决定性竞争力，举例来说，大批量生产的消费类产品和汽车制造都需要安全、高成本效益并且稳健的数据通信以确保可以对如果没有快速受到处理，便可能引起严重利润损失和消费者不良印象的问题做出反应。

许多不同产业的设计工程师逐渐转向采用光纤链路方案作为铜电缆媒介的替代品，光纤解决方案可以带来能够进行由数英吋到数公里等各种不同距离数据传输的可靠数据链路，并且对于噪声的耐受力更高，可以藉由光纤解决方案获益的工业网络应用包括飞机上的信息娱乐系统、火车运输系统、医疗设备、赌场以及风力和太阳能光伏发电等可再生能源应用。

可以取代铜电缆数据链路并且安装简易的光纤

虽然铜电缆和光纤都可以作为传输媒介，但光纤解决方案为系统设计工程师提供了许多明显的好处，相较于铜电缆解决方案，通过塑料光纤（POF， Plastic Optical Fiber）或较长距离时硬包层石英（HCS， Hard Clad Silica）光纤运行的工业用快速以太网（Fast Ethernet）有许多优势，采用铜电缆的通信链路容易受到电磁场的干扰，并且也会发出可能干扰其他设备的电磁波，而光纤链路则不会受到电磁场影响，也不会产生任何电磁干扰（EMI， Electro-Magnetic Interference）。

选择光纤的其它好处包括重量轻、链路两侧完全电气隔离、容易现场进行终端处理和维护、因较小弯折半径更易于安装，以及较不容易因为极端温度和湿度情况造成性能变化等。光纤解决方案也非常适合存在电机和高电压的高速开关电路，如电力转换、汽车制造、医疗以及风力和太阳能光伏发电等可再生能源应用的的高噪声工业环境，光纤技术并提供了数据的安全性，因为几乎不可能盗接光波通信。

如图1，多模HCS和POF光纤提供了长距离数据传输最高等级的信号完整性，多模光纤特别适合离岸风力发电涡轮机控制系统作为风力发电机舱和地面的连接，在这类应用中链路长度超过200米。

图1：快速以太网通信距离可以通过光纤技术延伸到数公里。

光纤可以隔离系统并提供带来更佳可靠度和安全性的电隔离

由于光纤链路媒介基本上采用玻璃或塑胶，因此在绝缘和隔离特性上远比常见的铜电缆优秀许多，原因是它们不会受到EMI的干扰，如图2中以红色标示的5米长POF或100米长HCS光纤就提供了高噪声环境下相对于铜电缆线的许多优势。采用光纤解决方案，在光纤本身或者是光纤和铜电缆间不会有相互干扰问题，使得数据传输更加安全。光纤对于闪电电击有较高的耐受力，并且有助于消除接地环路所造成的错误，在面临恶劣条件或可能暴露的环境时，适当使用光纤解决方案可以藉由通过降低闪电电击可能带来的损害以及电气火花造成的冲击而提高安全性。

图2：以红色标示的光纤链路不会受到工业生产环境所产生EMI的影响。

除了成为相较于铜电缆更高成本效益的解决方案外，光纤，如单模、多模，HCS和POF等都可以被放置在缆线导管内，不会受到临近电源的影响，另一方面，使用光纤也更容易符合电磁兼容（EMC， Electron-Magnetic Compliance）相关规章和法规的要求，请参考图3.

图3：光纤具有铜电缆无法匹敌的EMI耐受力和通信链路距离。

另外，以塑料光纤为例，在安装时不需特别的工具，并且训练也非常容易，POF光缆已经被应用在各种恶劣的工业环境，例如汽车组装等超过15年，POF也适合短距离到中等距离链路应用，并且非常容易于现场安装，有助于简化设备和现有网络的连接，工业应用中另一个关键设计优势是维护成本非常低。