Пластикове оптичне волокно

Уральський державний економічний университет.

РЕФЕРАТ.

Пластикове оптичне волокно.

ВИКОНАВЕЦЬ: Парыгин Степан.

Кд-99−1.

Ревда.

2000 г.

ПЛАН:

1. Вступ 3 2. Загальні відомості 3 3. Де знайдеться застосування? 7 4. Сполуки 8 5. Укладання 10 6. Список літератури 11.

Виходить, відкриття випереджають час. Фахівці витрачають безліч часу і грошей розробці, щоб потім чекати кілька десятиріч, поки нова технологія не вторує шлях до ринок. Мабуть, такі технології можна порівняти зі Сплячої красунею, що очікує свого Принца, щоб постати проти нього у всій красі. Іноді принц неприходить, розвиток науки йде з другим шляхом, й технологія залишається незатребуваною. Або, навпаки, на ринок виходять відразу дві технології, взагалі необов’язково, що у конкуренції переможе найкраща (пригадаємо історію з війною видеостандартов, коли понад досконалий Betacam зрештою поступився VHS).

Загальні сведения.

Plastic Optical Fiber, чи POF, — одне з таких «сплячих «технологій. Перші розробки з пластиковому оптоволокну проводили у кінці 60-х — початку 70-х фірмою DuPont. Потім патент ними придбала японська компанія Mitsubishi Rayon. Після цього POF досить термін, що називається, і у тінь: тобто розробки у цьому напрямі велися, проте серйозний інтересі ринку до цих технологіям не доводилося. І ось кінці 90-х про POF нарешті вспомнили.

А чим приваблива наша «спляча красуня »? За своїми характеристикам на неї припадає проміжне становище між «міддю «і звичайним оптоволокном (чи GOF — Glass Optical Fiber). Порівняно з «мідними «рішеннями сучасна POF дозволяє досягати зіставних і навіть великих швидкостей передачі. І, на відміну «міді «, на POF (як, втім, і будь-яке оптоволокно) не впливають електромагнітні наведення, інтенсивно які генеруються електропроводкою і побутової технікою. До до того ж для оптоволокна має значення рівень вологості, а діапазон робочих температур може варіюватися від -40 до +75 градусів Цельсія. Порівнюючи POF із традиційною оптоволокном, слід зазначити, що з порівняних швидкостях передачі вартість першого нижче. До того ж звичайне оптоволокно більш відчутно до ушкодженням, ніж пластикове і більше «мідь », і навіть дорожче встановленні і складніше в обслуживании.

Простота інсталяції і обслуговування POF пов’язана насамперед з розмірами серцевини волокна: якщо в GOF її діаметр становить від 50 до 125 мкм для многомодового і від 10 мкм для одномодового волокна, те в POF він може становити 1 мм. Це означає, що сверхточной центровки, обов’язкової у звичайному оптоволокне, в POF непотрібен (похибка центровки може досягати 100 мкм). Пластикове волокно можна різати бритвою, і якщо вам потрібно високошвидкісне з'єднання, досить пройтися по зрізу шкуркою. Прокладка POF небагатьом складніше, ніж прокладка стандартної «міді «, і жадає від монтажників високої квалификации.

Чому її будять ?

У пластикового оптоволокна є низка технологічних обмежень. Уперших, вартість, що усе-таки вище, ніж в «міді «. По-друге, пластикове оптоволокно поступається GOF швидкістю передачі й у максимальної довжині сегмента. Ці обмеження обумовлені розсіюванням світлового потоку, які виникають, зокрема, через дисперсії і многомодового поширення. Величина загасання сигналу в пластиці становить приблизно 130 дБ/км. Через війну пропускну здатність POF зі східчасто змінюваним коефіцієнтом заломлення (зване step-index POF, який є найпоширенішим типом волокна) досягають 300 Мбіт/с (порівняйте з гігаі терабитами, досяжними на одномодовом волокні) за максимальної довжині сегмента близько 100 метрів. Інше обмеження — робочі довжини хвиль. У POF світловий пучок має довжину хвилі 650 нм, у те час як і телекомунікації робітниками довжинами хвиль є 850, 1300 і 1550 нм.

Проте, світ наприкінці тунелю видно: йдеться передусім про graded-index POF, яка має коефіцієнт заломлення змінюється від центру до що відбиває оболонці световедущей жили. Відповідно зменшується згасання сигналу (воно значно менше, ніж у step-index POF: всього 25−30 дБ/км). А швидкість передачі у тому оптоволокне становить вже від 300 Мбіт/с до 3 Гбит/с.

Проте це не кінець. За словами виконавчого директора компанії Boston Optical Fiber Едварда Бермана (Edward Berman), зараз розробляється POF, у якому световедущая жила виконано з урахуванням фторполимеров. Робочий діапазон довжин хвиль нового волокна буде можна з GOF. У цьому гранична робоча температура підвищиться до 125 градусів Цельсія (що дозволить застосовувати волокно в автомобілях). Матеріал буде стабільнішим, з великим діаметром серцевини, а пропускну здатність — близька до 3 Гбит/с.

