POF

Какво означава POF?

POF (plastic/polymer optical fiber – стандартното английско наименование) представляват светлопроводими кабели, изработени от пластмаса, обикновено PMMA (полиметилметакрилат). Те се състоят от светлопроводящо ядро и обвивка с по-нисък коефициент на пречупване (т.нар. cladding), което позволява насочването на светлината през ядрото чрез пълно вътрешно отражение. Полимерно-оптичните влакна са по-гъвкави при инсталиране в сравнение с други кабели, тъй като са съставени изцяло от различни пластмаси. Те предават цифрови данни чрез светодиоди (LED) и са подходящи за области с високи изисквания към ЕМС (електромагнитна съвместимост) – например в системи за управление на батерии в превозни средства.

Къде могат да се използват POF кабели в превозното средство? 

POF кабелите се използват навсякъде, където е необходима устойчива на смущения връзка за данни – например в:

• MOST шинни системи за аудио-/видео предаване (първоначално автомобилно приложение до 150 Mbit/s)
• Automotive Ethernet решения (напр. 1000BASE-RH) за управляващи устройства, камери, дисплеи и връзки за управление на батерии в превозното средство
• ЕМС-чувствителни области, в които електромагнитните смущения трябва да бъдат строго избегнати (напр. в зоната на HV компоненти или в среди с високо ниво на излъчване)
• Мултимедийни архитектури, напр. свързване на инфотейнмънт, усилватели, rear-seat entertainment или камери за обратно виждане чрез оптична връзка

В съвременните архитектури на бордова електрическа система POF връзките подпомагат надеждното, галванично изолирано и оптимизирано по тегло предаване на високочестотни данни.

Какви предимства имат POF спрямо класическите медни кабели?

Устойчивост на смущения:
POF предава светлина вместо електрически сигнали и поради това е до голяма степен нечувствителен към електромагнитни смущения. Не възникват проводими ЕМС проблеми по дължината на влакното; само електрическите трансивери в краищата трябва да бъдат екранирани съгласно ЕМС изискванията.

Предимство по отношение на теглото:
POF кабелите са значително по-леки (около 60–70 %) от екранираните медни кабели – при дълги трасета и множество коаксиални/данни линии това води до осезаемо намаляване на теглото в превозното средство.

Висока гъвкавост:
POF кабелите са по-гъвкави, тъй като се състоят от две отделни влакна.

Високи скорости на предаване:
Одобреното от OEM POF влакно позволява предаване на Gigabit Ethernet (1000BASE-RH) на типични автомобилни разстояния до 40 метра.

Опростена конекторна техника:
Голямото ядро (около 1 mm) прави POF сравнително нечувствителен към аксиални толеранси (0,01–0,1 mm). Конекторите могат да бъдат изпълнени просто и устойчиво (напр. автомобилни конекторни системи и специфични Snap-In системи).

Тези свойства правят POF кабелите идеални за използване в превозни средства с високи изисквания към ЕМС, тегло и плътност на опаковане.

Какви технически характеристики имат POF кабелите?

Структура на материала:

• PMMA ядро (типично ~980 µm), обвито с флуорполимерен или флуориран акрилатен слой (cladding). Това е идеално за използване с LED източници, тъй като техният светлинен конус позволява оптимално въвеждане на светлината във влакното.
• Външна обвивка (напр. PE/PVC), типичен общ диаметър в автомобилни приложения: около 2,2 mm

Затихване:

Типични стойности на затихване ~0,2 dB/m в червения спектрален диапазон (напр. 650 nm) при комуникационни POF – подходящи за разстояния в диапазона на десетки метри (напр. 0,5–40 m, в зависимост от системата, броя на връзките и скоростта на предаване).

Широчина на честотната лента:

Възможни са скорости на предаване от 25 Mbit/s до гигабитов диапазон; съвременни автомобилни решения като 1000BASE-RH използват 1 Gbit/s върху POF влакна за мрежи в превозното средство.

Радиус на огъване:

Минималните радиуси на огъване обикновено са около 20–25 mm, в зависимост от дизайна на кабела и спецификациите на производителя. По-малки радиуси водят до увеличени загуби (затихване) и трябва да се избягват.

Конекторни системи:

POF конекторите се предлагат в различни изпълнения:

• Snap-In / клик конектори / запояеми конектори
• Заключващи конектори
• Автомобилни конекторни системи за MOST или GEPOF

Те са проектирани за бърз монтаж, надеждно заключване и сигурно оптично свързване.

Благодарение на тези характеристики POF кабелите могат да бъдат интегрирани особено компактно и надеждно в компактни автомобилни компоненти.

Кои бъдещи тенденции влияят върху използването на POF в автомобилната индустрия?

Gigabit-съвместими POF кабели (GEPOF):

Със стандарти като 1000BASE-RH днес е наличен Gigabit Ethernet върху POF – основно за автомобилни приложения с високи изисквания към ЕМС.

Оптимизирани POF кабели:
Разработени са оптимизирани типове влакна, които позволяват по-висока честотна лента чрез по-ниско затихване. Те изискват различни източници на светлина (т.нар. VCSEL).

Приложение:
POF е подходящ като устойчива на смущения технология в зонална E/E архитектура в различни шинни топологии (пръстен, звезда и др.) – например за високоскоростни връзки в рамките на една зона или за приложения за управление на батерии с едновременно ЕМС защита.

Хибридни системи:
Теоретично могат да се разработят кабели, комбиниращи POF и медни проводници, които позволяват съвместно предаване на данни (оптично) и захранване (електрически) в един кабелен сноп – това би спестило монтажно пространство и тегло и би намалило интерфейсите.

Благоприятните свойства на полимерно-оптичните влакна (POF) правят тази технология особено подходяща за специфични приложения, особено там, където ЕМС и теглото са критични фактори при проектирането.