HFBR-0527P

光纤电缆通常用于距离过长或数据速率过高，而电线带宽有限的情况。当数据传输的环境存在电气噪声，或者担心电线电缆产生电磁辐射时，光通信链路也更受青睐。光纤相对于传统电线替代品具有众多技术优势，但到目前为止，光纤解决方案的成本一直较高。

必须进行通信的系统通常连接到不同的参考电位，这些电位不一定是零伏，或者在其他情况下，被认为是 0 V 的接地参考存在电气噪声。具有不同接地电位的系统之间的金属连接可以通过使用适当的隔离和接地技术来实现，但如果不严格遵守这些技术，导电电缆会在不同接地电位的系统之间引入冲突。数据通信系统设计人员必须谨慎操作，以确保导电电缆不超过 FCC 规定的辐射噪声限制，并且电缆安装人员需要将电线电缆远离其他可能通过磁感应将电气噪声耦合到数据中的电源导体。传统电线传输线还必须使用等于金属电缆特性阻抗的负载电阻进行端接。这个端接电阻必须始终连接到每根电线电缆的接收端，以确保脉冲不会反射回数据源，从而干扰传输的数据。

非导电光纤电缆没有与电线相关的传统问题。使用光纤解决方案时，系统设计人员无需担心环境噪声耦合到电缆中，也不必担心电缆末端是否有端接电阻。使用绝缘光纤介质时，具有不同参考电位的系统之间不会发生冲突，因为光纤电缆没有在安装或维护电缆时可能接地不当的导体或屏蔽层。光纤接收器是光链路中唯一对噪声敏感的部分，由于它包含在接收数据的主机系统内，因此很容易得到保护。一个简单的电源滤波器通常足以保护光纤接收器免受主机系统的电气噪声影响。如果主机系统特别嘈杂，可以对接收器应用静电屏蔽，但如果使用本应用笔记中推荐的电路技术，大多数应用中不需要静电屏蔽。

传统上使用铜线的理由一直是光纤解决方案成本更高，但安华高（Avago Technologies）的通用链路组件现在使系统设计人员能够克服历史上阻碍在短距离应用中使用光纤电缆的成本障碍。HFBR - 15X7Z LED 发射器和 HFBR - 25X6Z 接收器可与大直径 1 mm 塑料或 200μm 硬包层石英（HCS™）阶跃折射率光纤一起使用，以构建成本异常低的数据通信设备。本应用笔记中描述的光纤解决方案可以以与屏蔽双绞线相同的价格实现高达 125 MBd 的数据传输速率，但这种成本异常低的光数据链路没有电线电缆固有的缺点。

当 HFBR - 15X7Z 和 HFBR - 25X6Z 组件与大芯阶跃折射率光纤一起使用时，可以实现不同的距离和数据速率。在低数据速率下，可实现的距离由接收器的灵敏度、电缆衰减以及 LED 可以发射到光纤芯中的光量决定。随着数据速率的增加，光纤带宽将开始影响光数据链路的长度和数据传输速度。1 mm 芯径的塑料光纤比具有 200μm 直径石英玻璃芯和塑料包层的复合光纤能从 LED 耦合更多的光，但复合光纤的衰减明显低于全塑料光纤，因此使用复合光纤可以实现更远的距离。

图 1 和图 2 中显示的距离 - 数据速率曲线可让设计人员快速确定 HFBR - 15X7Z 和 HFBR - 25X6Z 是否可以与大芯光纤一起使用以满足其系统要求。图 1 显示了使用安华高 1 mm 塑料光纤可以实现的距离和数据速率，图 2 显示了使用安华高 200μm 硬包层石英光纤可以实现的情况。如果设计人员使用本应用笔记中推荐的电路，数字光纤链路通常可以在图 1 和图 2 阴影部分内的距离和数据速率下实现。本出版物中展示的光纤收发器针对 125 MBd 的操作进行了优化。通过优化发射器和接收器电路以在较低速度下运行，可以在低于 125 MBd 的数据速率下实现更远的距离。图 1 显示了 1 mm 直径塑料光纤可能实现的性能。HFBR - 15X7Z/25X6Z 组件可与标准 1 mm 塑料电缆一起使用，构建能够以 125 MBd 的速率传输数据的 20 m 链路。当使用低损耗塑料时。