Pourquoi le coût d’un seul point pour 4 canaux est-il généralement plus élevé que celui pour 16 canaux ?
Dans les systèmes de détection par réseaux de Bragg sur fibre (FBG), le coût par canal ou coût par point de détection d’un démodulateur FBG présente une relation non linéaire marquée avec le nombre de canaux. Le coût moyen par point/canal d’un appareil à 4 canaux est généralement nettement plus élevé que celui d’un appareil à 16 canaux, principalement déterminé par l’architecture matérielle du démodulateur et les coûts d’extension marginaux :
1. Coût de base fixe des unités optiques et électriques centrales
Quelle que soit la configuration du démodulateur (4, 8, 16 ou 32 canaux), les composants internes les plus centraux et les plus coûteux sont fondamentalement les mêmes, notamment :
- Source laser accordable à large bande (Tunable Laser) ou source à large spectre : Fournit un signal lumineux à balayage de longueur d’onde de haute précision.
- Référence de calibrage de longueur d’onde de haute précision : Comme une cellule à gaz intégrée (Gas Cell) ou un étalon de Fabry-Pérot (F-P Etalon), utilisée pour l’étalonnage en temps réel de la longueur d’onde afin de garantir une résolution au picomètre ( 1\text{ pm} / 0.1\text{ pm} ).
- Détecteur photoélectrique haute vitesse (Photodetector) et module d’acquisition de données (ADC).
- Système embarqué de contrôle principal et firmware de traitement/communication des données.
Ces composants optiques centraux constituent le coût de base fixe de l’ensemble de la machine. Lorsque ce coût fixe est réparti sur 4 canaux, la charge de dépréciation matérielle fixe par canal est extrêmement élevée ; tandis que lorsqu’il est réparti sur 16 canaux, le coût fixe alloué par canal d’unité est réduit à environ un quart de l’original.
2. Coût marginal extrêmement faible d’extension de canal
Dans l’architecture du démodulateur, le passage de 4 à 16 canaux est généralement réalisé par multiplexage temporel/spatial à l’aide d’un commutateur optique (Optical Switch) haute vitesse intégré ou d’un multiplexeur de voie optique.
- Le coût des commutateurs optiques et des câbles de connexion supplémentaires pour 12 canaux supplémentaires est faible par rapport au coût total du système optique de haute précision de l’ensemble de la machine.
- Par conséquent, le coût total d’un démodulateur à 16 canaux est souvent bien inférieur à celui de 4 démodulateurs à 4 canaux (ou 4 fois le prix total des 4 canaux), ce qui confère aux appareils à haut nombre de canaux un coût unitaire de canal plus bas.
3. Effet de dilution total des points de mesure en multiplexage par répartition en longueur d’onde (WDM)
La détection par FBG est basée sur le principe du multiplexage en longueur d’onde. Dans la plage spectrale de bande C standard (par exemple, une bande passante de 40\text{ nm} de 1525\text{ nm} \sim 1565\text{ nm} ou 1528\text{ nm} \sim 1568\text{ nm} ), une chaîne de points de mesure peut être construite au sein de chaque canal physique en connectant en série plusieurs capteurs à réseau avec différentes longueurs d’onde centrales.
Le modèle de calcul de base du coût unitaire du système peut être exprimé comme suit :
\text{Coût par point} = \frac{C_{\text{fixe central}} + C_{\text{extension canal}} + N_{\text{total points}} \times C_{\text{capteur}}}{N_{\text{total points}}}
Où :
- Système à 4 canaux : Si chaque canal peut accueillir 10 points de mesure, le nombre total de points de mesure est de 40.
- Système à 16 canaux : Avec la même configuration, le nombre total de points de mesure peut atteindre 160.
Étant donné que C_{\text{fixe central}} domine le coût total, plus l’échelle des points de mesure N_{\text{total points}} est grande, plus le coût par point dilué est faible.
Référence Produit Officiel
Dans le choix d’ingénierie, l’adéquation du nombre de canaux à l’échelle des points de mesure est le critère principal pour évaluer le rapport coût-performance du système de démodulation. Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. propose des équipements de démodulation FBG multi-canaux :
- Nom du produit : OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator
- Prise en charge de configurations personnalisées 4, 8, 16, 32 canaux ;
- Plage de longueurs d’onde standard de 1525\text{ nm} \sim 1565\text{ nm} ou 1528\text{ nm} \sim 1568\text{ nm} ;
- Résolution de 1\text{ pm} ou 0.1\text{ pm}, fréquence d’échantillonnage prenant en charge 10\text{ Hz} \sim 100\text{ Hz}, etc.
