光學(xué)而非電子通信是工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者和相對低速率，短距離數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（如汽車行業(yè)）的有吸引力的解決方案。 LED通常優(yōu)選作為這種系統(tǒng)中的傳輸源，因為它們具有低功率要求，特定波長，小占地面積和長壽命。

這種關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)必須能夠承受工業(yè)環(huán)境和車輛中常見的高水平電磁干擾。它們還需要抵抗高溫和灰塵和液體等環(huán)境威脅，并避免產(chǎn)生可能在某些條件下造成干擾或爆炸的電氣“噪音”。這些要求使LED成為高可靠性通信的良好選擇。

除了用于讀數(shù)和顯示背光之外，LED還越來越多地用于工業(yè)/汽車通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸。分配介質(zhì)通常是聚合物光纖（POF），與銅相比，它具有柔韌性，電絕緣性和對諸如灰塵，水，高溫或低溫和振動等惡劣環(huán)境因素的高耐受性的優(yōu)點。

圖1：2008 - 2010年倫敦金屬交易所銅市場價格（美元/噸）1。

對于基于POF的通信和相關(guān)的基于LED的傳輸技術(shù)的需求增長的另一個越來越重要的因素是近年來由于在蓬勃發(fā)展的制造業(yè)經(jīng)濟(jì)中對該金屬的巨大需求，銅價格急劇上漲。發(fā)展中國家，特別是中國1。

LED和POF系統(tǒng)的優(yōu)點

光纖介質(zhì)是一種介電材料而非金屬導(dǎo)體

免受電磁干擾

無電磁輻射（符合要求）使用EMC指令）

線路之間沒有串?dāng)_可以實現(xiàn)安全的數(shù)據(jù)傳輸

無論大功率導(dǎo)線如何，都可以布線光纖和光纜

易于處理（

易于操作，維護(hù)和維修

雖然LED沒有作為高速率，長時間的傳輸源流行起來，但是不需要特殊工具遠(yuǎn)程電信業(yè)務(wù)，它們在較短距離的數(shù)據(jù)通信中以高達(dá)155 MBit/s的速度運行。一些系統(tǒng)使用輸出波長為650 nm或850 nm的LED來驅(qū)動155 Mbit/s通信。高于該速率，數(shù)據(jù)通信通常由激光器或垂直腔表面發(fā)射激光器（VCSEL）驅(qū)動。

對于基于POF的通信，LED仍然是主要的光源。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）纖維具有1mm直徑的芯，其支持650nm的良好透射和圍繞綠色和藍(lán)色波長的幾個窗口。汽車行業(yè)目前是POF的最大批量用戶，越來越多地使用LED，并且還有一個用于測量和控制的通用低速工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。

靈活性

關(guān)鍵LED/POF通信系統(tǒng)開發(fā)商Avago Technologies提供各種工業(yè)光纖收發(fā)器，發(fā)送器和接收器。這些系統(tǒng)的應(yīng)用范圍從工業(yè)自動化，發(fā)電和配電，汽車通信和醫(yī)療系統(tǒng)到蓬勃發(fā)展的游戲領(lǐng)域。 Avago Technologies的LED支持各種POF網(wǎng)絡(luò)類型的通信，包括汽車聚合物光纖，廣泛使用的工業(yè)現(xiàn)場總線-Sercos接口以及650 nm，820 nm和1300 nm的通用工業(yè)控制數(shù)據(jù)鏈路。

工業(yè)光纖2（IFO），總部位于亞利桑那州坦佩市 - 亞利桑那州立大學(xué)的所在地 - 專門從事各種光纖產(chǎn)品的工程，制造和分銷。其核心市場是自動化，工廠驅(qū)動，醫(yī)療和傳感器行業(yè)。該公司生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，定制和OEM光纖電纜組件，使用塑料和塑料包覆玻璃光纖芯，散纖光纜，連接器，工具和測試設(shè)備。

IFO最近擴(kuò)展了其用于塑料光纖的SMA連接器產(chǎn)品線。新型連接器增強(qiáng)了可連接的POF核心直徑范圍。最新的SMA連接器符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)，專為具有0.5 mm或0.75 mm光學(xué)纖芯的POF電纜而設(shè)計。 IFO現(xiàn)有的連接器系列已經(jīng)可以容納標(biāo)準(zhǔn)的POF電纜，其中包括1.0 mm光纖和2.2 mm護(hù)套。

