Γιατί η πλαστική οπτική ίνα χρησιμοποιεί κόκκινο φως 650 nm αντί για 850 nm;

Ένα μήκος κύματος όπως τα 650 nm μπορεί να μοιάζει με μια απλή γραμμή σε ένα φύλλο δεδομένων πλαστικών οπτικών ινών. Στην πράξη, ωστόσο, αντιπροσωπεύει μια πολύ μεγαλύτερη απόφαση μηχανικής.

ΣυμβατικόςPMMA πλαστική οπτική ίνα (POF)συνήθως λειτουργεί με ορατό κόκκινο φως περίπου 650 nm επειδή η ίνα, η οπτική πηγή, το πακέτο πομπού, ο δέκτης και ο διαθέσιμος προϋπολογισμός οπτικής ισχύος συνεργάζονται αποτελεσματικά σε αυτήν την περιοχή.Το μήκος κύματος δεν επιλέχθηκε μόνο από την ίνα, ούτε απλώς επειδή το κόκκινο φως είναι ορατό.

Αυτό εξηγεί επίσης γιατί το τυπικό PMMA POF δεν χρησιμοποιεί συνήθως 850 nm, παρόλο που τα 850 nm χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα πολυτροπικών ινών πυριτίας. Οι δύο τεχνολογίες ινών βασίζονται σε διαφορετικά υλικά, διαφορετικά φάσματα εξασθένησης και διαφορετικά οπτοηλεκτρονικά οικοσυστήματα.

Η χρήσιμη ερώτηση, επομένως, δεν είναι απλώς «Γιατί 650 nm;» Είναι:

Γιατί ένας σύνδεσμος PMMA POF λειτουργεί καλά ως ένα πλήρες οπτικό σύστημα γύρω στα 650 nm;

Η τυπική πλαστική οπτική ίνα PMMA λειτουργεί συνήθως περίπου 650 nm, επειδή αυτό το μήκος κύματος εμπίπτει σε ένα χρήσιμο παράθυρο μετάδοσης χαμηλών απωλειών του PMMA και μπορεί να συνδυαστεί με πρακτικούς πομπούς κόκκινου LED και συμβατούς δέκτες. Το αποτέλεσμα είναι μια οικονομική, στιβαρή οπτική σύνδεση μικρής απόστασης και όχι ένα μήκος κύματος που επιλέγεται μόνο από την ίνα.

Αρκετοί παράγοντες πρέπει να ευθυγραμμιστούν ταυτόχρονα:

• η ίνα πρέπει να έχει αποδεκτή εξασθένηση στο μήκος κύματος λειτουργίας.

• ένας κατάλληλος πομπός πρέπει να παράγει αρκετή οπτική ισχύ σε αυτήν την περιοχή.

• Αυτό το φως πρέπει να συνδεθεί αποτελεσματικά στον μεγάλο πυρήνα POF.

• ο δέκτης πρέπει να έχει επαρκή ευαισθησία στο εκπεμπόμενο φάσμα.

• Ο πλήρης σύνδεσμος πρέπει να διατηρεί επαρκές οπτικό περιθώριο στην απαιτούμενη απόσταση και εύρος θερμοκρασίας.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα 650 nm πρέπει να νοούνται ως απεριοχή λειτουργίας του συστήματος, όχι απλώς μια υλική ιδιοκτησία.

Εάν η εξασθένηση των ινών ήταν το μόνο ζήτημα, οι μηχανικοί θα μπορούσαν απλώς να προσδιορίσουν το χαμηλότερο σημείο σε μια καμπύλη εξασθένησης και να τοποθετήσουν τον πομπό εκεί.

Οι πραγματικοί οπτικοί σύνδεσμοι είναι πιο περίπλοκοι.

Ένα μήκος κύματος ίνας εξαιρετικά χαμηλών απωλειών έχει μικρή πρακτική αξία εάν είναι δύσκολο να ληφθούν εκεί αποδοτικοί, αξιόπιστοι, οικονομικοί εκπομποί. Ομοίως, ένα εξαιρετικό LED δεν είναι χρήσιμο εάν η ίνα απορροφά έντονα την έξοδό της.

