Пластиковое оптическое волокно

Пластиковое оптическое волокно ( POF ) или полимерное оптическое волокно представляет собой оптическое волокно , изготовленное из полимера . Подобно стеклянному оптическому волокну , POF передает свет (для освещения или передачи данных) через сердцевину волокна. Его главным преимуществом перед стеклянным изделием при прочих равных условиях является его прочность на изгиб и растяжение.

История

полное семейство трансиверов PHY , позволяющее проектировать и производить домашнее сетевое оборудование, обеспечивающее гигабитные скорости в доме. С 2014 года на рынке доступно

Одним из наиболее интересных разработок в области полимерных волокон стала разработка микроструктурированных полимерных оптических волокон (mPOF), разновидности фотонно-кристаллических волокон .

Материалы

Традиционно ПММА (акрил) представляет собой сердцевину (96% поперечного сечения волокна диаметром 1 мм), а фторсодержащие полимеры являются материалом оболочки . С конца 1990-х годов волокно с градиентным индексом (GI-POF) с гораздо более высокими характеристиками на основе аморфного фторполимера (поли (перфторбутенилвиниловый эфир) CYTOP ) начал появляться на рынке. В то время как стеклянные волокна производятся только волочением, полимерные оптические волокна также могут изготавливаться волочением.

Характеристики ПММА ПОФ

• В качестве ядра используется ПММА с показателем преломления 1,49.
• Обычно оболочка волокна изготавливается из фторированных полимеров (показатель преломления <1,40).
• высокая разница показателей преломления . Между сердцевиной и оболочкой сохраняется
• Высокая числовая апертура .
• Имеют высокую механическую гибкость и низкую стоимость.
• отраслевого стандарта (IEC 60793-2-40 A4a.2) Волокно со ступенчатым индексом имеет диаметр сердцевины 1 мм.
• Потери затухания составляют около 1 дБ /м при длине волны 650 нм.
• Полоса пропускания составляет ~5 МГц-км при длине волны 650 нм.

Приложения

Сети передачи данных

POF называют «потребительским» оптическим волокном, поскольку волокно и связанные с ним оптические линии, разъемы и установка недороги. Из-за характеристик затухания и искажения волокон PMMA они обычно используются для низкоскоростных приложений на коротких расстояниях (до 100 метров) в цифровой бытовой технике, домашних сетях, промышленных сетях ( PROFIBUS , PROFINET , Sercos , EtherCAT ), и автомобильные сети ( МОСТ ). Волокна из перфторированного полимера обычно используются для гораздо более высокоскоростных приложений, таких как проводка в центрах обработки данных и проводка в локальных сетях .

В связи с будущими требованиями высокоскоростных домашних сетей растет интерес к POF как к возможному варианту гигабитных каналов следующего поколения внутри дома. [1] С этой целью активно действуют несколько европейских исследовательских проектов, таких как POF-ALL [2] и POF-PLUS [3] .

Датчики

Полимерные оптические волокна можно использовать для дистанционного зондирования и мультиплексирования благодаря их низкой стоимости и высокому сопротивлению.

Возможна запись волоконных решеток Брэгга в одномодовых и многомодовых ПОФ. Это имеет преимущества по сравнению с использованием кварцевого волокна, поскольку POF можно растягивать дальше, не разрывая его. Некоторые применения описаны на странице проекта PHOSFOS .

Стандарты

Оптическое волокно, используемое в телекоммуникациях, соответствует европейским стандартам EN 60793-2-40-2011.

Несколько органов по стандартизации на уровне страны, Европы и мира в настоящее время разрабатывают стандарты гигабитной связи для POF, предназначенные для приложений домашних сетей. Ожидается релиз в начале 2012 года. [4]

Исследовательская группа IEEE, а затем и целевая группа встречались с тех пор до публикации в 2017 году поправки к IEEE802.3bv. IEEE 802.3bv определяет полнодуплексную передачу со скоростью 1 Гбит/с через SI-POF с использованием красного светодиода. Он называется 1000BASE-RH.

Этот стандарт Gigabit POF IEEE основан на многоуровневой модуляции PAM и структуре кадра, предварительном кодировании Томлинсона-Харашимы и модуляции многоуровневого смежного кодирования. Сочетание всех этих методов оказалось эффективным способом достижения недорогих реализаций при одновременном приближении к теоретической максимальной пропускной способности POF.

Другими альтернативами являются такие схемы, как DMT , PAM-2 NRZ , выравнивание DFE или PAM-4. Стандарт VDE был опубликован в 2013 году. После публикации IEEE попросил VDE отозвать спецификацию и передать все усилия IEEE. VDE отозвала спецификацию, и в марте 2014 года IEEE был представлен CFI.

Литература

• CMOkonkwo, E. Tangdiongga, H. Yang, D. Visani, S. Loquai, R. Kruglov, B. Charbonnier, M. Ouzzif, I. Greiss, O. Ziemann, R. Gaudino, AMJ Koonen, «Недавние результаты исследования Проект ЕС POF-PLUS: Мультигигабитная передача по пластиковым оптическим волокнам с диаметром сердцевины более 1 мм», Journal of Lightwave Technology, Vol. 29, № 2, стр. 186–193, январь 2011 г.
• Циманн О., Краузер Дж., Замцов П.Е., Даум В.: Справочник POF - Оптические системы передачи на короткие расстояния. 2-е изд., 2008 г., Springer, 884 стр. 491 илл. в цвете, ISBN   978-3-540-76628-5
• И. Мёллерс, Д. Йегер, Р. Гаудино, А. Ночивелли, Х. Крагл, О. Циманн, Н. Вебер, Т. Кунен, К. Лецци, А. Блюшке, С. Рандель, «Технология пластикового оптического волокна для Надежная домашняя сеть – обзор и результаты проекта ЕС POF-ALL», журнал IEEE Communications Magazine, серия оптических коммуникаций, том 47, № 8, стр. 58–68, август 2009 г.
• Р. Перес де Аранда, О. Сиордиа, К. Пардо, «Стандарт для Gigabit Ethernet через POF. Внедрение продукта», Учеб. конференции POF 2011. Бильбао
• С. Рэндел, К. Бунге, «Спектрально эффективная передача по полимерному оптическому волокну», Когерентная оптическая связь, подсистемы и системы, Proc. ШПИОН Том. 7960
• Дж. Ли, «Дискретная многотональная модуляция для оптической связи ближнего действия», докторская диссертация, Технологический университет Эйндховена, 2009 г. Ссылка .

Внешние ссылки

• Гигабитный стандарт VDE POF
• Исследовательская группа IEEE GEPOF
• Рабочая группа IEEE GEPOF