pof(Plastic optical cable)란?

PRINCIPLE OF POF (POF의 원리)

POF- 중합체 광섬유 - 매우 투명한 중합체로 구성된 광학 도파관입니다.

코어는 낮은 굴절률을 가진 얇은 클래드 둘러싸여  N . 전반사를 통해 빛은 코어 내부로 안내됩니다.

상이한 코어 재료는 상이한 감쇠 및 적용 온도 범위를 초래한다. 굴절률 차이는 최대 각도를 정의하고 따라서 다른 빔 (대역폭 결정)의 시간 지연을 정의합니다.

복잡한 인덱스 프로파일은 증가 된 대역폭과 감소 된 벤딩 손실을 허용합니다.

STANDARD POF (표준 POF)

SI (Step Index)는 균질 한 코어를 가진 섬유를 정의합니다 .

PMMA로 만들어진 코어 (폴리 메틸 메타 크릴 레이트) 는 몇 퍼센트 더 낮은 굴절률을 갖는 불소 폴리머로 만들어진 얇은 (10 μm) 광학 클래딩으로 덮여 있습니다.

빛은 코어의 내부 전반사에 의해 안내됩니다. 가장 낮은 손실은 520 nm (녹색), 560 nm (노란색) 및 650 nm (빨간색)에서 얻어집니다.

현재 SI-PMMA-POF는 실용적으로 사용되는 폴리머 섬유입니다.

코어에서의 상이한 광선의 상이한 전송 시간은 발사 된 광 펄스의 확장을 초래한다.

전파 시간의 차이는 코어와 광학 클래딩 사이의 굴절률 차이가 증가함에 따라 증가합니다

(주로 Numerical Aperture로 설명 됨).

소위 표준 POF는 거의 5 %의 굴절률 차이를 갖는다.

이는 섬유 축에 대해 최대 20 ° 각도를 가능하게합니다.

따라서 가장 높은 각도의 광선은 5 % 느려집니다.

50m 길이의 SI-POF의 경우, 전파 시간에서 12ns의 이론적 인 차이가 예상 될 수 있습니다.

모드 믹싱과 높은 각도의 광선에 대한 높은 감쇄는 이론적 인 값의 거의 1/3 인 전파 시간 차이를 발생시킵니다.

따라서, 50m 길이의 SI-POF의 밴드 폭은 대략 50mm이다. 100 MHz. 추가적인 측정없이 (짧은 거리에 상응하여 더 높음) 50m 이상의 약 200Mbit / s의 비트 전송률을 얻을 수 있습니다.

지난 해 동안 50M 이상의 1000Mbit / s 비트 전송률이 특수 전송 방식 (OFDM 등화)으로 실현되었습니다.

 수정 된 굴절률 프로파일은 더 높은 비트율을 허용합니다. 적용 분야에 따라 PMMA-POF의 최대 작동 온도는 + 70 ° C ~ + 85 ° C입니다 (158 ° F ~ 185 ° F).

REFRACTIVE INDEX PROFILES (굴절률 프로필)

다음 표는 고분자 섬유의 다양한 색인 프로파일을 보여줍니다. 밴드 폭이 증가하고 굴곡 감도가 감소합니다. 서로 다른 프로파일의 매개 변수는 IEC 60793-2-20 클래스 A4a ~ A4h에 설명되어 있습니다.

SI-POF  빠른 데이터 전송을위한 SI-POF (스텝 인덱스, Æ : 1,0 mm, A _N = 0,50) A4a.2 단일 클래딩이있는 동종 코어

DSI-POF (더블 스텝 인덱스, Æ : 1,0 mm, AN = 0,30) :
더블 클래딩이있는 균질 코어, 고 대역폭 클라스 / 클래스 A4d

MSI-POF (다단계 지수, Æ : 0.75 mm, A _{N =} 0.25 mm) :
굴절률이 다른 여러 층, 매우 높은 대역폭의 Klasse / class A4e  

GI-POF (등급 지수, 0,9 mm, A _N = 0,40) : 불포화 고분자로부터 
최대 2 Gbit / s · 100 m Klasse / class A4e  
섬유의 파라볼릭 색인 프로파일 : Klasse / class A4f .. A4g

MC-POF (멀티 코어, Æ : 1,0 mm, A _N = 0,50) : SI-
프로파일, 작은 굽힘 반경 (3 mm)을 갖는 많은 코어 
Klasse / 클래스 A4a.2

  많은 이중 cladd 코어; 매우 높은 대역폭

FLUORINATED GI-POF (불소화 GI-POF)

파라볼릭 인덱스 프로파일을 사용하면 통과 시간의 차이가 거의 사라집니다.