Μια επιτυχημένη σύνδεση απαιτεί επικάλυψη μεταξύ των φασματικών χαρακτηριστικών τουίνα και τα οπτοηλεκτρονικά εξαρτήματα.

Για το συμβατικό PMMA POF, η κόκκινη περιοχή γύρω στα 650 nm έγινε μία από τις περιοχές λειτουργίας όπου αυτές οι απαιτήσεις μπορούσαν να ικανοποιηθούν μαζί.

Η εξασθένηση των ινών δεν είναι σταθερή με το μήκος κύματος.

Όταν η οπτική ισχύς ταξιδεύει μέσω μιας ίνας, μέρος αυτής της ισχύος χάνεται μέσω της απορρόφησης, της διασποράς, των ατελειών και άλλων μηχανισμών. Η σχετική συμβολή αυτών των μηχανισμών αλλάζει ανάλογα με το μήκος κύματος.

Επομένως, το PMMA δεν έχει μια ενιαία τιμή απώλειας που να ισχύει για όλα τα χρώματα φωτός.

Η οπτική εξασθένηση PMMA αλλάζει με το μήκος κύματος

Το PMMA είναι ένα οργανικό πολυμερές του οποίου η μοριακή δομή περιέχει δεσμούς άνθρακα-υδρογόνου. Οι μοριακές δονήσεις που σχετίζονται με αυτούς τους δεσμούς συμβάλλουν σε ζώνες απορρόφησης και τόνους σε όλο το οπτικό φάσμα.

Ως αποτέλεσμα, το φάσμα εξασθένησης περιέχει περιοχές σχετικά υψηλών και σχετικά χαμηλών απωλειών αντί για ομαλή οριζόντια γραμμή.

Το συμβατικό PMMA POF έχει αρκετές περιοχές σχετικά χαμηλών απωλειών σε όλο το ορατό φάσμα, συμπεριλαμβανομένου ενός σημαντικού κόκκινου παραθύρου μετάδοσης περίπου 650 nm.

Για τους μηχανικούς επικοινωνίας, η σημαντική συνέπεια είναι απλή:

Η αλλαγή του μήκους κύματος αλλάζει το πόσο γρήγορα η ίνα καταναλώνει οπτική ισχύ.

Η κόκκινη περιοχή γύρω στα 650 nm παρέχει αρκετά χαμηλή εξασθένηση για τις μικρές αποστάσεις όπου χρησιμοποιείται συνήθως το τυπικό PMMA POF 1 mm.

Η εξασθένηση του PMMA POF κοντά σε αυτήν την περιοχή συνήθως συζητείται σε βάση ανά μέτρο αντί για τα πολύ χαμηλά επίπεδα απώλειας ανά χιλιόμετρο που σχετίζονται με τις ίνες πυριτίου σε μεγάλες αποστάσεις.

Αυτό δεν καθιστά το PMMA υποκατάστατο των ινών γυαλιού μακράς διάρκειας χαμηλής απώλειας. Αντικατοπτρίζει έναν διαφορετικό στόχο μηχανικής.

Οι βιομηχανικοί σύνδεσμοι PMMA POF είναι γενικά σύντομοι. Μέσα σε αυτές τις αποστάσεις, τα 650 nm παρέχουν έναν λειτουργικό συνδυασμό απώλειας ινών, διαθεσιμότητας οπτικής πηγής, ανοχής ζεύξης και απόδοσης δέκτη.

Όχι απαραίτητα.

Αυτή η διάκριση έχει σημασία επειδή το PMMA έχει περισσότερες από μία περιοχές σχετικά χαμηλών απωλειών στο ορατό φάσμα. Άλλα ορατά μήκη κύματος μπορούν επίσης να παρέχουν ευνοϊκή εξασθένηση ανάλογα με τη σύνθεση της ίνας και τις συνθήκες μέτρησης.

