選択するSMA905 プラスチック光ファイバー ケーブル アセンブリこれは、単に SMA905 コネクタを選択してケーブル長を指定するだけの問題ではありません。コネクタは光路の一部にすぎません。ファイバーの材質、コアの直径、開口数、動作波長、ケーブル長、機械構造、終端品質はすべて、完成したアセンブリが目的のシステムで正しく動作するかどうかに影響を与える可能性があります。
2 つのケーブル アセンブリは両方とも SMA905 コネクタを使用できますが、光学的および機械的特性が大きく異なるため、この区別は重要です。
したがって、信頼性の高い選択をするには、ケーブルを完全な光システムの一部として扱う必要があります。光源 → コネクタインターフェース → ファイバー → 受信インターフェース → 動作環境。
SMA905 は、特定の光ファイバーではなく、標準化された F-SMA 光ファイバー コネクタ インターフェイスを指します。したがって、SMA905 ケーブル アセンブリでは、さまざまなファイバー材料、コア直径、開口数、波長範囲、ケーブル構造、および長さを使用できます。正しく選択するには、コネクタ、ファイバー、光源、受信機、および動作環境が一致している必要があります。
IEC 61754-22 は、タイプ F-SMA コネクタ ファミリの標準インターフェイス寸法を定義しています。これは重要な違いです。規格は機械的インターフェースを確立しますが、そのインターフェースに取り付けられたすべてのケーブルが同じ光学特性を持つことを意味するわけではありません。
SMA905 コネクタは、さまざまなタイプのマルチモード光ファイバを終端できます。用途に応じて、ファイバーはプラスチック光ファイバー (POF)、ハードクラッドシリカ (HCS)、または従来のシリカファイバーになります。
同じ SMA905 インターフェイス、異なる光ファイバー
1 つのファイバ カテゴリ内であっても、コアの直径と開口数は大きく異なる場合があります。
これは、「SMA905 ファイバー ケーブル、5 メートル」などの記述は、エンジニアリングの観点からは不完全であることを意味します。コネクタと長さは特定されていますが、光学的な互換性に直接影響するいくつかの質問には答えていません。
中にはどんな繊維が入っているのでしょうか？コアの直径はどれくらいですか?どのような光を受け入れることができますか？どの波長で動作しますか?リンク全体ではどのくらいの光損失が発生しますか?
物理的なコネクタは適合するが、光学システムの適合性がまだ不十分な場合があります。
同一の SMA905 コネクタと同一の外部長を備えた 2 本のケーブルを考えてみましょう。
短距離産業用光リンク用に設計された大コア POF が含まれる場合があります。もう 1 つは、異なる光源と波長範囲を対象とした、はるかに小さなコアのシリカ ファイバーを含む場合があります。
機械的には、両方のケーブルを SMA905 レセプタクルに接続できます。ただし、光学的には、それらの動作は大きく異なる場合があります。
だからこそ、最初の選択の質問は次のようなものだけであってはなりません。
「SMA905は必要ですか?」
それは次のようになります:
「この SMA905 アセンブリはどのような光学システムに接続する必要がありますか?」
通常、最も重要な光学パラメータは次のとおりです。コア径、開口数、動作波長。これらは、光がファイバーに入り、ファイバー中を伝播し、受信側に到達する効率を決定するため、独立して選択すべきではありません。
コア直径、開口数、動作波長の一致
ファイバ コアは、光パワーを伝送する領域です。その直径は、光源からの光がどの程度簡単にファイバーに結合できるか、また出力が次の光学素子にどのように結合するかに影響します。
一般に、大きなコアのファイバは、光結合のためのより大きな物理的ターゲットを提供します。これが、実用的なアライメントと堅牢な結合が重要な多くの短距離産業システムでラージコア POF が役立つ理由の 1 つです。
ただし、コアが大きいほど自動的に優れているわけではありません。
大きなコアの伝送路からの光をはるかに小さな受信エリアに結合する必要がある場合、光パワーの一部が捕捉されない可能性があります。システムが 1 つのファイバ コア サイズに基づいて設計されているが、交換用のケーブルでは別のサイズが使用されている場合にも、同じ問題が発生する可能性があります。
このため、トランスミッター、レシーバー、センサー、光学ヘッド、またはその他の嵌合する光学コンポーネントに対してコア直径をチェックする必要があります。
2 つの SMA905 コネクタによって、その後ろのファイバが光学的に同等になるとは考えないでください。
開口数(NA)ファイバーが光を受け入れることができる角度の範囲を表します。
実際には、光源はファイバー コアを照らすだけでよいわけではありません。放射された光も、ファイバーが効果的に導くことができる角度範囲内でファイバーに入射する必要があります。
光源がファイバーが受け入れることができるよりも広い角度分布にわたって光を発射する場合、一部の光パワーは導波モードに結合されません。あるファイバーまたはコンポーネントから出た光が別のファイバーまたはコンポーネントに結合される場合、同様の不一致が光路の他の場所で発生する可能性があります。
したがって、コア径とNAを一緒に考慮する必要があります。
光学システムの角度特性が十分に一致していない場合、大きなファイバー コアは効率的な結合を保証しません。逆に、適切な NA は、深刻な物理的な位置ずれやアクティブ領域の大きな不一致を補償することはできません。
SMA905 ケーブル アセンブリの場合、実際的な問題は次のとおりです。
光源はこの特定のファイバーに光を効率的に発射でき、受信側は出てきた光を効率的に受け入れることができるでしょうか?