Коли сплячий прокинеться ?

І, тим щонайменше, попри обмеження пластикових технологій (як ми бачимо, вони ще переборні), нинішнє спляче стан POF значно мірою обумовлене ситуацією над ринком телекомунікацій. Умовно кажучи, пластикове волокно намагається сісти на два стільця. З одного боку, вона підпирає звичайне оптоволокно, з іншого — становить конкуренцію «мідним «лініях. На результаті програє і тією, і той технології: як високошвидкісної телекомунікаційної магістралі POF не конкурент звичайному оптоволокну, поступаючись то пропускну здатність і максимальною довжині сегмента. POF також навряд чи буде найближчим часом стандартом для офісних локальних мереж, яким нині є «мідь », бо рішення більшості бізнес-завдань поки що досить 100-мегабитного Ethernet, бегающего по кручений паре.

Втім, мушу віддати належне зусиллям, із якими виробники POF просувають своєї продукції ринку. Зокрема, їм вдалося отримати від форуму АТМ (Asynchronous Transfer Mode) схвалення POF як середовище для передачі. Однак враховуючи, що стандартом де-факто в офісних локальних мережах усе є Ethernet, попит на пластикове волокно всі ці події стимулювало незначно. Щоправда, з допомогою останньої розробки, волокна з змінюваним коефіцієнтом заломлення, виробники POF сподіваються все-таки змінити ситуацію над ринком телекомунікацій. З їхнього думці, продукт буде попиту під час прокладання телекомунікаційних мереж усередині будинків, соціальній та ролі «останньої милі «. Але, відверто кажучи, висока швидкість передачі і захист від електромагнітних перешкод, здебільшого не виправдовує відмовитися від дешевої «міді «, оскільки коло завдань, які від локальної мережі гигабитной пропускну здатність, поки що дуже вузьке. Потенційними споживачами POF є радше наукові та військові центри, і навіть банківські структури, перекачувальні внутрішніми мережами колосальні обсяги данных.

Іншим перспективним ринком, куди розраховують вторгнутися адепти POF, є ринок побутової техніки від. Тут ідеться передусім про стандарті IEEE 1394, чи FireWire, який регламентує високошвидкісну послідовну шину обміну даними між комп’ютером і периферійними пристроями. Рано чи пізно більшість побутових пристроїв керуватиметься з комп’ютера, ось за те й націлюються виробники POF. FireWire дає можливість підключення до шині до 63 пристроїв, причому ланцюжком, одне до іншого. Тобто доречна аналогія з локальної мережею, у якому включаються побутові устрою [1]. Спочатку стандарт розраховувався зі швидкістю передачі у 100, 200 і 400 Мбіт/с по мідному кабелю максимальної довжиною 4,5 м (хочете більше — купуйте репитер). Але тепер з’явилася нова редакція стандарту — IEEE 1394b, у ній ідеться про про швидкостях 800, 1600 і 3200 Мбіт/с. Отут, як чортик із коробки, і виникає пластикове оптоволокно, сочетающее високу пропускну спроможність з досить великий максимальної довжиною сегмента — близько 70 м. Такі характеристики дозволяють об'єднувати до мережі електроніку вже в усій квартирі, а чи не лише у кімнаті. До того ж монтаж пластикового оптоволокна не вимагає спеціальних навичок. Отож POF для FireWire, що називається, потрапляння до яблучко. Але ці блискучі перспективи пластикового оптоволокна здійсняться до, ніж ринку побутової електроніки з’явиться досить продуктів, підтримують FireWire.

Де знайдеться застосування ?

Попри те що що пластикові оптичні кабелі (Plastic Optical Fiber — POF) використовують у багатьох корпоративних додатках, головним об'єктом їх застосування можуть бути мережі домашнього назначения.

Після запеклих, але марних спроб відвоювати місце для POF в горизонтальних кабельних проводках офісних будинків їх прихильники раптом виявили, що у комунікаційних мережах житлових будинків, і зокрема використовують докладання для побутової електроніки, їх чекає світле майбутнє. До того ж мережна середовище таких приміщень перестав бути для виробників POF чимось незвіданим: їх продукти вже не рік застосовують у пристроях побутової електроніки. Сьогодні ж ідеться у тому, щоб за допомогою пластикового волокна об'єднати ці влаштування у єдину домашню сеть.

Як вважає генеральний Едуард Берман, президент компанії Boston Optical Fiber, єдиного у США виробника кабелів POF, їх продукція призначена як для побутової електроніки. «У Страсбурзі наші плани належать факти й високошвидкісні докладання. І дарма що, де ті докладання використовуватимуться — в комерційних чи будинках чи житлових, — говорить він про. — Протягом кількох останніх років ми США завзято домагаємося впровадження кабелів POF в мережну інфраструктуру саме офісних будинків. Однак свіжі розробки у світі побутових електронних приладів та пристроїв та його хороша підготовленість до об'єднанню в домашні мережі свідчать, що ж усе-таки основна „розмах“ продуктів POF — саме домашні сети».

