[信息与通信]光纤连接器的演变

1、1塑膠光纖連接器的塑膠光纖連接器的發展現況及規格演變發展現況及規格演變工業材料研究所黃仲信91.5.17c.tw2what is optical communication ？3光纖通訊的光學基礎n波長為波速與頻率的比值波長為波速與頻率的比值n折射率折射率v :v :代表在介質中的速度代表在介質中的速度 水水 n n 1.331.33 glass n glass n 1.46 1.46n司乃耳定律司乃耳定律描述入射線與折射線間的關係描述入射線與折射線間的關係 n1 sin1 = n2 sin2 fv vcn (1) 當 n1n2n2n1反射與折射反射與折射45光在

2、光纖中以全反射進行傳輸光在光纖中以全反射進行傳輸光纖的種類光纖的種類-以光纖的結構來分類以光纖的結構來分類step indexgraded indexsingle mode67以材料來分以材料來分q玻璃光纖（玻璃光纖（gofgof）：）：玻璃玻璃corecore、玻璃、玻璃claddingcladding一般會加一般會加入一些雜質來達成需要的折射率。如加鍺、磷，增加折入一些雜質來達成需要的折射率。如加鍺、磷，增加折射率；加硼、氯，減少折射率。射率；加硼、氯，減少折射率。q膠套矽光纖膠套矽光纖（hpcfhpcf）：）：玻璃玻璃corecore、塑膠、塑膠claddingcladding、（、（p

3、cs: plastic-clad silica fiberspcs: plastic-clad silica fibers）q塑膠光纖塑膠光纖（pofpof）：）：塑膠塑膠corecore、塑膠、塑膠claddingcladding價格低，但價格低，但lossloss高高光纖的種類光纖的種類-以光纖的材料來分類以光纖的材料來分類8塑膠光纖擁有的優勢與定位塑膠光纖擁有的優勢與定位n塑膠光纖高柔軟性適合家庭配線塑膠光纖高柔軟性適合家庭配線n塑膠光纖口徑大，製作精度比玻璃光纖塑膠光纖口徑大，製作精度比玻璃光纖簡單簡單n無電磁干擾問題無電磁干擾問題n整體成本遠比玻璃光纖便宜，並可與雙整體成本遠比玻璃光

4、纖便宜，並可與雙絞線系統競爭絞線系統競爭n端面易處理端面易處理n適合短距離傳輸用適合短距離傳輸用9advantages of pofflexibilityeasy cuttingeasy terminationlarge corelarge n.a.visible ledeasy connector assemblyunbreakableallowable large tolerancelarge power couplinglow costfiberconnectorledpdeasy handlinglow costvisible10塑膠光纖主要生產廠商塑膠光纖主要生產廠商nmitsubi

5、shi rayonnasahi chemicalntoraynasahi glassnboston optical fibern11pof與其他光纖大小比較12塑膠光纖現有產品應用塑膠光纖現有產品應用n以以digital audio interface產品為主，介產品為主，介面為面為f05 （ toslink ）、）、miniplug，傳輸，傳輸速度只有速度只有612mbps。f05 （ toslink ）miniplug13digital audio interface 應用14miniplug 應用於cd player to md15pc audio application16transm

6、itter and receiver of dai17塑膠光纖未來發展塑膠光纖未來發展n塑膠光纖傳輸系統即將興起塑膠光纖傳輸系統即將興起nieee 1394b/pofn車用傳輸系統車用傳輸系統nd2b/mostnidb 1394n op i.linkndigital home network18ieee 1394b/pof19ieee 1394b/poftransmission speedtransmission speed s100 (125mbps) / s200 (250mbps)multiplexing methodmultiplexing method 8b10btransmissi

7、on distancetransmission distance 50mtransmission mediatransmission media pofconnectorsconnectors pn typeoptical linksoptical links led excitation na=0.2-0.320duplex pof connectorsmi型pn型21pn connector transceiver 22smi connector transceiver23trend of packaging24automotive pof networknd2b-4.2mbpsnmost

8、-50mbpsnieee 1394 automotive100/200mbps*18m25q started in 1998 with daimler-benz in the mercedes s class d2b system- tyco supplied pof subassemblyq started most standard in 2001- mercedes expands pof to m class- bmw introduces into 7 series- jaguarq most standard for 2002 and 2003- mercedes introduc

9、es e class and converts s class in 2002- audi a8 and bmw 5 series in 2003q most standard for 2004 and beyond- range rover, pugoet, and vwq ieee1394 standard（idb 1394） being considered in the u.s. and japanese marketspof auto business26op i.linknsharp and sony (2001) releasenmultimedia interfacenieee

10、1394a-2000 nfull duplexnv1.0-100mhz*10m、lednv2.0-200/400mhz *10m 、ld27op i.link28op i.link光傳輸光傳輸29op i.link30digital home network數位家庭網路與消費型數位家電間的高速傳輸數位家庭網路與消費型數位家電間的高速傳輸s400 s400 50m 50m 31pof塑膠光纖波長vs衰減650nm570nm可傳輸波長32pof si塑膠光纖基本特性ncore diameter=980mncladding diameter=1000m（1mm）njacket diameter=2.

11、2mmnattenuation at 650 nm180db/kmnnumerical aperture（na）=0.5、0.3nbandwidth 200mhz50m33pof candidate for s400nmulti-step corenmulti coresngraded index34multi-step core pof35multi cores pofluminous m grade 多芯型塑膠光纖多芯型塑膠光纖36graded index pof37home network vs ftthntt regiongof38塑膠光纖光收發模組技術趨勢塑膠光纖光收發模組技術趨勢【

12、1 1】【1 1】resin moldresin mold【2 2】leadfram leadfram typetype【2 2】【3 3】【3 3】rc-ledrc-led【4 4】pd + post ic pd + post ic 【4 4】39光源是高速塑膠光纖傳輸系統發展最關鍵的瓶頸q由於低成本與體積縮小化的要求下，由於低成本與體積縮小化的要求下， leadfram 樹樹脂型封裝是塑膠光纖封裝主要技術脂型封裝是塑膠光纖封裝主要技術q樹脂型封裝造成光源無自動功率控制電路（樹脂型封裝造成光源無自動功率控制電路（apc）來控制不同溫度下輸出功率的一致性來控制不同溫度下輸出功率的一致性qled

13、的輸出功率較不因溫度改變而產生較大變化，為傳的輸出功率較不因溫度改變而產生較大變化，為傳統塑膠光纖系統的光源統塑膠光纖系統的光源qld、vcsel在高溫時，光輸出功率會大幅衰減，不適合在高溫時，光輸出功率會大幅衰減，不適合為塑膠光纖系統的光源為塑膠光纖系統的光源q現有現有650nm led光源，其速度調變上限為光源，其速度調變上限為150mbps。q架構、成本、生產技術與架構、成本、生產技術與led相近的相近的rc-led是高是高速塑膠光纖光收發模組速塑膠光纖光收發模組s200s400間最合適的光間最合適的光源選擇源選擇40650nm 光源特性比較表光源特性比較表41structure of rc-led42光電元件光電元件ic化化q在高速化與體積縮小化的要求下，光源的驅動電路在高速化與體積縮小化的要求下，光源的驅動電路與光感測元件的後段放大電路，必須完全與光感測元件的後段放大電路，必須完全ic化，化，以降低成本與減少電路間電磁干擾問題以降低成本與減少電路間電磁干擾問題qpdpd與後段