SMA905 自体は動作波長を決定しません。
適切な波長は、光源、ファイバーの伝送特性、および受信機または感知素子の応答によって制御されます。
多くの産業用 POF リンクは、一般に 650 nm クラス付近の可視赤色領域で動作しますが、だからといって 650 nm が汎用の SMA905 波長になるわけではありません。 SMA905 終端シリカ アセンブリは、非常に異なるスペクトル領域に合わせて設計できます。
ファイバーの減衰も波長に依存します。ある波長領域で良好な性能を発揮するファイバでも、他の領域では実質的に異なる損失特性を示す場合があります。
したがって、正しい選択順序は次のようになりません。
SMA905 → 適切なファイバーを選択してください。
それは以下に近いものです:
光源の波長 → ファイバ伝送特性 → コアと NA の互換性 → 受信側の互換性 → SMA905 メカニカル インターフェイス。
同じコネクタ スタイルを、基本的に異なるファイバ構造で使用できます。 POF、HCS、シリカのいずれを選択するかは、SMA905 コネクタ単独ではなく、光リンクと環境要件に基づいて選択する必要があります。
SMA905 を使用した POF 対 HCS 対シリカファイバー
| 選択寸法 | POF | HCS | シリカファイバー |
|---|---|---|---|
| 基本構造 | ポリマーコアおよびクラッドシステム | シリカコアと硬質ポリマークラッド | シリカベースのコアとクラッド |
| コアサイズの傾向 | 多くの場合、産業用 POF システムでは比較的大きい | 一般的に、設計に応じて、大コア POF と従来の通信ファイバーの間 | 幅広いコア径で利用可能 |
| 開口数 | 大コアの POF では比較的高いことが多い | HCS ファイバーの設計に依存 | 繊維の種類によって大きく異なります |
| 波長の考慮事項 | 一般的な産業システムでは可視赤色光がよく使用されます | ファイバーに応じてさまざまな産業用光アーキテクチャをサポート可能 | シリカの種類に応じた幅広い範囲 |
| 距離の考慮 | 多くの短い産業リンクに最適 | 減衰と使用可能な長さは、特定の HCS ファイバーと動作波長によって異なります | 減衰量と使用可能な長さは、シリカファイバーの種類と使用波長によって異なります |
| 機械的選択 | ファイバーとジャケットの構造を確認する必要があります | ファイバーのコーティングとケーブルの構造が重要 | バッファ、ジャケット、アーマー、曲げ要件、および環境を指定する必要があります |
| 主な選択質問 | 大コアでカップリング耐性のある短距離リンクは適切ですか? | 異なる光学/環境特性を備えたシリカコア産業用ファイバーが必要ですか? | アプリケーションには特定のコア、NA、スペクトル範囲、または低損失の光パスが必要ですか? |
短距離の産業用光リンクの場合、大コア構成により光結合が比較的寛容になるため、POF が魅力的な場合が多くあります。
一般的な産業用 POF 設計は、約 1 mm ファイバー クラスであり、比較的高い NA を持つことができます。これらの特性は、トランスミッターとレシーバーがラージコアプラスチックファイバー専用に設計されている場合に役立ちます。
ただし、「POF」はまだ完全な仕様ではありません。
POF グレードが異なれば、減衰特性、温度制限、ジャケット構造、曲げ挙動、および機械的特性も異なります。したがって、完成したアセンブリは光学システムと設置環境の両方に適合する必要があります。
HCS (ハードクラッド シリカ) は、シリカ コアとポリマー クラッド システムを使用します。したがって、プラスチック光ファイバの別名として扱うべきではありません。
HCS は、アプリケーションが一般的なラージコア POF とは異なるコア サイズ、減衰、温度特性、距離、機械的性能のバランスを必要とする場合に役立ちます。
重要な点は、HCS が POF よりも普遍的に優れているということではありません。 2 つのファイバー技術は、さまざまな設計上の問題を解決します。
既存の機器がもともと POF を中心に設計されていた場合、HCS への変更は、両方の機器に産業用コネクタを取り付けることができるという事実だけに基づいて行うべきではありません。コア直径、NA、光源、受信機の互換性、およびリンクバジェットを確認する必要があります。
SMA905 はマルチモード シリカ ファイバでも使用できます。
シリカ アセンブリは、一般的な産業用 POF よりもはるかに小さいコアを使用でき、さまざまな NA および動作波長範囲で利用できます。
これらの特性により、シリカは、一般的なラージコア POF システムとは異なるコア サイズ、開口数、波長範囲、伝送性能の組み合わせを必要とする光学システムに適しています。
その代償として、結合条件がより厳しくなる可能性があります。
大コアの POF システムから小コアのシリカ ファイバに移行する場合、同じ SMA905 コネクタをそのまま使用するだけでは同等の光学性能は保証されません。光源のスポット サイズ、アライメント、NA、波長、および受信アパーチャはすべて重要になります。
ケーブル長は機械的な仕様だけではありません。また、受信端に到達する光パワーにも影響します。
どの光ファイバーにも伝搬損失があります。ファイバーが長くなると、累積ファイバー損失が増加します。
基本レベル:
ファイバの総損失 ≈ 単位長さあたりの減衰 × ファイバ長
