Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

fibra óptica plástica

La fibra óptica plástica ( POF ) o fibra óptica polimérica es una fibra óptica fabricada con polímero . Al igual que la fibra óptica de vidrio , la POF transmite luz (para ilumi...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita

La fibra óptica plástica ( POF ) o fibra óptica polimérica es una fibra óptica fabricada con polímero . Al igual que la fibra óptica de vidrio , la POF transmite luz (para iluminación o datos) a través del núcleo de la fibra. Su principal ventaja sobre la fibra de vidrio, en igualdad de condiciones, es su resistencia a la flexión y al estiramiento.

Historia

DuPont creó la primera fibra óptica de índice escalonado (SI) con núcleo de PMMA en 1968. Posteriormente , Toray Industries desarrolló una fibra óptica SI con núcleo de poliestireno (PS) en 1972. [ 1 ]

Debido a la atenuación relativamente alta de la fibra óptica plástica (POF) en comparación con la fibra óptica de vidrio, se han realizado esfuerzos de investigación posteriores por parte de universidades y empresas, incluidas la Universidad de Keio y Asahi Chemical, centrados en reducir la atenuación. Estos esfuerzos han llevado al desarrollo de fibras ópticas plásticas con núcleo de PMMA con valores de atenuación inferiores a 150 dB/km a una longitud de onda de 650 nm. [ 1 ]

Giok Djan Khoe de la Universidad Tecnológica de Eindhoven y Yasuhiro Koike, científico de polímeros de la Universidad de Keio, fueron pioneros en la transmisión a alta velocidad a través de fibras ópticas de polímero de índice gradual (GIPOF) y establecieron un récord mundial de 2,5 Gbit/s en 1999. [ 2 ] Demostraron en 2001 que la transmisión Gigabit es posible, así como la transmisión con multiplexación por división de longitud de onda . [ 3 ] La transmisión a través de fibra óptica de sílice monomodo es superior para largas distancias, pero GIPOF es atractiva para distancias más cortas porque es mucho más fácil de manejar, debido al diámetro mucho mayor y la flexibilidad del material.

Desde 2014, existe en el mercado una gama completa de transceptores PHY que permite el diseño y la fabricación de equipos de red domésticos que ofrecen velocidades Gigabit en el hogar.

Materiales

Tradicionalmente, el PMMA (acrílico) constituye el núcleo (96 % de la sección transversal en una fibra de 1 mm de diámetro), y los polímeros fluorados son el material de revestimiento . Desde finales de la década de 1990, han comenzado a aparecer en el mercado fibras de índice gradual (GI-POF) de rendimiento mucho mayor basadas en fluoropolímero amorfo (poli(perfluoro-butenilvinil éter), CYTOP [ 4 ] ). [ 5 ] [ 6 ] Mientras que las fibras de vidrio solo se fabrican mediante estirado, las fibras ópticas de polímero también se pueden fabricar mediante extrusión. [ 7 ]

Características del PMMA POF

Aplicaciones

Redes de datos

La fibra óptica de polímero perfluorado (POF) se conoce como fibra óptica de consumo debido a su bajo costo, tanto en la fibra como en los enlaces ópticos, conectores e instalación asociados. Gracias a sus características de atenuación y distorsión, las fibras de PMMA se utilizan comúnmente en aplicaciones de baja velocidad y corta distancia (hasta 100 metros) en electrodomésticos digitales, redes domésticas, redes industriales ( PROFIBUS , PROFINET , Sercos , EtherCAT ) y redes de automóviles ( MOST ). Las fibras de polímero perfluorado se utilizan habitualmente en aplicaciones de mayor velocidad, como el cableado de centros de datos y redes LAN de edificios .

En relación con las futuras necesidades de redes domésticas de alta velocidad, ha habido un interés creciente en la fibra óptica probabilística (POF) como una posible opción para los enlaces Gigabit/s de próxima generación dentro del hogar.Con este fin, varios proyectos de investigación europeos están activos, como POF-ALL.y POF-PLUS.

