POF

Was bedeutet POF?

POF (plastic/polymer optical fiber—the standard English designation) are light-conducting cables made of plastic, typically PMMA (polymethyl methacrylate). They consist of a light-conducting core and a sheath with a lower refractive index (so-called cladding), allowing light to be guided through the core by total internal reflection. Polymer optical fibers are more flexible to install than other cables, as they are composed solely of different plastics. They transmit digital data using light-emitting diodes (LEDs) and are suitable for areas with high EMC (electromagnetic compatibility) requirements—for example, in vehicle battery management systems.

Wo können POF-Leitungen im Fahrzeug eingesetzt werden?

POF-Leitungen kommen überall dort zum Einsatz, wo eine störsichere Datenverbindung benötigt wird – zum Beispiel in:

• MOST Bussystemen für Audio-/Videoübertragung (Ursprüngliche automotive Applikation bis 150Mbit/s)
• Automotive Ethernet Lösungen (z. B. 1000BASE-RH) für Steuergeräte, Kameras, Displays und Batterie-Management-Links im Fahrzeug.
• EMV-sensitiven Bereichen, in denen elektromagnetische Störungen unbedingt vermieden werden sollen (z. B. im Bereich von HV-Komponenten oder in stark strahlungsbelasteten Umgebungen)
• Multimedia-Architekturen, z. B. Anbindung von Infotainment, Verstärkern, Rear-Seat-Entertainment oder Rückfahrkameras über optischen Link

In modernen Bordnetzarchitekturen helfen POF-Verbindungen, hochfrequente Daten zuverlässig, galvanisch getrennt und gewichtsoptimiert zu übertragen.

Welche Vorteile haben POF-Leitungen gegenüber klassischen Kupfer-leitungen?

Störsicherheit:

POF überträgt Licht statt elektrischer Signale und ist damit weitgehend unempfindlich gegenüber elektromagnetischen Störungen. Es treten keine leitungsgebundenen EMV-Probleme entlang der Faser auf; nur die elektrischen Transceiver an den Enden müssen EMV-gerecht gekapselt werden.

Gewichtsvorteil:

POF-Kabel sind deutlich leichter (ca. 60-70%) als geschirmte Kupferleitungen – bei langen Strecken und vielen Koax-/Datenleitungen kann somit das Gewicht im Fahrzeug spürbar reduziert werden.

Hohe Flexibilität:

POF-Kabel sind beweglicher, da Sie aus zwei Einzelfasern bestehen.

Hohe Datenraten:

Die von OEM freigegebene POF Faser erlaubt die Übertragung von Gigabit-Ethernet (1000BASE-RH) über typische Automotive-Distanzen bis zu 40 Metern.

Einfache Stecktechnik:

Der große Kern (ca. 1 mm) macht POF relativ unempfindlich gegenüber axialen Toleranzen (0,01-0,1mm). Steckverbinder können einfach und robust ausgeführt werden (z. B. Automotive Stecksysteme und kundenspezifische Snap-In-Systeme).

Diese Eigenschaften machen POF-Leitungen ideal für den Einsatz in Fahrzeugen mit hohen Anforderungen an EMV, Gewicht und Packungsdichte.

Welche technischen Eigenschaften haben POF-Leitungen?

Materialaufbau:

• PMMA-Kern (typisch ~980 µm) mit einer Fluorpolymer od. fluorierter Acrylat Schicht (Cladding) umhüllt. Dieser ist Ideal für die Verwendung von LED Sendern, da diese durch den entsprechenden Lichtkegeldurchmesser ideal in die Faser einkopplen können.
• Außenmantel (z. B. PE/PVC), typischer Gesamtdurchmesser Automotive: ca. 2,2 mm

Dämpfung:

Typische Dämpfungswerte von ~0,2 dB/m im roten Spektralbereich (z. B. 650 nm) bei Kommunikations-POF – geeignet für Entfernungen bis zu einem zweistelligen Meterbereich (z. B. 0,5–40 m, abhängig von System, Anzahl Verbindungen und Datenrate).

Bandbreite:

Datenraten von 25 Mbit/s bis in den Gigabitbereich sind realisierbar; aktuelle Automotive-Lösungen wie 1000BASE-RH nutzen 1 Gbit/s über POF-Fasern für Fahrzeugnetzwerke.

Biegeradius:

Minimale Biegeradien liegen typischerweise bei ca. 20–25 mm, je nach Kabeldesign und Herstellerangabe. Kleinere Radien führen zu erhöhten Verlusten (Dämpfung) und sollten vermieden werden.

Stecksysteme:

POF-Steckverbinder kommen in verschiedenen Bauformen vor:

• Snap-In- / Klick-Stecker / Lötbare Stecker
• Verriegelungsstecker
• Automotive-Stecksysteme für MOST oder GEPOF

Sie sind auf schnelle Konfektion, robuste Verrastung und zuverlässige optische Kopplung ausgelegt.

Dank dieser Eigenschaften lassen sich POF-Leitungen besonders platzsparend und zuverlässig in kompakte Fahrzeugkomponenten integrieren.

Welche Zukunftstrends beeinflussen den Einsatz von POF´s im Automotive-Bereich? 

Gigabit-fähige POF-Kabel (GEPOF):

Mit Standards wie 1000BASE-RH steht heute Gigabit-Ethernet über POF zur Verfügung – primär für Automotive-Anwendungen mit hohen EMV-Anforderungen

Optmierte POF-Kabel:

Es wurden optimierte Fasertypen entwickelt, die es ermöglichen höhere Bandbreiten durch geringere Dämpfung zu erreichen. Diese benötigen andere Lichtquellen (sog. VCSEL).

Anwendung:

POF eignet sich als störsichere Technologie in E/E-Architekturen in verschiedenen Bus Technologien (Ring, Stern, etc.) – etwa für Hochgeschwindigkeitsverbindungen innerhalb einer Zone oder für Batteriemanagement Anwendungen mit gleichzeitigem EMV-Schutz.

Hybride Systeme:

Theoretisch könnte man Kabel entwickeln, die POF und Kupferleiter kombinieren, erlauben die gemeinsame Führung von Daten (optisch) und Versorgung (elektrisch) in einem Kabelbündel – das würde Bauraum und Gewicht sparen und reduziert Schnittstellen.

Die vorteilhaften Eigenschaften von Polymer-optischen Fasern (POF) machen diese Technologie besonders interessant für spezielle Anwendungen, insbesondere dort, wo EMV und Gewicht kritische Designfaktoren sind.