実際の減衰値は、ファイバーの材質、ファイバーのグレード、波長、および場合によっては動作条件によって異なります。
これは、POF システムでは特に重要です。なぜなら、短距離で確実に動作するケーブルは、同じ光学的マージンを維持しながら自動的に無限に延長することができないからです。
したがって、普遍的な「最大 SMA905 ケーブル長」はありません。
SMA905 はコネクタ インターフェイスを定義します。実際の最大長は、ファイバー、波長、送信機の出力、受信機の感度または光学的要件、接続損失、および必要なエンジニアリング マージンによって決定されるシステム レベルの結果です。
ファイバーの減衰はリンクの一部にすぎません。
光パワーは、コネクタや結合インターフェイスでも失われる可能性があります。アライメントのずれ、コアサイズの不一致、NA の不一致、汚染、端面状態の不良、または不適切な嵌合形状はすべて、次の要素に伝達される光の量を減少させる可能性があります。
したがって、有用なエンジニアリング モデルは次のとおりです。
合計リンク損失 = ファイバー伝播損失 + 接続/結合損失 + その他のシステム損失
許容される合計は、利用可能な光パワー バジェット内に収まる必要があります。
ファイバー長が SMA905 リンクの光パワーに与える影響
単純な短い POF リンクの場合、この計算は簡単な場合があります。光学的許容差がより厳しいシステムの場合、ケーブル選択のより重要な部分になる可能性があります。
光パラメータが正しいとしても、ケーブルが設置後に耐えられることは保証されません。
固定機器内で使用される SMA905 ケーブル アセンブリは、産業用キャビネット、機械、可動アセンブリ、または高温の筐体を経由するケーブル アセンブリとは非常に異なる機械的ストレスを受けます。
SMA905 ケーブル選択における機械的要因と環境的要因
外側のジャケットはファイバを保護し、設置時や保守時のケーブルの動作に影響を与えます。
ジャケットの選択では、摩耗、油または化学物質への曝露、必要な外径、火炎挙動、ハロゲン要件、配線スペース、および一般的な機械的保護を考慮する必要がある場合があります。
保護された内部配線を目的としたケーブルは、繰り返しの取り扱いや産業上の機械的ストレスにさらされるケーブルと同じ構造を必ずしも必要とするわけではありません。
したがって、ジャケットは外観や直径だけで選択するのではなく、環境に応じて指定する必要があります。
温度定格を確認する必要があります。実際のファイバーとケーブルの構造。
SMA905 コネクタの名前は、アセンブリ全体の温度耐性を定義するものではありません。ファイバーの材質、緩衝材、ジャケット、接着剤または圧着の設計、保護チューブ、および終端方法はすべて、使用可能な温度範囲に影響を与える可能性があります。
これは、POF、HCS、およびシリカ アセンブリを比較する場合に特に重要です。ファイバー技術を変更すると、システムの環境制限が変わる可能性がありますが、完全なケーブル仕様を検証する必要があります。
「柔軟性」とは、光ケーブルが無制限に曲げられることを意味するものではありません。
すべてのファイバー構造には機械的な制約があります。きつく曲げると光損失が増加したり、長期にわたる機械的損傷が発生したりする可能性があります。繰り返しの屈曲は、設置中に一度曲げた後は静止したままにするケーブルよりも負担がかかる場合があります。
ケーブル仕様では、以下を区別する必要があります。
静的インストール、
時々の動き、
繰り返されるフレキシブルまたは動的ルーティング、および
重大な引張、潰れ、またはその他の機械的負荷。
このような状況では、光仕様が変わらない場合でも、異なるファイバー保護とケーブル構造が必要になる場合があります。
SMA905 コネクタはファイバを光インターフェイスに配置しますが、ファイバ端自体の状態は光路の一部のままです。
光は、ケーブルに出入りするたびに、ファイバー端面を通過する必要があります。
したがって、表面の品質、清浄度、位置合わせ、および終端の物理的状態が結合効率に影響を与える可能性があります。ほこり、汚れ、傷、準備不良、または光学面間の過度の分離により、送信パワーが低下する可能性があります。
これは、システムの光学マージンが限られている場合に特に重要になります。
ケーブルに正しいファイバーが含まれていても、終端処理で過剰な損失が発生すると、パフォーマンスが低下する可能性があります。
SMA905 端面の品質と挿入損失
このため、挿入損失は、特定のコネクタ タイプが特定の損失を保証すると単純に仮定するよりも、完成品アセンブリのパフォーマンス パラメータとして有用です。
すべての SMA905 アセンブリに普遍的に適用すべき単一の挿入損失値はありません。
適切な受け入れ要件は、ファイバの種類、コア直径、NA、動作波長、嵌合インターフェイス、終端方法、およびシステムの光バジェットによって異なります。
光学性能が重要な場合、ケーブル アセンブリはコネクタの外観や導通だけで判断するのではなく、実際の使用状況を表す条件下で評価する必要があります。
適切な SMA905 ケーブル仕様は、ケーブル メーカーに完全な光学的および機械的要件を理解するのに十分な情報を提供します。
| 提供する情報 | なぜそれが重要なのか |
|---|---|
| アプリケーションまたは機器 | ケーブルのシステムコンテキストを提供します |
| 光源または送信機 | ファイバーの互換性を判断するのに役立ちます |
| 動作波長 | ファイバー伝送と光学マッチングに影響を与える |
