光ファイバーケーブルがEMIの影響を受けやすい環境で銅線を凌駕する理由

デジタルインフラストラクチャにおいて,通信ネットワークは高速車,信頼性そして干渉のない重機械で満たされた工場であれ サーバーで満たされたデータセンターであれ 強力な送信機に囲まれた 5G ベースステーションであれネットワークのパフォーマンスに影響を与える共通の課題があります:電磁気干渉 (EMI).

通信 システム の 骨組み と し て 何十 年 も 役立っ て き まし た が,電気 の 特性 に よっ て 電気 の 接続 が でき ます.生まれつき脆弱なEMI にも対応しています.一方,光ファイバーケーブルは光この記事では,EMIが銅にどのように影響するか,なぜ光ファイバーが免疫的なのか,ネットワークの安定性とパフォーマンスを向上させる.

1電気磁気干渉 (EMI) を理解する

EMI電子回路や通信チャネルの正常な動作を妨げる望ましくない電磁エネルギーです.自然そして人工ソース:

• 自然資源:雷,静的放電,太陽活動

• 人工源:モーター,トランスフォーマー,溶接機,電源線,無線送信機,電源交換,Wi-Fiネットワーク

EMIは通信線にも接続できます放射性(空気中) または導電性銅の通信線に侵入すると,信号を歪め 誤差率を増やし パケット損失を引き起こし 全体的なデータ処理量を減少させる.

2銅ケーブルが EMI に 脆弱 な 理由

銅ケーブルは電流このことが,彼らを外部電磁場に敏感である, しかしまた干渉源自体理由はこうです

2.1.アンテナ効果

銅導体はアンテナのように 近くにある電磁場を拾い上げます これは特に高周波環境で問題ですケーブルの長さが干渉の波長に近づく場合.

2.2.共有された地道

多くの銅網は,他の電気システムと接地を共有している.これは,モーターやスイッチ機器からのノイズなどの EMI による信号路線へのカップリングを可能にする.

2.3.ケーブル間の交差音

隣接する銅ケーブルは,特に密度の高いケーブルトレイや長い並行路線で電磁結合によって互いに干渉することがあります.

2.4.高速 信号 は より 敏感 です

銅ネットワークがより高い周波数 (例えば10Gイーサネットおよびそれ以上の) に移動するにつれて,EMIの少量でも信号が損なわれ,安定性が低下し,頻繁な再送信につながる.

遮蔽,接地,フィルタリング,ルーティング技術が緩和する保護措置は,これらの問題を完全に排除することができません.システムの複雑性,コスト,設置の難易性を高める.

3ファイバーオプティクス: 根本的に異なる伝達媒介

銅とは違って光ファイバーケーブルは光として情報を伝達するこの物理的特性によって2つの重要な利点:

1. 繊維は電気を導かない.
   →電流も電圧も EMI ピックアップも

2. 繊維は放射しません
   → 近くのシステムに干渉する電磁場を放出しません

これは光ファイバーケーブルを作る電気磁気干渉に完全に抵抗する高電圧機器,無線送信機,または溶接機に囲まれても,ファイバーケーブル内のデータは影響を受けません.

4EMI が多い環境における光ファイバーの主要な利点

4.1.放射と導いたEMIに対する免疫

繊維は光を使っているので 電磁場は 放射されたものでも 導かれたものでも 伝達媒間に結合する方法はありません厳しい工業地帯や 強力な画像装置を備えた病院でさえ特殊なシールドやフィルターを必要とせずに信号を保持します

4.2.繊維 の 間 に 交差 の 音 は ない

各繊維コアは,シグナル漏洩や交差音の防止のために,そのコーナーによって他のコアから隔離されています.これは銅束と大きく対照的です.複数のペアが適切に歪められ,遮蔽されていない場合,互いに干渉することがあります..

4.3.地面回路 の 廃止

繊維ケーブルは導電性がない接続されたデバイスの間の地電位を等しくする必要はありません.これは,銅網をしばしば悩ます導管干渉の主要な経路を取り除きます.

4.4.安定した高速性能

光ファイバーは,EMIによる劣化なく,マルチギガビットやテラビット通信を容易にサポートできます.これは,現代のデータセンター,ブロードバンドネットワーク,5Gフロントホール,高いスループットと低レイテンシーが交渉できない場合.

5EMI緩和:銅と繊維

6ファイバーが優れている現実の世界でのアプリケーション

1. 産業自動化
   工場は電動モーター,インバーター,溶接機器,変頻駆動装置で 満たされています繊維 は 騒音 の 問題 で は なく,制御 室 と 機械 の 間 に 信頼 できる 通信 を 提供 し ます.

2. 電力サブステーションとエネルギーインフラ
   高電圧線は 強い電磁場を生成し 銅製の制御ケーブルを 簡単に壊すことができますファイバーの免疫は,SCADAシステムとモニタリング機器の安全で安定したデータ送信を可能にします.

3. データセンターと高密度の環境
   データセンターの規模が拡大するにつれて 銅ケーブルは 近くの電源ケーブルからの 横断音声や EMI 干渉に より敏感になります ファイバーはケーブルを簡素化し 干渉を軽減しますより長い距離でより高いデータ速度をサポートします.

4. 医療 施設
   MRI 機器,X線 機器,外科 道具は 強力な電磁場を生成しますファイバーは,EMIによるエラーのリスクなく,画像データと病院ネットワークの安定した通信を保証します.

7繊維 の 選択 の 長期 的 な 益

銅のケーブルは,初期に安く見えますが,EMI 保護のコストファイバーオプティクスは,しばしば総所有コストが下がるによる:

• 遮断・接地システムの必要性を減らす

• メンテナンスとトラブルシューティングの時間を短縮する

• EMIを軽減するためのアップグレードなしで安定した高速性能を提供

ネットワークの需要が増加し続けているため,EMI免除は単に利点ではなく,要求ミッション・クリティカル・コミュニケーション・システム

結論

銅ケーブルとEMIは常に対立しています 防護とフィルタリング技術が進歩したにもかかわらず 銅は依然として 基本的に電磁気干渉に敏感です反対に電気の代わりに光を使うことで 問題を完全に回避できます

EMIに対するこの免疫は,より高い帯域幅とより長い範囲を組み合わせると,ファイバが信頼性があり,将来性のある通信ネットワーク安定性,性能,長期的なコスト削減を求める産業向けにファイバーオプティックは単なるアップグレードではなく 明らかに勝者なのです