Επομένως, το να λέμε ότι το POF χρησιμοποιεί 650 nm απλώς και μόνο επειδή «τα 650 nm είναι το μήκος κύματος χαμηλότερης απώλειας του PMMA» είναι πολύ απλοϊκό.

Η πιο χρήσιμη εξήγηση είναι αυτήΤα 650 nm προσφέρουν έναν ευνοϊκό συνδυασμό μετάδοσης PMMA και ώριμης κόκκινης οπτοηλεκτρονικής σε επίπεδο συστήματος.

Αυτός ο συνδυασμός έχει μεγαλύτερη σημασία από τον εντοπισμό του χαμηλότερου σημείου στην καμπύλη εξασθένησης των ινών μεμονωμένα.

Μόλις ληφθεί υπόψη το φάσμα των ινών, το επόμενο τμήμα του συστήματος είναι η οπτική πηγή.

Πολλοί βιομηχανικοί πομποί POF χρησιμοποιούν κόκκινα LED των οποίων η εκπομπή είναι κεντραρισμένη κοντά στο κόκκινο παράθυρο μετάδοσης PMMA. Αυτό επιτρέπει στην οπτική πηγή και την ίνα να λειτουργούν ως ταιριαστό ζεύγος.

Ένα LED δεν εκπέμπει όλη την οπτική του ισχύ σε ένα μαθηματικά ακριβές μήκος κύματος.

Έχει φασματική κατανομή γύρω από ένα κεντρικό μήκος κύματος. Αυτή η κατανομή έχει σημασία επειδή κάθε τμήμα του εκπεμπόμενου φάσματος ταξιδεύει μέσω μιας ίνας της οποίας η εξασθένηση ποικίλλει επίσης ανάλογα με το μήκος κύματος.

Αντιστοίχιση κόκκινου LED 650 nm με το παράθυρο μετάδοσης PMMA

Ένας πομπός POF πρέπει επομένως να αξιολογηθεί με περισσότερο από μια ετικέτα όπως "650 nm".

Οι σχετικές παράμετροι περιλαμβάνουν:

• κεντρικό μήκος κύματος?

• Φασματικό πλάτος;

• συζευγμένη οπτική ισχύς εξόδου.

• αποτελεσματικότητα σύζευξης στην ίνα.

• μετατόπιση μήκους κύματος με θερμοκρασία.

• διακύμανση ισχύος εξόδου με τη θερμοκρασία και τη γήρανση.

Εάν το φάσμα εκπομπών κινηθεί προς ένα τμήμα υψηλότερης απώλειας της καμπύλης εξασθένησης PMMA, η ίνα καταναλώνει περισσότερο από το διαθέσιμο οπτικό περιθώριο.

Το LED και η ίνα είναι επομένως φασματικά συζευγμένα στοιχεία της ίδιας ζεύξης.

Για συμβατικές συνδέσεις PMMA μικρής απόστασης, τα LED προσφέρουν έναν πρακτικό συνδυασμό οπτικής εξόδου, απλών ηλεκτρονικών μονάδων μετάδοσης κίνησης, μηχανικής στιβαρότητας και κόστους.

Ο μεγάλος πυρήνας του τυπικού POF καθιστά επίσης δυνατή την αποτελεσματική σύζευξη χωρίς τις εξαιρετικά στενές ανοχές ευθυγράμμισης που σχετίζονται με πολλά οπτικά συστήματα μικρού πυρήνα.

Αυτό δεν σημαίνει ότι ένα LED είναι γενικά ανώτερο από ένα λέιζερ. Σημαίνει ότι για πολλές συμβατικές βιομηχανικές συνδέσεις POF, ένα κόκκινο LED παρέχει το επίπεδο απόδοσης που απαιτείται χωρίς να προσθέτει περιττή οπτική πολυπλοκότητα.

Αυτό είναι όπου οι συγκρίσεις μεταξύ POF και ινών γυαλιού συχνά γίνονται παραπλανητικές.