| 嵌合インターフェース | 機械的な接続を確認します |
| ファイバーの種類 | POF、HCS、シリカ、またはその他の必要な繊維を区別します |
| コア径 | 光路との結合と互換性に影響を与える |
| 開口数 | 角度許容特性を定義します |
| 必要なケーブル長 | ファイバーの総損失に影響を与える |
| 動作温度 | 適切なファイバーとケーブルの構造を決定します |
| 静的または移動的なインストール | 曲げとフレックスの要件に影響を与える |
| ジャケット/環境要件 | 機械的および環境的保護を決定します |
| 光損失要件（定義されている場合） | アセンブリレベルの合格基準を提供します |
| 数量と寸法の要件 | 生産および機械構成を定義します |
すべての顧客がこれらのパラメータをすべて知っているわけではありません。
ケーブルが既存のアセンブリを置き換える場合、多くの場合、機器モデル、元のケーブル仕様、光源の波長、および嵌合インターフェイスが有益な開始情報を提供します。システムが最初から設計されている場合は、ケーブルの構築が完了する前に光学パラメータを確立する必要があります。
信頼性の高い選択プロセスは、論理的なシーケンスにまとめることができます。
アプリケーションと接続機器を特定します。ケーブルが何を接続しているのか、また光リンクが何を期待しているのかを判断します。
光源と動作波長を特定します。ソースとは無関係にファイバーを選択しないでください。
適切なファイバー ファミリを選択します。POF、HCS、シリカ、またはその他のファイバー構造が光要件と環境要件に適合するかどうかを判断します。
コア直径と開口数を一致させます。送信側と受信側の両方で互換性を確認してください。
必要な長さを定義し、光学バジェットを確認します。伝播損失だけでなく、コネクタおよび結合損失も含みます。
環境および機械的条件を定義します。温度、ジャケット、曲げ半径、動き、摩耗、その他の設置ストレスを考慮してください。
終端と光学性能の要件を定義します。端面の品質と許容可能な挿入損失は、実際のシステムを反映する必要があります。
メカニカルインターフェース仕様としてSMA905を使用してください。コネクタ名を完全なケーブル仕様として扱うのではなく、光要件と環境要件を理解した後でコネクタを確認してください。
このアプローチにより、最も一般的な仕様エラーの 1 つである、背後の光学システムを無視してコネクターが物理的に適合するという理由でケーブルを選択するというエラーが防止されます。
No. SMA905 では、1 つの特定のファイバーではなく、コネクタ インターフェイスについて説明しています。 SMA905 アセンブリには、POF、HCS、シリカ、または異なるコア直径と開口数を備えた他の互換性のある光ファイバーを含めることができます。大コア POF は一部の産業用途で一般的ですが、コネクタのタイプだけから想定すべきではありません。
コアの直径は光源と受信インターフェイスに一致する必要があります。一部のシステムでは、コアを大きくすると結合が簡素化されますが、それが自動的に正しい選択になるわけではありません。ソーススポットサイズ、受信エリア、アライメント、NA、および既存の機器の設計をすべて考慮する必要があります。
開口数は、ファイバーが光を受け入れることができる角度範囲を決定します。光源がその範囲外で大量の光パワーを放出すると、結合効率が低下します。したがって、NA は、コア直径およびソースとレシーバーの光学特性とともに考慮する必要があります。
はい。コネクタ インターフェイスは、さまざまなファイバー テクノロジーで使用できます。重要なのは、選択したファイバのコア径、NA、波長特性、損失、機械的特性が用途に適合するかどうかです。コネクタの互換性だけでは光学的な互換性は確立されません。
はい。ファイバの減衰は距離とともに蓄積されるため、ケーブル長が長くなると伝播損失が増加します。コネクタと結合の損失も光パワー バジェットの一部を消費します。したがって、許容可能な最大長は、SMA905 コネクタ自体ではなく、光学システム全体によって決まります。
最も有用な情報には、アプリケーション、ソースまたは機器、動作波長、ファイバの種類、コア直径、NA、ケーブル長、動作温度、機械的環境、ジャケット要件、および定義された光損失要件が含まれます。これらのパラメータを指定すると、ファイバーとケーブルの構造を 1 つの完全なシステムとして選択できるようになります。
SMA905 ケーブル アセンブリについて考える最も有益な方法は、ファイバー片が取り付けられたコネクタとしてではなく、システムの 2 つの部分間の光学的および機械的リンク。
SMA905 インターフェイスは、ケーブルがどのように機械的に接続されるかという 1 つの質問のみに答えます。
正しいアセンブリでは、ファイバーの材質、コアの直径、NA、波長、減衰、結合などの光学的な問題と、長さ、ジャケット、温度、曲げ、屈曲、環境への曝露などの機械的な問題にも答える必要があります。
これらのパラメータを総合的に考慮すると、SMA905 ケーブルの選択がより予測しやすくなり、機械的には適合するが光学的には性能が劣るケーブルを選択するリスクが大幅に軽減されます。
選択するSMA905 プラスチック光ファイバー ケーブル アセンブリこれは、単に SMA905 コネクタを選択してケーブル長を指定するだけの問題ではありません。コネクタは光路の一部にすぎません。ファイバーの材質、コアの直径、開口数、動作波長、ケーブル長、機械構造、終端品質はすべて、完成したアセンブリが目的のシステムで正しく動作するかどうかに影響を与える可能性があります。
