Пластиковое оптическое волокно ( POF ) или полимерное оптическое волокно - это оптическое волокно , изготовленное из полимера . Подобно стеклянному оптическому волокну , POF передает свет (для освещения или данных) через сердцевину волокна. Его главное преимущество перед стеклянным продуктом, при прочих равных условиях, - это прочность на изгиб и растяжение .
История [ править ]
С 2014 года на рынке доступно полное семейство трансиверов PHY , что позволяет проектировать и производить домашнее сетевое оборудование, обеспечивающее гигабитные скорости в доме. [ необходима цитата ]
Одним из наиболее интересных достижений в полимерных волокнах стала разработка микроструктурированных полимерных оптических волокон (mPOF), типа фотонно-кристаллического волокна . [ необходима цитата ]
Материалы [ править ]
Традиционно ПММА (акрил) состоит из сердцевины (96% поперечного сечения волокна диаметром 1 мм), а фторированные полимеры являются материалом оболочки . С конца 1990-х годов на рынке начали появляться волокна с гораздо более высокими эксплуатационными характеристиками (GI-POF) на основе аморфного фторполимера (поли (перфторбутенилвиниловый эфир), CYTOP [1] ). [2] [3] Полимерные оптические волокна обычно производятся методом экструзии, в отличие от метода вытягивания, используемого для стеклянных волокон.
Характеристики PMMA POF [ править ]
- В качестве сердцевины используются ПММА и полистирол с показателями преломления 1,49 и 1,59 соответственно.
- Обычно оболочка волокна изготавливается из силиконовой смолы (показатель преломления ~ 1,46).
- Между сердцевиной и оболочкой сохраняется высокая разница показателей преломления .
- Высокая 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]
- Потери на затухание составляют около 1 дБ / м при 650 нм. [4]
- Полоса пропускания составляет ~ 5 МГц-км при 650 нм. [4]
Приложения [ править ]
Сети передачи данных [ править ]
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 цифровой бытовой технике, домашних сетях, промышленных сетях ( PROFIBUS , PROFINET , Sercos , EtherCAT ), и автомобильные сети ( МОСТ ). Волокна из перфторированного полимера обычно используются для более высокоскоростных приложений, таких как проводка центров обработки данных и проводка зданий LAN .
В связи с будущими требованиями к высокоскоростной домашней сети наблюдается растущий интерес к POF как возможному варианту для соединений следующего поколения Gigabit / s внутри дома. [1] С этой целью активно действуют несколько европейских исследовательских проектов, таких как POF-ALL [2] и POF-PLUS [3] .
Датчики [ править ]
Полимерные оптические волокна могут использоваться для дистанционного зондирования и мультиплексирования из-за их низкой стоимости и высокого сопротивления. [5]
Возможна запись волоконных брэгговских решеток в одномодовом и многомодовом ПОФ. Это дает преимущества по сравнению с использованием кварцевого волокна, поскольку POF можно растягивать без разрушения, некоторые приложения описаны на странице проекта PHOSFOS .
Стандарты [ править ]
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, что релиз состоится 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.
Этот стандарт Gigabit POF IEEE основан на многоуровневой модуляции PAM и структуре кадра, предварительном кодировании Томлинсона-Харашима и модуляции многоуровневого кодирования смежных классов. Комбинация всех этих методов оказалась эффективным способом достижения недорогих реализаций при приближении к теоретической максимальной пропускной способности POF. [ необходима цитата ]
Другими альтернативами являются такие схемы, как DMT , PAM-2 NRZ , выравнивание DFE или PAM-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].
Ссылки [ править ]
- ^ "Что такое CYTOP?" . agc.com . Проверено 7 сентября 2015 .
- ^ "Полимерное оптическое волокно с градиентным индексом преломления (GI-POF)" (PDF) . Thorlabs.com . Проверено 7 сентября 2015 .
- ^ "Производство перфторированных пластиковых оптических волокон" (PDF) . chromisfiber.com. 2004 . Проверено 7 сентября 2015 .
- ^ a b c «Справочник FOA для волоконной оптики - оптическое волокно» . thefoa.org. 2011-02-12 . Проверено 24 августа 2013 .
- ^ Лопес Н .; Sequeira F .; Гомеш МЦР; Nogueira R .; Bilro L .; Задорожная О.А.; Рудницкая AM (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. DOI : 10.17586 / 2226-1494-2015-15-4-568-577 .
- ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала на 2014-09-09 . Проверено 9 сентября 2014 .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ www .ieee802 .org / 3 / GEPOFSG / public / CFI / GigPOF% 20CFI% 20v _1 _0 .pdf
Литература [ править ]
- 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, «Спектрально эффективная передача по полимерному оптическому волокну», 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. Ссылка .
Внешние ссылки [ править ]
- Стандарт VDE гигабитный POF
- Исследовательская группа IEEE GEPOF
- Целевая группа IEEE GEPOF