Când vine vorba de fibră optică, majoritatea oamenilor au în vedere o fibră din sticlă de cuarț - ceva care în ultimele decenii a încurcat literalmente lumea și fără de care este deja imposibil să-și imagineze domeniul telecomunicațiilor. Și, deși fibrele optice din cuarț sunt într-adevăr cele mai frecvente tipuri de fibre optice, cuarțul nu este singurul material utilizat pentru producerea lor. În ultimii ani, fibrele, fabricate în întregime din materiale polimerice, devin din ce în ce mai populare - fibre optice din plastic (polimer) (POF - fibre optice din material plastic / polimer). În Fig. 1 arată aspectul unui cablu cu o fibră optică din plastic.
Fig. 1. Cablu cu fibră optică POF
Deși proprietățile optice ale materialelor polimerice nu permit plastic fibră stramuta sferă de transmisie fibra de cuarț, datorită unui număr de caracteristici distinctive poate concura ca fibră de cuarț și linii de cupru (pereche de fire răsucite, cablu coaxial), în unele aplicații. Mai mult, putem spune cu încredere că POF a luat deja un loc demn pe piața telecomunicațiilor.
Un pic de istorie
Cu toate acestea, creșterea ulterioară a fluxului de informații transmise, apariția unui număr tot mai mare de aplicații care necesită transmitere a semnalului digital pentru distanțe scurte, precum și dezvoltarea automatizarea proceselor industriale, a condus la faptul că fibra optică a devenit tot mai folosite în linii scurte de comunicare, în special în cazul în care liniile de cupru nu oferă transfer de informații de înaltă calitate. Scopul a fost acela de a crea un mediu pentru transmiterea semnalelor care să aibă toate avantajele unei fibre optice, dar în același timp are un cost competitiv comparativ cu liniile de cupru. Și în acest moment dezvoltatorii și-au îndreptat din nou atenția asupra fibrei optice din plastic.
Structura și caracteristicile fibrei de plastic
Fibra optică din plastic este o fibră optică multimodă cu diametru mare, miezul și carcasa acesteia fiind din materiale polimerice.
Compoziția chimică a polimerilor utilizați, dimensiunile geometrice și profilul indicelui de refracție au variat considerabil în ultima jumătate de secol. Unele evoluții au fost standardizate. Astfel, standardul IEC-60793-2-40 distinge opt tipuri de fibre de plastic, care diferă în structura lor și, ca rezultat, în caracteristicile lor optice. Cu toate acestea, cea mai răspândită a fost o fibră de plastic cu diametrul miezului și o carcasă de 980/1000 μm și un indice de refracție pas cu pas. Învelișul de izolare exterior are de obicei un diametru de 2,2 mm. Materialul de bază este polimetilmetacrilatul (PMMA), un material cunoscut și ca plexiglas, acril, plexiglas etc. Covorul exterior, de regulă, este fabricat din polietilenă. Este vorba despre acest tip de POF pe care vom vorbi mai detaliat (Figura 2).
Fig. 2. Structura fibrei optice din plastic
Fibra optică din plastic al cărui diametru depășește cu mult diametrul fibrei de cuarț (fibra standard de silice multimod are dimensiuni 50/125 microni), se pot aplica simultan un număr mare de moduri spațiale ale radiațiilor optice. Acest număr poate ajunge la câteva milioane. Diafragma numerică a fibrei de plastic (NA) este de aproximativ 0,5. Fibra de plastic din fibră optică nu este produsă.
Proprietățile optice ale materialelor polimerice determină o creștere semnificativă a pierderilor în fibrele de plastic în comparație cu cuarțul. Un spectru tipic de atenuare a fibrei de plastic este prezentat în Fig. 3. După cum se poate observa, minimele atenuării POF se află în domeniul vizibil (520, 560 și 650 nm) și au valori de la 100 la 200 dB / km. Rețineți că atunci când se utilizează polimerii perfluorurați PMMA ca material de bază, pierderea minimă este deplasată în intervalul IR (aproximativ 1300 nm). Un număr mare de moduri propagate contribuie la dispersia intermodală și lărgirea semnalului propagat în timp.
Fig. 3. Caracteristica de atenuare spectrală într-o fibră optică din plastic
POF Avantaje
Linii bazate pe fibre optice din plastic atrage inginerii, în primul rând costul și ușurința de instalare.
Datorită deschiderii mari a fibrei de plastic, intrarea radiației în ea este mult mai simplă decât în cazul fibrelor cu un miez mic. Prin urmare, în loc de laser cu fascicul îngust sau optică specială de focalizare, LED-urile ieftine (LED) cu un unghi larg de divergență care emit în domeniul vizibil sunt utilizate în emițătoarele pentru POF.