2 つのケーブル アセンブリは両方とも SMA905 コネクタを使用できますが、光学的および機械的特性が大きく異なるため、この区別は重要です。
したがって、信頼性の高い選択をするには、ケーブルを完全な光システムの一部として扱う必要があります。光源 → コネクタインターフェース → ファイバー → 受信インターフェース → 動作環境。
SMA905 は、特定の光ファイバーではなく、標準化された F-SMA 光ファイバー コネクタ インターフェイスを指します。したがって、SMA905 ケーブル アセンブリでは、さまざまなファイバー材料、コア直径、開口数、波長範囲、ケーブル構造、および長さを使用できます。正しく選択するには、コネクタ、ファイバー、光源、受信機、および動作環境が一致している必要があります。
IEC 61754-22 は、タイプ F-SMA コネクタ ファミリの標準インターフェイス寸法を定義しています。これは重要な違いです。規格は機械的インターフェースを確立しますが、そのインターフェースに取り付けられたすべてのケーブルが同じ光学特性を持つことを意味するわけではありません。
SMA905 コネクタは、さまざまなタイプのマルチモード光ファイバを終端できます。用途に応じて、ファイバーはプラスチック光ファイバー (POF)、ハードクラッドシリカ (HCS)、または従来のシリカファイバーになります。
同じ SMA905 インターフェイス、異なる光ファイバー
1 つのファイバ カテゴリ内であっても、コアの直径と開口数は大きく異なる場合があります。
これは、「SMA905 ファイバー ケーブル、5 メートル」などの記述は、エンジニアリングの観点からは不完全であることを意味します。コネクタと長さは特定されていますが、光学的な互換性に直接影響するいくつかの質問には答えていません。
中にはどんな繊維が入っているのでしょうか？コアの直径はどれくらいですか?どのような光を受け入れることができますか？どの波長で動作しますか?リンク全体ではどのくらいの光損失が発生しますか?
物理的なコネクタは適合するが、光学システムの適合性がまだ不十分な場合があります。
同一の SMA905 コネクタと同一の外部長を備えた 2 本のケーブルを考えてみましょう。
短距離産業用光リンク用に設計された大コア POF が含まれる場合があります。もう 1 つは、異なる光源と波長範囲を対象とした、はるかに小さなコアのシリカ ファイバーを含む場合があります。
機械的には、両方のケーブルを SMA905 レセプタクルに接続できます。ただし、光学的には、それらの動作は大きく異なる場合があります。
だからこそ、最初の選択の質問は次のようなものだけであってはなりません。
「SMA905は必要ですか?」
それは次のようになります:
「この SMA905 アセンブリはどのような光学システムに接続する必要がありますか?」
通常、最も重要な光学パラメータは次のとおりです。コア径、開口数、動作波長。これらは、光がファイバーに入り、ファイバー中を伝播し、受信側に到達する効率を決定するため、独立して選択すべきではありません。
コア直径、開口数、動作波長の一致
ファイバ コアは、光パワーを伝送する領域です。その直径は、光源からの光がどの程度簡単にファイバーに結合できるか、また出力が次の光学素子にどのように結合するかに影響します。
一般に、大きなコアのファイバは、光結合のためのより大きな物理的ターゲットを提供します。これが、実用的なアライメントと堅牢な結合が重要な多くの短距離産業システムでラージコア POF が役立つ理由の 1 つです。
ただし、コアが大きいほど自動的に優れているわけではありません。
大きなコアの伝送路からの光をはるかに小さな受信エリアに結合する必要がある場合、光パワーの一部が捕捉されない可能性があります。システムが 1 つのファイバ コア サイズに基づいて設計されているが、交換用のケーブルでは別のサイズが使用されている場合にも、同じ問題が発生する可能性があります。
このため、トランスミッター、レシーバー、センサー、光学ヘッド、またはその他の嵌合する光学コンポーネントに対してコア直径をチェックする必要があります。
2 つの SMA905 コネクタによって、その後ろのファイバが光学的に同等になるとは考えないでください。
開口数(NA)ファイバーが光を受け入れることができる角度の範囲を表します。
実際には、光源はファイバー コアを照らすだけでよいわけではありません。放射された光も、ファイバーが効果的に導くことができる角度範囲内でファイバーに入射する必要があります。
光源がファイバーが受け入れることができるよりも広い角度分布にわたって光を発射する場合、一部の光パワーは導波モードに結合されません。あるファイバーまたはコンポーネントから出た光が別のファイバーまたはコンポーネントに結合される場合、同様の不一致が光路の他の場所で発生する可能性があります。
したがって、コア径とNAを一緒に考慮する必要があります。
光学システムの角度特性が十分に一致していない場合、大きなファイバー コアは効率的な結合を保証しません。逆に、適切な NA は、深刻な物理的な位置ずれやアクティブ領域の大きな不一致を補償することはできません。
SMA905 ケーブル アセンブリの場合、実際的な問題は次のとおりです。
光源はこの特定のファイバーに光を効率的に発射でき、受信側は出てきた光を効率的に受け入れることができるでしょうか?