Ένας μηχανικός εξοικειωμένος με την οπτική κέντρων δεδομένων μπορεί να δει 850 nm να χρησιμοποιούνται σε συστήματα πολυτροπικών ινών και εύλογα να αναρωτηθεί γιατί το ίδιο μήκος κύματος δεν χρησιμοποιείται απλώς για POF.

Η απάντηση είναι αυτήΤα 850 nm ανήκουν σε διαφορετικό συνδυασμό ίνας και εκπομπού.

Το PMMA και το πυρίτιο είναι χημικά διαφορετικά υλικά. Οι μηχανισμοί απορρόφησής τους και τα παράθυρα χρήσιμου μήκους κύματος είναι επομένως διαφορετικοί.

Ένα μήκος κύματος που λειτουργεί πολύ καλά σε πυρίτιο δεν είναι αυτόματα καλό μήκος κύματος λειτουργίας στο PMMA.

Για το συμβατικό PMMA, η εξασθένηση αυξάνεται σημαντικά καθώς το μήκος κύματος λειτουργίας απομακρύνεται από τα χρήσιμα ορατά παράθυρα μετάδοσης σε μεγάλο μέρος της περιοχής εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας. Αυτή η πρόσθετη απώλεια ινών καταναλώνει τον διαθέσιμο προϋπολογισμό οπτικής ισχύος πιο γρήγορα.

Μια πηγή 850 nm μπορεί ακόμα να εγχύσει φως στο PMMA. Το θέμα δεν είναι αν το φως εισέρχεται φυσικά στην ίνα.

Το θέμα είναι αν η προκύπτουσαΗ απώλεια ζεύξης είναι αποδεκτή για την προβλεπόμενη απόσταση και την ευαισθησία του δέκτη.

Η πολυτροπική ίνα πυριτίου ακολούθησε μια διαφορετική μηχανική πορεία.

Οι σύγχρονες πολύτροπες ίνες OM3 και OM4 είναι ειδικά βελτιστοποιημένες για μετάδοση λέιζερ περίπου 850 nm και συνήθως συνδυάζονται με πομπούς VCSEL 850 nm.

Επομένως, το ευρύτερο σύστημα βασίζεται σε έναν διαφορετικό συνδυασμό:

πολυτροπική ίνα πυριτίου + 850 nm VCSEL + δέκτης υψηλής ταχύτητας + τυποποιημένη διεπαφή πομποδέκτη

Το συμβατικό βιομηχανικό POF εξελίχθηκε γύρω από έναν άλλο συνδυασμό:

650 nm PMMA POF έναντι 850 nm Silica Multimode Fiber

ίνα PMMA + κόκκινος πομπός περίπου 650 nm + πομπός/δέκτης POF + οπτική διεπαφή μεγάλου πυρήνα

Η διαφορά λοιπόν δεν είναι:

650 nm = παλαιότερη τεχνολογία
850 nm = πιο προηγμένη τεχνολογία

Η πραγματική διαφορά είναι ότι κάθε υλικό ινών έχει βελτιστοποιηθεί μαζί με το δικό του οικοσύστημα πομπού και δέκτη.

Κανένα μήκος κύματος δεν είναι εγγενώς καλύτερο.

Κάθε ένα έχει νόημα στο οπτικό σύστημα για το οποίο αναπτύχθηκε.

Ο ευκολότερος τρόπος για να κατανοήσετε το βιομηχανικό POF είναι να σταματήσετε να αντιμετωπίζετε το μήκος κύματος ως αυτόνομη προδιαγραφή.

Ένας σύνδεσμος εργασίας μπορεί να αναπαρασταθεί ως:

Ίνα + LED + Πομπός + Δέκτης: Ο πλήρης σύνδεσμος POF

Ηλεκτρικό σήμα → πομπός → LED → POF → δέκτης → ηλεκτρικό σήμα

Κάθε στάδιο επηρεάζει το εάν αρκετή οπτική ισχύς φτάνει στον δέκτη με επαρκές περιθώριο.