LucinaTM-POF에서 플루오르화 폴리머 (Asahi Glass Company의 CYTOP®)를 사용하면 20 dB / km 이하의 감쇠량과 100 m POF의 경우 최대 40 Gbit / s의 데이터 속도를 얻을 수 있습니다

(예 : TU 아인트호벤, 키엘 대학, 애틀란타, 조지아 공대, NEC, 남부 캘리포니아 대학 및 게이오 대학). 이러한 섬유는 Asahi Glass 및 Chromis Fiberoptics에서 제조합니다.

단 몇 mm의 벤딩 반경은 W 자 모양의 인덱스 프로파일로 구현할 수 있습니다.

PMMA-POF와 달리 이들 섬유의 코어 직경은 50 ~ 120 μm입니다. 그들은 850 nm와 1300 nm 사이의 파장으로 가장 잘 작동합니다.

POF용 커넥터

 PMMA-POF에는 많은 수의 서로 다른 커넥터 시스템이 사용 가능합니다. 여러 개의 유리 섬유 커넥터가 POF에 적용되었지만 POF 용으로 특수 커넥터가 개발되었습니다. 예를 들어 V 핀 커넥터 시스템이 오랜 기간 동안 자동화 영역에서 사용되었습니다.

POF커넥터 예

Versatile-Link-System (HP),아바고 HFBR

POF 절단

코팅 제거

마운트 패롤

커넥터 스냅

연마/포리싱

연결용 인라인 어댑터

대체 개발품 : 아바고 HFBR

압착 링이있는 V- 핀 커넥터, 양면 커넥터 및 스내치있는 커넥터

다양한 POF 커넥터들은 다음과 같습니다 
(DNP, F05, FCI, FSMA, ST, F07...)

유리 섬유와 달리 POF는 커넥터없이 바로 사용할 수 있습니다.

최초의 회사 DieMount는 커넥터가없는 POF 시스템을 개발했습니다.

Firecomms의 Opto-Lock 시스템은 가정용 어플리케이션에서 널리 사용됩니다.

왜 POF가 편리한가?

고분자 섬유는 전송 거리와 실리카 유리 단일 모드 섬유의 용량에 미치지 못해습니다.

반면 더 유연하고, 비용이 낮으며, 다루기가 매우 쉽습니다. 구리 데이터 케이블과 비교하여 비슷한 성능을 나타내지만 직경이 작고 전자기장에 민감하지 않으며 전기 절연을 제공합니다.

다음 그림은 다른 응용 분야에서 어떤 이점이 특히 중요한지 보여줍니다

POF 적용

MOST 및 Byteflight가 장착 된 6 시리즈 BMW (Nuremberg에서 사진 POF'2004)

폴리머 광섬유 (특히 표준 PMMA-SI-POF)는 90 년대 이후 여러 분야에서 상업적으로 사용되고 있습니다. 다음 개요는 가장 일반적인 영역 중 일부를 나열합니다.

Automotive: 자동차 :

1998 년부터 5Mbit / s, 1Mbit / s,

2001 년부터 25Mbit / s) BMW에서 1Mbit2 (50Mbit / s) IEEE1394 (400Mbit / s의 개발 속도, 프로토 타입 만 가능) lMOST150 (150Mbit / s) Mbit / s) 2012 년 이후

Data Communication 데이터 통신

업계 및 가정용 네트워크에서 패스트 이더넷 (100 Mbit / s-50 m) 유럽에서 거의 사용되지 않는 1995 년 이래로 사용 가능한 lATM (155 Mbit / s over 50 m) lIEEE1394b (70 M 이상 100 Mbit / s, 400 Mbit / s 개발 중 100m 이상) 산업 및 가정용 네트워크에서 기가비트 이더넷 (1000Mbit / s-50m), 2013 년 여름 이후 상용 칩 세트 제공