SMA905 自体は動作波長を決定しません。
適切な波長は、光源、ファイバーの伝送特性、および受信機または感知素子の応答によって制御されます。
多くの産業用 POF リンクは、一般に 650 nm クラス付近の可視赤色領域で動作しますが、だからといって 650 nm が汎用の SMA905 波長になるわけではありません。 SMA905 終端シリカ アセンブリは、非常に異なるスペクトル領域に合わせて設計できます。
ファイバーの減衰も波長に依存します。ある波長領域で良好な性能を発揮するファイバでも、他の領域では実質的に異なる損失特性を示す場合があります。
したがって、正しい選択順序は次のようになりません。
SMA905 → 適切なファイバーを選択してください。
それは以下に近いものです:
光源の波長 → ファイバ伝送特性 → コアと NA の互換性 → 受信側の互換性 → SMA905 メカニカル インターフェイス。
同じコネクタ スタイルを、基本的に異なるファイバ構造で使用できます。 POF、HCS、シリカのいずれを選択するかは、SMA905 コネクタ単独ではなく、光リンクと環境要件に基づいて選択する必要があります。
SMA905 を使用した POF 対 HCS 対シリカファイバー
| 選択寸法 | POF | HCS | シリカファイバー |
|---|---|---|---|
| 基本構造 | ポリマーコアおよびクラッドシステム | シリカコアと硬質ポリマークラッド | シリカベースのコアとクラッド |
| コアサイズの傾向 | 多くの場合、産業用 POF システムでは比較的大きい | 一般的に、設計に応じて、大コア POF と従来の通信ファイバーの間 | 幅広いコア径で利用可能 |
| 開口数 | 大コアの POF では比較的高いことが多い | HCS ファイバーの設計に依存 | 繊維の種類によって大きく異なります |
| 波長の考慮事項 | 一般的な産業システムでは可視赤色光がよく使用されます | ファイバーに応じてさまざまな産業用光アーキテクチャをサポート可能 | シリカの種類に応じた幅広い範囲 |
| 距離の考慮 | 多くの短い産業リンクに最適 | 減衰と使用可能な長さは、特定の HCS ファイバーと動作波長によって異なります | 減衰量と使用可能な長さは、シリカファイバーの種類と使用波長によって異なります |
| 機械的選択 | ファイバーとジャケットの構造を確認する必要があります | ファイバーのコーティングとケーブルの構造が重要 | バッファ、ジャケット、アーマー、曲げ要件、および環境を指定する必要があります |
| 主な選択質問 | 大コアでカップリング耐性のある短距離リンクは適切ですか? | 異なる光学/環境特性を備えたシリカコア産業用ファイバーが必要ですか? | アプリケーションには特定のコア、NA、スペクトル範囲、または低損失の光パスが必要ですか? |
短距離の産業用光リンクの場合、大コア構成により光結合が比較的寛容になるため、POF が魅力的な場合が多くあります。
一般的な産業用 POF 設計は、約 1 mm ファイバー クラスであり、比較的高い NA を持つことができます。これらの特性は、トランスミッターとレシーバーがラージコアプラスチックファイバー専用に設計されている場合に役立ちます。
ただし、「POF」はまだ完全な仕様ではありません。
POF グレードが異なれば、減衰特性、温度制限、ジャケット構造、曲げ挙動、および機械的特性も異なります。したがって、完成したアセンブリは光学システムと設置環境の両方に適合する必要があります。
HCS (ハードクラッド シリカ) は、シリカ コアとポリマー クラッド システムを使用します。したがって、プラスチック光ファイバの別名として扱うべきではありません。
HCS は、アプリケーションが一般的なラージコア POF とは異なるコア サイズ、減衰、温度特性、距離、機械的性能のバランスを必要とする場合に役立ちます。
重要な点は、HCS が POF よりも普遍的に優れているということではありません。 2 つのファイバー技術は、さまざまな設計上の問題を解決します。
既存の機器がもともと POF を中心に設計されていた場合、HCS への変更は、両方の機器に産業用コネクタを取り付けることができるという事実だけに基づいて行うべきではありません。コア直径、NA、光源、受信機の互換性、およびリンクバジェットを確認する必要があります。
SMA905 はマルチモード シリカ ファイバでも使用できます。
シリカ アセンブリは、一般的な産業用 POF よりもはるかに小さいコアを使用でき、さまざまな NA および動作波長範囲で利用できます。
これらの特性により、シリカは、一般的なラージコア POF システムとは異なるコア サイズ、開口数、波長範囲、伝送性能の組み合わせを必要とする光学システムに適しています。
その代償として、結合条件がより厳しくなる可能性があります。
大コアの POF システムから小コアのシリカ ファイバに移行する場合、同じ SMA905 コネクタをそのまま使用するだけでは同等の光学性能は保証されません。光源のスポット サイズ、アライメント、NA、波長、および受信アパーチャはすべて重要になります。
ケーブル長は機械的な仕様だけではありません。また、受信端に到達する光パワーにも影響します。
どの光ファイバーにも伝搬損失があります。ファイバーが長くなると、累積ファイバー損失が増加します。
基本レベル:
ファイバの総損失 ≈ 単位長さあたりの減衰 × ファイバ長
実際の減衰値は、ファイバーの材質、ファイバーのグレード、波長、および場合によっては動作条件によって異なります。
これは、POF システムでは特に重要です。なぜなら、短距離で確実に動作するケーブルは、同じ光学的マージンを維持しながら自動的に無限に延長することができないからです。
したがって、普遍的な「最大 SMA905 ケーブル長」はありません。
SMA905 はコネクタ インターフェイスを定義します。実際の最大長は、ファイバー、波長、送信機の出力、受信機の感度または光学的要件、接続損失、および必要なエンジニアリング マージンによって決定されるシステム レベルの結果です。
ファイバーの減衰はリンクの一部にすぎません。
光パワーは、コネクタや結合インターフェイスでも失われる可能性があります。アライメントのずれ、コアサイズの不一致、NA の不一致、汚染、端面状態の不良、または不適切な嵌合形状はすべて、次の要素に伝達される光の量を減少させる可能性があります。
したがって、有用なエンジニアリング モデルは次のとおりです。
合計リンク損失 = ファイバー伝播損失 + 接続/結合損失 + その他のシステム損失
許容される合計は、利用可能な光パワー バジェット内に収まる必要があります。
ファイバー長が SMA905 リンクの光パワーに与える影響
単純な短い POF リンクの場合、この計算は簡単な場合があります。光学的許容差がより厳しいシステムの場合、ケーブル選択のより重要な部分になる可能性があります。
光パラメータが正しいとしても、ケーブルが設置後に耐えられることは保証されません。
固定機器内で使用される SMA905 ケーブル アセンブリは、産業用キャビネット、機械、可動アセンブリ、または高温の筐体を経由するケーブル アセンブリとは非常に異なる機械的ストレスを受けます。
SMA905 ケーブル選択における機械的要因と環境的要因
外側のジャケットはファイバを保護し、設置時や保守時のケーブルの動作に影響を与えます。
ジャケットの選択では、摩耗、油または化学物質への曝露、必要な外径、火炎挙動、ハロゲン要件、配線スペース、および一般的な機械的保護を考慮する必要がある場合があります。
保護された内部配線を目的としたケーブルは、繰り返しの取り扱いや産業上の機械的ストレスにさらされるケーブルと同じ構造を必ずしも必要とするわけではありません。
したがって、ジャケットは外観や直径だけで選択するのではなく、環境に応じて指定する必要があります。
温度定格を確認する必要があります。実際のファイバーとケーブルの構造。
SMA905 コネクタの名前は、アセンブリ全体の温度耐性を定義するものではありません。ファイバーの材質、緩衝材、ジャケット、接着剤または圧着の設計、保護チューブ、および終端方法はすべて、使用可能な温度範囲に影響を与える可能性があります。
これは、POF、HCS、およびシリカ アセンブリを比較する場合に特に重要です。ファイバー技術を変更すると、システムの環境制限が変わる可能性がありますが、完全なケーブル仕様を検証する必要があります。
「柔軟性」とは、光ケーブルが無制限に曲げられることを意味するものではありません。
すべてのファイバー構造には機械的な制約があります。きつく曲げると光損失が増加したり、長期にわたる機械的損傷が発生したりする可能性があります。繰り返しの屈曲は、設置中に一度曲げた後は静止したままにするケーブルよりも負担がかかる場合があります。
ケーブル仕様では、以下を区別する必要があります。
静的インストール、
時々の動き、
繰り返されるフレキシブルまたは動的ルーティング、および
重大な引張、潰れ、またはその他の機械的負荷。
このような状況では、光仕様が変わらない場合でも、異なるファイバー保護とケーブル構造が必要になる場合があります。
SMA905 コネクタはファイバを光インターフェイスに配置しますが、ファイバ端自体の状態は光路の一部のままです。
光は、ケーブルに出入りするたびに、ファイバー端面を通過する必要があります。
したがって、表面の品質、清浄度、位置合わせ、および終端の物理的状態が結合効率に影響を与える可能性があります。ほこり、汚れ、傷、準備不良、または光学面間の過度の分離により、送信パワーが低下する可能性があります。
これは、システムの光学マージンが限られている場合に特に重要になります。
ケーブルに正しいファイバーが含まれていても、終端処理で過剰な損失が発生すると、パフォーマンスが低下する可能性があります。
SMA905 端面の品質と挿入損失
このため、挿入損失は、特定のコネクタ タイプが特定の損失を保証すると単純に仮定するよりも、完成品アセンブリのパフォーマンス パラメータとして有用です。
すべての SMA905 アセンブリに普遍的に適用すべき単一の挿入損失値はありません。
適切な受け入れ要件は、ファイバの種類、コア直径、NA、動作波長、嵌合インターフェイス、終端方法、およびシステムの光バジェットによって異なります。
光学性能が重要な場合、ケーブル アセンブリはコネクタの外観や導通だけで判断するのではなく、実際の使用状況を表す条件下で評価する必要があります。
適切な SMA905 ケーブル仕様は、ケーブル メーカーに完全な光学的および機械的要件を理解するのに十分な情報を提供します。
| 提供する情報 | なぜそれが重要なのか |
|---|---|
| アプリケーションまたは機器 | ケーブルのシステムコンテキストを提供します |