Ο πομπός καθορίζει την οπτική ισχύ που εκτοξεύεται στην ίνα και το φάσμα στο οποίο κατανέμεται αυτή η ισχύς.

Η πραγματική του συμπεριφορά αλλάζει επίσης ανάλογα με τις συνθήκες λειτουργίας.

Το κεντρικό μήκος κύματος ενός κόκκινου LED δεν είναι πλήρως σταθερό. Μετατοπίζεται ανάλογα με τη θερμοκρασία λειτουργίας, ενώ η οπτική ισχύς εξόδου του μπορεί επίσης να διαφέρει στο καθορισμένο εύρος θερμοκρασίας.

Αυτό σημαίνει ότι ένας πομπός με την ένδειξη "650 nm" δεν πρέπει να αντιμετωπίζεται ως μια τέλεια μονόχρωμη πηγή που λειτουργεί ακριβώς στα 650 nm υπό κάθε συνθήκη.

Η πρακτική ανησυχία είναι εάν το φάσμα του πομπού συνεχίζει να επικαλύπτεται ευνοϊκά με το παράθυρο μετάδοσης PMMA σε όλο το απαιτούμενο εύρος λειτουργίας.

Η εξασθένηση των ινών μπορεί να προσεγγιστεί ως εξής:

Απώλεια ίνας = εξασθένηση στο μήκος κύματος λειτουργίας × μήκος ίνας

Αλλά η απώλεια ινών είναι μόνο ένα μέρος ενός πραγματικού συστήματος.

Οι σύνδεσμοι, οι διεπαφές ζεύξης, οι ανοχές εξαρτημάτων, τα αποτελέσματα θερμοκρασίας, η γήρανση του πομπού και το απόθεμα σχεδιασμού μπορούν επίσης να καταναλώσουν περιθώριο.

Επομένως, μια απλοποιημένη σχέση οπτικής ζεύξης είναι:

Διαθέσιμος προϋπολογισμός ισχύος πομπού σε δέκτη − απώλειες ζεύξης και σύνδεσης − απώλεια ινών − απαιτούμενο περιθώριο = υπολειπόμενο περιθώριο ζεύξης

Στην πράξη, το μέγιστο μήκος ζεύξης καθορίζεται από τη συνδυασμένη επίδραση της εξόδου του πομπού, της ευαισθησίας του δέκτη, της εξασθένησης των ινών, των απωλειών σύνδεσης, της διακύμανσης της θερμοκρασίας και του περιθωρίου που προορίζεται για αξιόπιστη λειτουργία.

Στο άλλο άκρο του καλωδίου, ο δέκτης έχει μια ελάχιστη απαίτηση οπτικής εισόδου.

Εάν χαθεί πολύ μεγάλη ισχύς πριν το σήμα φτάσει σε αυτό το σημείο, δεν είναι πλέον εγγυημένη η αξιόπιστη λειτουργία.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το μήκος κύματος επηρεάζει την απόσταση μετάδοσης ακόμη και αν τα ηλεκτρονικά στοιχεία του πομπού και η γεωμετρία του καλωδίου παραμένουν αμετάβλητα.

Ένας υψηλότερος συντελεστής εξασθένησης σημαίνει μεγαλύτερη απώλεια ανά μέτρο. Εάν κάθε άλλο μέρος του συστήματος παραμένει το ίδιο, το διαθέσιμο οπτικό περιθώριο εξαντλείται σε μικρότερη απόσταση.

Η απάντηση εξαρτάται από το πόσο μακριά κινείται το μήκος κύματος και πού κινείται στο φάσμα εξασθένησης των ινών.

Η καθοδήγηση εφαρμογής HFBR της Broadcom παρέχει ένα χρήσιμο παράδειγμα μηχανικής.