Sensores

Las fibras ópticas de polímero se pueden utilizar para la teledetección y la multiplexación debido a su bajo costo y alta resistencia. [ 9 ]

Es posible grabar rejillas de Bragg en fibras ópticas plásticas (POF) monomodo y multimodo. Este método presenta ventajas sobre el uso de fibra de sílice, ya que la POF se puede estirar más sin romperse. Algunas aplicaciones se describen en la página del proyecto PHOSFOS .

Iluminación

Las fibras ópticas plásticas (POF) se utilizan en aplicaciones de iluminación tanto para fines industriales como domésticos, ya que ofrecen ventajas como una menor generación de calor y un menor consumo de energía, así como una mayor seguridad en entornos eléctricamente peligrosos. [ 10 ]

Los dos tipos principales de POF utilizados para iluminación comercial son la POF de emisión en el extremo (EEPOF) y la POF de emisión lateral (SEPOF), que emiten luz desde el extremo de la fibra y a lo largo de su longitud, respectivamente. Se ha demostrado que la torsión de la fibra mejora la emisión lateral al crear perturbaciones que interrumpen la reflexión interna total, permitiendo que la luz escape a lo largo de la fibra en lugar de en el extremo, y puede aumentar la flexibilidad en los haces de fibra. Esto depende de factores como el número de hebras agrupadas, su módulo elástico y el ángulo de torsión. [ 11 ]

Estándares

La fibra óptica utilizada en las telecomunicaciones se rige por la norma europea EN 60793-2-40-2011.

Diversos organismos de normalización a nivel nacional, europeo y mundial están desarrollando estándares de comunicación Gigabit para fibra óptica óptica (POF) destinados a aplicaciones de redes domésticas. Se prevé su lanzamiento a principios de 2012.

Un grupo de estudio del IEEE, y posteriormente un grupo de trabajo, se reunieron desde entonces hasta la publicación en 2017 de la enmienda IEEE 802.3bv. IEEE 802.3bv define una transmisión dúplex completa de 1 Gigabit/s sobre SI-POF utilizando un LED rojo. Se denomina 1000BASE-RH.

Este estándar Gigabit POF IEEE se basa en la modulación PAM multinivel , la estructura de trama, la precodificación Tomlinson-Harashima y la modulación de codificación coset multinivel. La combinación de todas estas técnicas ha demostrado ser una forma eficiente de lograr implementaciones de bajo costo, al tiempo que se alcanza la capacidad máxima teórica de transmisión de la fibra óptica de fibra óptica (POF).

Otras alternativas son esquemas como DMT , PAM-2 NRZ , ecualización DFE o PAM-4. El estándar VDE se publicó en 2013. [ 12 ] Tras la publicación, el IEEE solicitó a VDE que retirara la especificación y transfiriera todo el trabajo al IEEE. VDE retiró la especificación y se presentó un CFI al IEEE en marzo de 2014. [ 13 ]