| 光源または送信機 | ファイバーの互換性を判断するのに役立ちます |
| 動作波長 | ファイバー伝送と光学マッチングに影響を与える |
| 嵌合インターフェース | 機械的な接続を確認します |
| ファイバーの種類 | POF、HCS、シリカ、またはその他の必要な繊維を区別します |
| コア径 | 光路との結合と互換性に影響を与える |
| 開口数 | 角度許容特性を定義します |
| 必要なケーブル長 | ファイバーの総損失に影響を与える |
| 動作温度 | 適切なファイバーとケーブルの構造を決定します |
| 静的または移動的なインストール | 曲げとフレックスの要件に影響を与える |
| ジャケット/環境要件 | 機械的および環境的保護を決定します |
| 光損失要件（定義されている場合） | アセンブリレベルの合格基準を提供します |
| 数量と寸法の要件 | 生産および機械構成を定義します |
すべての顧客がこれらのパラメータをすべて知っているわけではありません。
ケーブルが既存のアセンブリを置き換える場合、多くの場合、機器モデル、元のケーブル仕様、光源の波長、および嵌合インターフェイスが有益な開始情報を提供します。システムが最初から設計されている場合は、ケーブルの構築が完了する前に光学パラメータを確立する必要があります。
信頼性の高い選択プロセスは、論理的なシーケンスにまとめることができます。
アプリケーションと接続機器を特定します。ケーブルが何を接続しているのか、また光リンクが何を期待しているのかを判断します。
光源と動作波長を特定します。ソースとは無関係にファイバーを選択しないでください。
適切なファイバー ファミリを選択します。POF、HCS、シリカ、またはその他のファイバー構造が光要件と環境要件に適合するかどうかを判断します。
コア直径と開口数を一致させます。送信側と受信側の両方で互換性を確認してください。
必要な長さを定義し、光学バジェットを確認します。伝播損失だけでなく、コネクタおよび結合損失も含みます。
環境および機械的条件を定義します。温度、ジャケット、曲げ半径、動き、摩耗、その他の設置ストレスを考慮してください。
終端と光学性能の要件を定義します。端面の品質と許容可能な挿入損失は、実際のシステムを反映する必要があります。
メカニカルインターフェース仕様としてSMA905を使用してください。コネクタ名を完全なケーブル仕様として扱うのではなく、光要件と環境要件を理解した後でコネクタを確認してください。
このアプローチにより、最も一般的な仕様エラーの 1 つである、背後の光学システムを無視してコネクターが物理的に適合するという理由でケーブルを選択するというエラーが防止されます。
No. SMA905 では、1 つの特定のファイバーではなく、コネクタ インターフェイスについて説明しています。 SMA905 アセンブリには、POF、HCS、シリカ、または異なるコア直径と開口数を備えた他の互換性のある光ファイバーを含めることができます。大コア POF は一部の産業用途で一般的ですが、コネクタのタイプだけから想定すべきではありません。
コアの直径は光源と受信インターフェイスに一致する必要があります。一部のシステムでは、コアを大きくすると結合が簡素化されますが、それが自動的に正しい選択になるわけではありません。ソーススポットサイズ、受信エリア、アライメント、NA、および既存の機器の設計をすべて考慮する必要があります。
開口数は、ファイバーが光を受け入れることができる角度範囲を決定します。光源がその範囲外で大量の光パワーを放出すると、結合効率が低下します。したがって、NA は、コア直径およびソースとレシーバーの光学特性とともに考慮する必要があります。
はい。コネクタ インターフェイスは、さまざまなファイバー テクノロジーで使用できます。重要なのは、選択したファイバのコア径、NA、波長特性、損失、機械的特性が用途に適合するかどうかです。コネクタの互換性だけでは光学的な互換性は確立されません。
はい。ファイバの減衰は距離とともに蓄積されるため、ケーブル長が長くなると伝播損失が増加します。コネクタと結合の損失も光パワー バジェットの一部を消費します。したがって、許容可能な最大長は、SMA905 コネクタ自体ではなく、光学システム全体によって決まります。
最も有用な情報には、アプリケーション、ソースまたは機器、動作波長、ファイバの種類、コア直径、NA、ケーブル長、動作温度、機械的環境、ジャケット要件、および定義された光損失要件が含まれます。これらのパラメータを指定すると、ファイバーとケーブルの構造を 1 つの完全なシステムとして選択できるようになります。
SMA905 ケーブル アセンブリについて考える最も有益な方法は、ファイバー片が取り付けられたコネクタとしてではなく、システムの 2 つの部分間の光学的および機械的リンク。
SMA905 インターフェイスは、ケーブルがどのように機械的に接続されるかという 1 つの質問のみに答えます。
正しいアセンブリでは、ファイバーの材質、コアの直径、NA、波長、減衰、結合などの光学的な問題と、長さ、ジャケット、温度、曲げ、屈曲、環境への曝露などの機械的な問題にも答える必要があります。
これらのパラメータを総合的に考慮すると、SMA905 ケーブルの選択がより予測しやすくなり、機械的には適合するが光学的には性能が劣るケーブルを選択するリスクが大幅に軽減されます。