Досвідчений зразок устрою RXM-1, розроблений спільно компаніями Leviton і NEC. Дозволяє поєднувати шину IEEE 1394 (FireWire) зі стандартним оптоволокном, POF чи кручений парою (UTP) 5-ї категорії. Пропускна здатність сполуки сягає відповідно 400, 200 і 100 Мбіт/с при довжині сполуки 2000 футів для оптоволокна і 300 футів для POF і UTP (приблизно 600 і 90 метрів). За планами виробників, RXM з’являться на ринку що майже разом з першими цифровими телевизороами, оснащеними шиною FireWire.

Соединения.

У далекі 80-е…

У далекі 80-і роки, виробники телекомунікаційного устаткування лише розробили технологію оконцевания волоконно-оптичного кабелю (ВОК) коннекторами. Перша технологія полягала у заподіянні на волокно шару эпоксидной смоли бавовняною паличкою чи зубочисткою. Очищене волокно уставлялася в отвір коннектора і фіксувалося до застигання клею. Потім волокно скалывалось і полировалось. Середнє час терменирования коннектора становила від 20 до 30 хвилин (не враховуючи часу сушіння клея).

Такі методи терменирования оптоволокна залишаються актуальними і по сьогодні. Та заодно треба думати, що склад клею було набагато поліпшився, якість виконання коннекторов (особливо керамічної вставки) значно зросли. Наслідком є значне поліпшення якості оптичного сполуки. Але залишилася лише проблема, час! Час терменирования 30 хвилин не влаштовувало инсталляторов ВОЛЗ. При все більшій кількості оптичних портів, потрібно було зменшити період работ.

Додамо жару!

Нові хімічні технології дозволили значно скоротити час терменирования. за рахунок використання термічної обробки час сушіння вдалося мінімізувати, 1 — 5 хвилин. Але тепер виникла інша проблема, час остигання (з температури 100С до кімнатної припадає близько 25 хвилин). Ще одна мінус, потрібна технологічна піч, отже, і електроживлення до неї. Але як це забезпечити в польових условиях?

У пошуках решения…

У пошуках рішення, деякі виробники, почали «заправляти «коннекторы клеєм заздалегідь. Монтажнику потрібно була лише розігріти коннектор, вставити волокно й уміє чекати поки охолоне. Ну, а потім виконати все «стандартні «операції: скалывание волокна і поліровка. Мінусами цієї технологією були необхідні додаткові приспособления.

Хай буде свет!

Новий прорив у оконцевания волокна принесла UV технологія. Эпокситный клей вклякав під дію ультрафіолетового (СФ) випромінювання. Час застигання клею досягло 45 секунд, але знадобилося додаткове устаткування. Клей застиг, а далі усе як обычно.

Два, краще ніж один…

Наступний крок уперед був у використанні анаеробних клеїв. Клей складається із 2 компонент — активатора і клею. Отвердіння клею настає лише за взаємодії компонент друг з одним. У коннектор заправлявлявся клей, а волокно макалось в активатор (отвердитель). Час застигання тепер становила 30 секунд. Але це дуже швидко! Не завжди вдавалося за стислий період часу точно позиціонувати волокно в коннекторе.

Ось вона, диво! Технологія оконцевания без клею! Но…

Виробниками спробували створити технології, не потребують клею. Така технологія, як, приміром, CrimpLock фіксує волокно в коннекторе механічним шляхом. Домогтися хорошої якості таких коннекторов, на момент зірвалася, та й вартість коннектора і устаткування непогані мала.

Мені полірувати?! Нехай машини полируют!

Якщо проаналізувати всі технології терменирования ВОК, то процес полірування займає значну частину разом всього витраченого часу. Якщо ж до будинку коннектора помістити маленький шматочок волокна, коннектор відшліфувати на промислової установці, а монтажникові залишити лише з'єднати сколене волокно з відполірованим шматочком?! Так, це, мабуть, цікаво, але дорого. До того ж, потрібен хороший скалыватель типу Fujikura CT-07.

Заключение

:

Пластикове оптоволокно має серйозними перевагами перед «міддю «і GOF. Проте та ніша, де використання POF оптимально, — високошвидкісні локальні мережі, — поки лежить поза сферою інтересів масового ринку. Безумовно, рано чи пізно інтеграція побутової техніки й комп’ютерних технологій призведе до багаторазовому зростанню трафіку всередині існуючих мереж. Вони просто захлинуться серед аудіоі відеоданих. І тоді знадобляться нові високошвидкісні рішення локальних офісних і домашніх мереж. Безумовно, POF має шанси стати претендентом номер одного роль оптимального рішення. Але спочатку… доки забуваймо, що «мідні «і оптоволоконні технології теж развиваются.

1. Журнал Компютерра від 22 травня 2000 р. 2. internet 3. Журнал «Мережі і системи зв’язку № 6». № 11 вересень 1999. internet «Пластикове оптичні волокна шляху до домашнім кабельним проводками». 4. Основи волоконно-оптичній зв’язку, під ред. Е. М. Дианова, переведення з англ.