Στον αναφερόμενο σύνδεσμο POF, η Broadcom αναφέρει ότι η εξασθένηση της ίνας στα 650 nm είναι περίπου0,05 dB/m χαμηλότερα από ό,τι στα 660 nm. Τα προηγούμενα συστήματα POF χρησιμοποιούσαν επίσης εκπομπούς GaAsP κατηγορίας 660 nm, ενώ αργότερα οι συσκευές AlInGaP μετέφεραν την περιοχή λειτουργίας πιο κοντά στα 650 nm.

Μια διαφορά 0,05 dB/m μπορεί να φαίνεται μικρή.

Ωστόσο, σε 50 m ίνας, αυτή η διαφορά αντιστοιχεί σε περίπου 2,5 dB οπτικής απώλειας.

Αυτό είναι αρκετό για να έχει σημασία σε μια σύνδεση που λειτουργεί κοντά στο όριο ισχύος του προϋπολογισμού.

Το παράδειγμα απεικονίζει μια σημαντική αρχή: ακόμη και εντός της κόκκινης περιοχής, η επιλογή μήκους κύματος μπορεί να επηρεάσει τη χρησιμοποιήσιμη απόσταση.

Η μετακίνηση από τα 650 στα 660 nm εξακολουθεί να διατηρεί τον πομπό κοντά στη συμβατική κόκκινη περιοχή λειτουργίας.

Η μετακίνηση από τα 650 στα 850 nm είναι μια θεμελιωδώς διαφορετική αλλαγή.

Τα τυπικά χαρακτηριστικά εξασθένησης του PMMA είναι πολύ λιγότερο ευνοϊκά σε μεγάλο μέρος αυτής της περιοχής εγγύς υπέρυθρης ακτινοβολίας. Ως εκ τούτου, χάνεται περισσότερη οπτική ισχύς στην ίνα, αφήνοντας λιγότερα περιθώρια στον δέκτη.

Το πρακτικό μάθημα είναι απλό:

Η αντικατάσταση ενός πομπού POF 650 nm με μια πηγή 850 nm δεν διατηρεί τον αρχικό προϋπολογισμό σύνδεσης απλώς και μόνο επειδή και οι δύο πηγές μπορούν να εκτοξεύσουν φως στην ίνα.

Πρέπει να ληφθεί υπόψη το πλήρες φάσμα εξασθένησης.

Ο βιομηχανικός εξοπλισμός δεν λειτουργεί πάντα σε θερμοκρασία δωματίου.

Η θερμοκρασία μπορεί να μετατοπίσει το φάσμα των LED και να αλλάξει την οπτική του έξοδο. Επειδή η ίδια η απώλεια ίνας εξαρτάται από το μήκος κύματος, αυτές οι αλλαγές μπορούν να επηρεάσουν το διαθέσιμο περιθώριο σύνδεσης.

Επομένως, ένας ισχυρός σύνδεσμος POF πρέπει να λειτουργεί όχι μόνο σε μια ονομαστική κατάσταση θερμοκρασίας δωματίου, αλλά και σε όλη την απαιτούμενη περιοχή θερμοκρασίας λειτουργίας.

Αυτός είναι ένας άλλος λόγος για τον οποίο οι προδιαγραφές πομπού και ινών πρέπει να αξιολογούνται μαζί.

Το οικοσύστημα Broadcom/Avago HFBR παρέχει ένα πρακτικό παράδειγμα του τρόπου με τον οποίο δημιουργείται ένα μήκος κύματος λειτουργίας σε επίπεδο συστήματος.

Ο πομπός κλάσης HFBR-1528Z της Broadcom χρησιμοποιεί ένα ονομαστικόLED 650 nmκαι έχει σχεδιαστεί για σύζευξη σε1 mm POF. Στην αντίστοιχη αρχιτεκτονική ζεύξης HFBR, αυτός ο συνδυασμός υποστηρίζει καθορισμένες βιομηχανικές συνδέσεις POF μικρής απόστασης, συμπεριλαμβανομένων των διαμορφώσεων που καθορίζονται για αποστάσεις έως και 50 m.

