Пластиковое оптическое волокно - Plastic optical fiber

Пластиковое оптическое волокно (POF) или полимерное оптическое волокно является оптоволокно это сделано из полимер. Похожий на стекловолокно, POF передает свет (для освещения или данных) через сердцевину волокна. Его главным преимуществом перед стеклянным продуктом, при прочих равных условиях, является его прочность при изгиб и растяжение.

История

С 2014 года полная семья PHY На рынке доступны трансиверы, позволяющие проектировать и производить домашнее сетевое оборудование, обеспечивающее гигабитную скорость в доме.[нужна цитата ]

Одним из наиболее интересных достижений в полимерных волокнах стала разработка микроструктурированных полимерных оптических волокон (mPOF), типа волоконных световодов. фотонно-кристаллическое волокно.[нужна цитата ]

Материалы

Традиционно ПММА (акрил) включает сердцевину (96% поперечного сечения волокна диаметром 1 мм), а фторированные полимеры являются облицовка материал. С конца 1990-х годов волокно с гораздо более высокими характеристиками (GI-POF) на основе аморфного фторполимера (поли (перфторбутенилвиниловый эфир), CYTOP[1]) начал появляться на рынке.[2][3]Полимерные оптические волокна обычно производятся методом экструзии, в отличие от метода вытягивания, используемого для стеклянных волокон.

Характеристики PMMA POF

  • ПММА и Полистирол используются в качестве сердечника с показателями преломления 1,49 и 1,59 соответственно.
  • Как правило, оболочка волокна изготавливается из силикон смола (показатель преломления ~ 1,46).
  • Высоко показатель преломления сохраняется разница между сердечником и оболочкой.
  • Высоко числовая апертура.
  • Обладают высокой механической гибкостью и невысокой стоимостью.
  • Волокно со ступенчатым показателем преломления (IEC 60793-2-40 A4a.2) имеет диаметр сердцевины 1 мм.[4]
  • Затухание составляет около 1 дБ / м @ 650 нм.[4]
  • Пропускная способность является ~ 5 МГц-км @ 650 нм.[4]

Приложения

Сети передачи данных

POF называют «потребительским» оптическим волокном, потому что оптоволокно и связанные с ним оптические линии связи, соединители и установка являются недорогими. Из-за характеристик затухания и искажения волокон из ПММА они обычно используются для низкоскоростных приложений на малых расстояниях (до 100 метров) в цифровых бытовых приборах, домашних сетях, промышленных сетях (PROFIBUS, PROFINET, Серкос, EtherCAT ) и автомобильные сети (САМЫЙ ). Перфторированные полимерные волокна обычно используются для более высокоскоростных приложений, таких как проводка центров обработки данных и строительство. LAN проводка.

Что касается будущих требований к высокоскоростной домашней сети, наблюдается растущий интерес к POF как возможному варианту для соединений следующего поколения Gigabit / s внутри дома.[1] С этой целью действуют несколько европейских исследовательских проектов, например POF-ALL. [2] и ПОФ-ПЛЮС [3].

Датчики

Полимерные оптические волокна могут использоваться для дистанционного зондирования и мультиплексирования из-за их низкой стоимости и высокого сопротивления.[5]

Можно написать волоконные решетки Брэгга в одномодовом и многомодовом POF. Это дает преимущества по сравнению с использованием кварцевого волокна, поскольку POF можно растягивать без разрушения, некоторые применения описаны в ФОСФОС страница проекта.

Стандарты

Оптическое волокно, используемое в телекоммуникациях, регулируется европейскими стандартами EN 60793-2-40-2011.

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

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

Стандарт Gigabit POF IEEE основан на многоуровневой Модуляция PAM каркасная конструкция, Предварительное кодирование Томлинсона-Харашима и многоуровневая модуляция кодирования смежных классов. Комбинация всех этих методов оказалась эффективным способом достижения недорогих реализаций в то же время, когда передача теоретическая максимальная емкость ФОП приближается.[нужна цитата ]

Другими альтернативами являются схемы вроде ДМТ, ПАМ-2 NRZ, Выравнивание DFE или ПАМ-4. Стандарт VDE был опубликован в 2013 году.[6] После публикации IEEE попросил VDE отозвать спецификацию и передать все усилия IEEE. VDE отозвал спецификацию, и в марте 2014 года в IEEE был представлен CFI.[7]

использованная литература

  1. ^ "Что такое CYTOP?". agc.com. Получено 2015-09-07.
  2. ^ «Оптическое волокно с градуированным показателем индексации полимера (GI-POF)» (PDF). Thorlabs.com. Получено 2015-09-07.
  3. ^ «Производство перфторированных пластиковых оптических волокон» (PDF). chromisfiber.com. 2004 г.. Получено 2015-09-07.
  4. ^ а б c «Справочник FOA для волоконной оптики - оптическое волокно». thefoa.org. 2011-02-12. Получено 2013-08-24.
  5. ^ Lopes N .; Sequeira F .; Gomes M.T.S.R .; Nogueira R .; Bilro L .; Задорожная О.А .; Рудницкая А.М. (2015). «Волоконно-оптический датчик, модифицированный прививкой полимера с молекулярным отпечатком для обнаружения аммония в водной среде». Научно-технический журнал информационных технологий, механики и оптики. 15 (4): 568–577. Дои:10.17586/2226-1494-2015-15-4-568-577.
  6. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2014-09-09. Получено 2014-09-09.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  7. ^ www.ieee802.org/3/ GEPOFSG/ public/ CFI/ GigPOF% 20CFI% 20v_1_0.pdf

Литература

  • CMOkonkwo, E. Tangdiongga, H. Yang, D. Visani, S. Loquai, R. Kruglov, B. Charbonnier, M. Ouzzif, I. Greiss, O. Ziemann, R. Gaudino, AMJ Koonen, "Последние результаты проект EU POF-PLUS: мультигигабитная передача по пластиковым оптическим волокнам с диаметром сердечника 1 мм », Journal of Lightwave Technology, Vol. 29., № 2., стр. 186–193, январь 2011 г.
  • Зиманн О., Краузер Дж., Замцов П.Е., Даум У.: Справочник POF - Оптические системы передачи ближнего действия. 2-е изд., 2008, Springer, 884 с. 491 илл. в цвете, ISBN  978-3-540-76628-5
  • И. Мёллерс, Д. Йегер, Р. Гаудино, А. Ноцивелли, Х. Крагл, О. Циманн, Н. Вебер, Т. Коонен, К. Лецци, А. Блушке, С. Рандель, «Технология пластикового оптического волокна для Надежная домашняя сеть - Обзор и результаты проекта ЕС POF-ALL », журнал IEEE Communications, Серия оптических коммуникаций, том 47, № 8, стр. 58–68, август 2009 г.
  • Р. Перес де Аранда, О. Сиордия, К. Пардо, «Стандарт для Gigabit Ethernet через POF. Внедрение продукта », Тр. конференции POF 2011. Бильбао
  • С. Рандель, К. Бунге, «Эффективная со спектральной точки зрения передача по оптоволоконному полимеру», Когерентная оптическая связь, подсистемы и системы, Proc. SPIE Vol. 7960
  • Дж. Ли, "Дискретная многотональная модуляция для оптической связи ближнего действия", докторская диссертация, Технологический университет Эйндховена, 2009 г. Ссылка на сайт.

внешние ссылки