Referencias

  1. 1 2 Zubia, Joseba; Arrue, Jon (abril de 2001). "Fibras ópticas plásticas: una introducción a sus procesos tecnológicos y aplicaciones" . Optical Fiber Technology . 7 (2): 101– 140. doi : 10.1006/ofte.2000.0355 .
  2. ↑ W Li, GD Khoe, HPA van den Boom, GS Yabre, H de Waardt, Y Koike, M Naritomi, N Yoshihara, Experimentos de transmisión récord de 2,5 Gbit/s en GIPOF de 550 m a longitudes de onda de 840 y 1310 nm, 8.ª Conferencia Internacional sobre Fibras Ópticas Plásticas y Aplicaciones (POF 1999), págs. 60-63, ICPOF
  3. ↑ Transmisión de alta capacidad sobre fibra óptica de polímero HPA Van den Boom, W Li, PK Van Bennekom, IT Monroy, GD Khoe IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 7 (3), 2001, pp. 461-470
  4. ↑ "¿Qué es CYTOP?" . agc.com . Consultado el 7 de septiembre de 2015 .
  5. ↑ "Fibra óptica de polímero de índice gradual (GI-POF)" (PDF) . thorlabs.com . Consultado el 7 de septiembre de 2015 .
  6. ↑ "Fabricación de fibras ópticas de plástico perfluorado" (PDF) . chromisfiber.com. 2004. Consultado el 7 de septiembre de 2015 .
  7. ↑ Paschotta, Dr. Rüdiger (11 de julio de 2009). "Fibras ópticas de plástico, explicadas por RP; polímero" . Enciclopedia de fotónica RP . doi : 10.61835/jax .
  8. 1 2 3 "La referencia de la FOA para fibra óptica - Fibra óptica" . thefoa.org. 12 de febrero de 2011. Recuperado el 24 de agosto de 2013 .
  9. ↑ Lopes N.; Sequeira F.; Gomes MTSR; Nogueira R.; Bilro L.; Zadorozhnaya OA; Rudnitskaya AM (2015). "Sensor de fibra óptica modificado mediante injerto de polímero de impresión molecular para la detección de amonio en medios acuosos" . Revista Científica y Técnica de Tecnologías de la Información, Mecánica y Óptica . 15 (4): 568– 577. doi : 10.17586/2226-1494-2015-15-4-568-577 .
  10. ↑ "FOA Tech: Fibra óptica plástica (POF)" . www.thefoa.org . Consultado el 15 de abril de 2026 .
  11. ↑ Zhang, Xiuling; Yang, Kai; Kremenakova, Dana; Militky, Jiri (31 de octubre de 2024). "Comportamiento de iluminación lateral y propiedades mecánicas de haces de fibra óptica de polímero emisor de extremo retorcido" . Macromolecular Materials and Engineering . 310 (2). doi : 10.1002/mame.202400301 . ISSN 1438-7492 . 
  12. ↑ "DIN VDE V 0885-763 VDE V 0885-763:2013-09 - Normas - Editorial VDE" . Consultado el 9 de septiembre de 2014 .{{cite web}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  13. ↑ "Gigabit over Plastic Optical Fibre Call For Interest" (PDF) . ieee802.org . Consultado el 5 de mayo de 2024 .

Literatura

  • CMOkonkwo, E. Tangdiongga, H. Yang, D. Visani, S. Loquai, R. Kruglov, B. Charbonnier, M. Ouzzif, I. Greiss, O. Ziemann, R. Gaudino, AMJ Koonen, "Resultados recientes del proyecto POF-PLUS de la UE: transmisión multigigabit a través de fibras ópticas plásticas de 1 mm de diámetro de núcleo", Journal of Lightwave Technology, vol. 29, n.º 2, págs. 186-193, enero de 2011.
  • Ziemann, O., Krauser, J., Zamzow, P.E., Daum, W.: Manual POF - Sistemas de transmisión óptica de corto alcance. 2.ª ed., 2008, Springer, 884 págs.,  491 ilustraciones a color, ISBN 978-3-540-76628-5
  • I. Möllers, D. Jäger, R. Gaudino, A. Nocivelli, H. Kragl, O. Ziemann, N. Weber, T. Koonen, C. Lezzi, A. Bluschke, S. Randel, “Tecnología de fibra óptica plástica para redes domésticas fiables: descripción general y resultados del proyecto POF-ALL de la UE”, IEEE Communications Magazine, Optical Communications Series, vol. 47, n.º 8, págs.  58-68, agosto de 2009.
  • R. Pérez de Aranda, O. Ciordia, C. Pardo, “Un estándar para Gigabit Ethernet sobre POF. Implementación del producto”, Actas de la Conferencia POF 2011. Bilbao
  • S. Randel, C. Bunge, “Transmisión de fibra óptica de polímero espectralmente eficiente”, Comunicaciones ópticas coherentes, subsistemas y sistemas, Proc. SPIE Vol. 7960
  • J. Lee, "Modulación multitono discreta para comunicaciones ópticas de corto alcance", Tesis doctoral, Universidad Tecnológica de Eindhoven, 2009. Enlace .
  • Estándar VDE Gigabit POF
  • Grupo de estudio IEEE GEPOF
  • Grupo de trabajo de IEEE GEPOF