Η ίδια αρχιτεκτονική 650 nm εμφανίζεται επίσης σε πιο γρήγορες οικογένειες HFBR, όπως το HFBR-0507ETZ, που συνδυάζει έναν πομπό 650 nm με POF 1 mm για συνδέσεις 125 Mbaud μικρής απόστασης.

Το βιομηχανικό οικοσύστημα HFBR POF 650 nm

Το σημαντικό σημείο δεν είναι ο μεμονωμένος αριθμός ανταλλακτικού.

Είναι η αρχιτεκτονική.

Ο πομπός, ο δέκτης, η γεωμετρία των ινών, η οικογένεια συνδέσμων, τα επίπεδα οπτικής ισχύος και τα κυκλώματα εφαρμογής σχεδιάστηκαν για να συνεργάζονται.

Μόλις δημιουργηθεί ένα τέτοιο οικοσύστημα, το μήκος κύματος ενσωματώνεται σε περισσότερο από το ίδιο το LED. Επηρεάζει:

• κατασκευή πομπού?

• φασματική απόκριση δέκτη.

• προδιαγραφές ινών·

• σχεδιασμός συνδετήρων και ζεύξης.

• κυκλώματα εφαρμογής?

• υπολογισμοί σύνδεσης-προϋπολογισμού·

• δεδομένα προσόντων·

• εγκατεστημένος εξοπλισμός·

• συμβατότητα εξαρτήματος αντικατάστασης.

Επομένως, η αλλαγή από 650 σε 850 nm δεν θα ήταν μια απλή αντικατάσταση LED. Θα απαιτούσε επανεξέταση της πλήρους οπτικής σύνδεσης.

Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο τα προϊόντα Broadcom/Avago HFBR και παρόμοιες βιομηχανικές πλατφόρμες POF έχουν παραμείνει στενά συνδεδεμένα με την ορατή κόκκινη λειτουργία.

Οχι.

Ο όροςπλαστική οπτική ίναπεριγράφει μια ευρεία κατηγορία τεχνολογίας, όχι ένα καθολικό υλικό και μήκος κύματος.

Η συζήτηση των 650 nm ισχύει κυρίως για τα συμβατικά PMMA POF που χρησιμοποιούνται ευρέως σε βιομηχανικές και καταναλωτικές συνδέσεις επικοινωνίας μικρής απόστασης.

Άλλες συνθέσεις πολυμερών και δομές ινών μπορεί να έχουν πολύ διαφορετικά χαρακτηριστικά εξασθένησης και μπορούν να υποστηρίξουν περιοχές μήκους κύματος πολύ πέρα ​​από το συμβατικό παράθυρο PMMA 650 nm.

Αυτό το όριο είναι σημαντικό.

Θα ήταν λοιπόν λάθος να πούμε:

Όλα τα POF πρέπει να χρησιμοποιούν 650 nm.

Μια πιο ακριβής δήλωση είναι:

Γύρω στα 650 nm είναι η καθιερωμένη περιοχή λειτουργίας για τα συμβατικά συστήματα PMMA POF, επειδή ταιριάζει με τα οπτικά χαρακτηριστικά του PMMA με ένα ώριμο οικοσύστημα εκπομπής ερυθρού και δέκτη.

Η χρήση κόκκινου φωτός 650 nm στο PMMA POF δεν είναι ιστορικό ατύχημα και δεν είναι απλώς θέμα επιλογής ενός ορατού χρώματος.

Προέρχεται από μια αλυσίδα μηχανικών σχέσεων:

Υλικό ινών → φάσμα εξασθένησης → πρακτικό παράθυρο μετάδοσης → οπτική πηγή → δέκτης → προϋπολογισμός ισχύος → επιτρεπόμενη απόσταση σύνδεσης

Το PMMA παρέχει χρήσιμα παράθυρα μετάδοσης στην ορατή περιοχή. Οι κόκκινοι εκπομποί ημιαγωγών μπορούν να λειτουργήσουν γύρω από το παράθυρο περίπου 650 nm με πρακτικές απαιτήσεις οπτικής ισχύος, κόστους και μετάδοσης κίνησης. Οι δέκτες και οι βιομηχανικές οικογένειες πομπών σχεδιάστηκαν στη συνέχεια γύρω από αυτόν τον συνδυασμό.