Fig. 4. Conectori de legătură versatil pentru fibră de plastic
În plus, fibrele de plastic pot fi atașate la transmițătoare și receptoare fără utilizarea unui conector (pentru aceasta unele module au un mecanism special de blocare). În acest caz, trebuie doar să formați un capăt al fibrei și să-l introduceți în conectorul dispozitivului.
În construcția unui cablu de fibră optică din plastic pentru linii scurte, de regulă, nu se utilizează elemente de armare. Acest lucru se datorează caracteristicilor mecanice bune ale fibrei înseși (rezistență, rezistență la stres și îndoire) și condițiilor în care este utilizată de obicei (aceasta va fi discutată mai jos).
Astfel, utilizarea fibrei de plastic poate accelera semnificativ procesul de așezare a liniei de comunicație, precum și înlocuirea rapidă a zonelor afectate, dacă este necesar. Deși fibra din plastic în sine este ceva mai scumpă decât cuarțul, costul total al componentelor liniei și costurile de instalare și reparații sunt reduse semnificativ.
În plus față de caracteristicile inerente ale POF, acest tip de fibre are aceleași avantaje față de liniile de cupru ca fibre de siliciu, cum ar fi imunitatea la radiații electromagnetice și proprietăți de izolare (protecția de înaltă tensiune), de dimensiuni mai mici și greutate.
cerere
În ciuda tuturor acestor avantaje, întrebarea rămâne nesoluționată: ce trebuie făcut cu amortizarea care apare în materialele polimerice, care este uriașă prin standardele FOL? Într-adevăr, POF are limitări vizibile în ceea ce privește viteza și intervalul de transmitere a informațiilor. De obicei, fibra din material plastic pe bază având o lungime de câteva zeci de metri, iar rata maximă de transmisie este limitată la aproximativ 200 Mbit / s (rata de transfer poate ajunge la câteva Gbit / s, dar alte fibre sunt utilizate cu un profil de indice de refracție și tehnologia multiplexing).
Cu toate acestea, aceste limite au determinat domeniul fibrei de plastic. În ceea ce privește intervalul și viteza de transmitere, POF nu va putea niciodată să concureze cu fibrele de cuarț. Cu toate acestea, în rețelele neexploatate, care nu necesită aceleași viteze mari, apar avantajele fibrei de plastic, descrise mai sus.
Deci, utilizarea fibrei de plastic este recomandabilă în următoarele domenii:
Dacă sintetizați, sfera de utilizare a fibrelor de plastic este orice linie scurtă de comunicații de mare viteză. Este deosebit de eficientă utilizarea sa în condiții în care transmiterea de-a lungul liniilor de cupru este dificilă sau imposibilă, iar utilizarea fibrelor de cuarț este economic neprofitabilă.
Ce oferim?
EFO este distribuitor oficial al Broadcom Limited (fostă Avago Technologies), unul dintre cei mai importanți producători de componente pentru fibră optică din plastic. Compania produce cabluri din plastic fibre optice (simplex și duplex) cu amortizarea de 0,22 și 0,19 dB / m, care unește materiale (conectori. Adaptori) și o largă gamă transmițătoare. receptoare și transmițătoare pentru fibră de plastic. Cea mai mare parte a acestui segment de produse Avago constă în componentele liniei Versatile Link, caracterizată prin fiabilitate ridicată, costuri atractive și ușurința de operare (Figura 5). Componentele versatile ale Link au fost de mult timp cunoscute de dezvoltatorii liniilor de comunicare industrială din întreaga lume. În plus, furnizăm unelte și consumabile pentru a lucra cu fibră de plastic.
De asemenea, oferim cabluri din plastic de la Mitsubishi Chemical (fostul Rayon Mitsubishi) și Asahi Kasei. Aceste companii japoneze sunt printre liderii în domeniul producției de POF și o gamă largă de fibre de plastic de diferite diametre (de la 125 microni la 3 mm) și o diferite cochilii exterioare, ele pot fi utilizate în special în condiții extreme. Atenuarea în fibrele Mitsubishi Chemical și Asahi Kasei este de obicei de 0,15-0,19 dB / m. În plus față de fibrele standard POF cu un singur fir, aceste companii dezvoltă fibre multi-core cu pierderi reduse de îndoire. Cablurile Mitsubishi Chemical și Asahi Kasei pot fi utilizate nu numai pentru transferul de date, ci și pentru diverși senzori, sisteme de iluminare și transmisie a imaginilor.
Tabelul de mai jos compară parametrii principali ai cablurilor POF cu 1 mm de fibre de către companiile Broadcom, Mitsubishi Chemical și Asahi Kasei.