Automation 오토메이션

SERCOS (2 Mbit/s, 60 m)
Profibus (1.5 Mbit/s, 60 m)
INTERBUS (2 Mbit/s, 70 m) lFast Ethernet (100 Mbit/s, 50 m)

Sensing 센서

Pedestrian protection (VDO) 보행자 보호
Elongation sensor 신축 센서 (예 : 풍력 발전소)

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  Illumination 조명

  별이 빛나는 하늘의 빛나는 섬유로 측면 발광 섬유를 이용한 윤곽 조명 조명을 실내로 안내 (Sollektor)

적용사례

폴리머 광섬유는 데이터가 짧은 거리 또는 중간 거리를 통해 전송되어야하고 간단한 설치 및 / 또는 케이블의 유연성이 중요한 모든 애플리케이션에 사용될 수 있습니다. 액세스 네트워크의 전송 속도는 지속적으로 증가하고 있으며 현재 많은 국가에서 100 ... 1000 Mbit / s까지 제공됩니다.

고품질 애플리케이션을 위해 홈 네트워크에는 WLAN 및 전력선을 보완하는 고정 연결이 필요합니다. POF는 최종 고객이 직접 설치할 수있는 유일한 매체입니다.

Data transmission 데이터 전송

건물 네트워크 용 버스 시스템

Displays 디스플레이

Side sliced POF radiate light into a plastic plate for illumination

측면 슬라이스 된 POF는 조명용 플라스틱 판에 빛을 방출합니다.

Illumination 조명

Vandalism proof illumination of signs 표지판의 기물 파손 방지 조명

Sensors 센서

Special lenses concentrate sun light into POF bundles which can guide it with high efficiency into rooms over a distance up to 20 m.

특수 렌즈는 태양 광을 POF 번들에 집중시켜 20m까지의 거리에서 높은 효율성으로 실내로 안내 할 수 있습니다.

Rotary joints 로타리 조인트

Data are transmitted between opposite POF without mechanical contact

데이터는 기계적 접촉없이 반대 POF 사이에서 전송됩니다.

Sollektor  

Special lenses concentrate sun light into POF bundles which can guide it with high efficiency into rooms over a distance up to 20 m.

특수 렌즈는 태양 광을 POF 번들에 집중시켜 20m까지의 거리에서 높은 효율성으로 실내로 안내 할 수 있습니다

특수용도 POF

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  산업계의 주문에 따른 섬유와 케이블은 다양한 특정 응용 분야에 맞게 개발되었습니다.

   

  CMT POF :

  Microwave coarse (POF) 주름진 금속 튜브는 기계적, 화학적 및 열 저항을 증가시킵니다

  (예 : 자동차 분야).

  

   

  하이브리드 POF :

  구리 도체와 조합 된 POF는 드래그 체인에서 사용됩니다. 홈 네트워크에서 하이브리드 케이블은 광 데이터 통신과 장치 전원을 결합 할 수 있습니다. 차량 네트워크에서 POF는 전기선과 결합됩니다. 자동화 기술에서도 하이브리드 POF / 구리 조합이 사용됩니다.

   포인트에서의 숫자 : 섬유의 감쇄 dB / km

   

  고온용 POF :

  폴리 카보네이트, 엘라스토머, 가교 PMMA와 같은 다른 물질로 만들어진 POF는 원칙적으로 145 ° C까지 사용할 수 있습니다. 그러나 종종 이러한 섬유는 감쇠가 더 큽니다 (650 nm에서 그림 참조). 상용 제품 (PC-POF 및 가교 PMMA 섬유)은 현재 더 이상 제공되지 않습니다.

   

*본 자료는 the Polymer Optical Fiber Application Center at the University of Applied Sciences Georg-Simon-Ohm Nürnberg 를

㈜엑사통신 기술팀에서 번역 요약한 자료입니다. 출처: http://www.pofac.info/en/homepage/what-are-pof.html