Η πολύτροπη ίνα πυριτίου ακολούθησε άλλη διαδρομή, με VCSEL 850 nm και ίνα OM3/OM4 βελτιστοποιημένη με λέιζερ.

Γι' αυτό η σωστή σύγκριση δεν είναι απλή650 nm έναντι 850 nm.

Είναι:

Οπτοηλεκτρονική PMMA + 650 nm έναντι οπτοηλεκτρονικής πυριτίου MMF + 850 nm.

Στον σχεδιασμό οπτικών ζεύξεων, το μήκος κύματος έχει νόημα μόνο όταν λαμβάνεται υπόψη το πλήρες σύστημα.

Το συμβατικό PMMA POF χρησιμοποιεί συνήθως περίπου 650 nm επειδή αυτή η περιοχή παρέχει ένα χρήσιμο παράθυρο ινών χαμηλών απωλειών που μπορεί να συνδυαστεί με πρακτικούς κόκκινους πομπούς LED και συμβατούς δέκτες. Το μήκος κύματος είναι επομένως το αποτέλεσμα της πλήρους βελτιστοποίησης ζεύξης και όχι μια ιδιότητα μόνο ίνας.

Όχι απαραίτητα. Το PMMA έχει περισσότερες από μία περιοχές σχετικά χαμηλής απώλειας στο ορατό φάσμα. Η σημασία των 650 nm προέρχεται από τον συνδυασμό αποδεκτής εξασθένησης των ινών και ώριμων κόκκινων οπτοηλεκτρονικών στοιχείων, όχι από το ότι είναι το μόνο ή παγκοσμίως χαμηλότερο σημείο εξασθένησης.

Ναι, το φως στα 850 nm μπορεί να διαδοθεί φυσικά μέσω του PMMA POF. Ωστόσο, το συμβατικό PMMA έχει γενικά πολύ λιγότερο ευνοϊκή εξασθένηση σε αυτήν την περιοχή από ότι γύρω από τα χρήσιμα ορατά παράθυρα μετάδοσης. Η προκύπτουσα οπτική απώλεια μπορεί επομένως να μειώσει σημαντικά τη χρησιμοποιήσιμη απόσταση μετάδοσης.

Η πολύτροπη ίνα πυριτίου έχει διαφορετικά χαρακτηριστικά υλικού από το PMMA και έχει βελτιστοποιηθεί για μετάδοση υψηλής ταχύτητας περίπου 850 nm. Τα σύγχρονα συστήματα OM3 και OM4 συνδυάζουν πομπούς VCSEL 850 nm με πολυτροπική ίνα πυριτίας βελτιστοποιημένη με λέιζερ, σχηματίζοντας ένα διαφορετικό οπτικό οικοσύστημα από το PMMA POF.

Τα συστήματα Broadcom/Avago HFBR POF συνδυάζουν κόκκινους πομπούς, συμβατούς δέκτες, POF 1 mm, υποδοχές και καθορισμένους προϋπολογισμούς οπτικής ισχύος ως ενσωματωμένη οπτική σύνδεση μικρής απόστασης. Επομένως, η χρήση περίπου 650 nm αντικατοπτρίζει την ευρύτερη αρχιτεκτονική του συστήματος PMMA POF παρά μια επιλογή μεμονωμένου πομπού.

Ναί. Η εξασθένηση των ινών αλλάζει με το μήκος κύματος. Εάν η μετάβαση σε άλλο μήκος κύματος αυξάνει την εξασθένηση, η ίνα καταναλώνει περισσότερη οπτική ισχύ ανά μέτρο. Εκτός εάν η έξοδος του πομπού, η ευαισθησία του δέκτη ή άλλο μέρος του συστήματος αντισταθμίσει αυτήν την πρόσθετη απώλεια, η μέγιστη αξιόπιστη απόσταση μετάδοσης μειώνεται.