圖2：工業(yè)光纖的IF-E98 LED光源。

工業(yè)光纖‘IF-E983是一款高速紅色LED，采用無連接器式塑料光纖封裝。 IF-E98的輸出光譜由鋁鎵砷（AlGaAs）芯片產(chǎn)生，該芯片在650nm波長處達(dá)到峰值，這是PMMA塑料光纖的最佳傳輸窗口之一。該器件封裝具有內(nèi)部微透鏡和精密模制的PBT外殼，可確保與標(biāo)準(zhǔn)1000μm芯塑料光纜的高效光耦合。

IF-E98的短轉(zhuǎn)換時間使其適用于中速模擬和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)鏈路。當(dāng)與IFO的IF-D97光學(xué)探測器匹配時，使用標(biāo)準(zhǔn)的1000μm核心塑料光纖，數(shù)據(jù)速率為50 Mbit/s時，鏈路距離可超過75 m。驅(qū)動電路比激光二極管所需的更簡單，使IF-E98成為各種模擬和數(shù)字通信應(yīng)用中的一種優(yōu)質(zhì)，低成本的替代方案。

IFO基于LED的通信模塊的典型應(yīng)用包括：PC到外設(shè)數(shù)據(jù)鏈路，電機(jī)控制器觸發(fā)，局域網(wǎng)，汽車電子，機(jī)器人通信和電子游戲。

Lumex工業(yè)通信

Lumex工業(yè)通信 4 還支持所有通信應(yīng)用。由于光通電的使用在通信市場迅速擴(kuò)大，具有通信需求的工業(yè)客戶通常會尋求單一供應(yīng)商合作伙伴（如Lumex）來減輕采購多家供應(yīng)商的負(fù)擔(dān)。

圖3：Lumex工業(yè)通信包括工業(yè)網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)備。

Lumex工業(yè)通信公司的一些重點領(lǐng)域包括：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)路由設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，圖形處理單元，計算機(jī)設(shè)備，存儲區(qū)域網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，企業(yè)服務(wù)器，中小型企業(yè)電話系統(tǒng)，企業(yè)電話系統(tǒng)，微波，光纖和WiMAX設(shè)備以及視頻會議設(shè)備。

“無論我們是支持標(biāo)準(zhǔn)SMT和通孔LED還是致力于完全集成的解決方案，我們的工程設(shè)計團(tuán)隊都致力于確保所設(shè)計的最終產(chǎn)品能夠滿足客戶對應(yīng)用的需求，而不是彎曲產(chǎn)品設(shè)計以滿足可用的組件，“如Lumex網(wǎng)站上所述。 “我們始終與客戶保持聯(lián)系，以調(diào)整我們的產(chǎn)品和設(shè)計，以滿足他們的需求。我們相信，設(shè)計協(xié)作始終為滿足工業(yè)控制環(huán)境的需求和通信設(shè)備設(shè)計的日益復(fù)雜性提供了最佳結(jié)果?！巴ㄟ^與眾多工業(yè)控制公司合作數(shù)十年，Lumex已成為是專門為這個市場設(shè)計的新型光電和顯示技術(shù)的領(lǐng)先廠商。 Lumex的一個著名合作伙伴是ROHM半導(dǎo)體 5 ，提供一系列光學(xué)傳感器和通信設(shè)備，從紅外LED和光電晶體管到完全集成的遙控接收器模塊，IrDA發(fā)射器，光電斷路器和定制的接近傳感器探測器。

ROHM Semiconductor的紅外LED和晶體管傳感器產(chǎn)品提供從標(biāo)準(zhǔn)T1，T11/4封裝到非常小，薄型（0.9 mm）SMD頂視圖和側(cè)視封裝的封裝，所有封裝都具有環(huán)境耐光性，寬帶或狹窄的視角。這些設(shè)備適用于遠(yuǎn)程控制發(fā)射器，游戲，安全，工業(yè)應(yīng)用和接近檢測。

ROHM Semiconductor的IR接收器和具有集成LSI/IR組件的IrDA通信設(shè)備可在低電壓和低功耗下工作，而內(nèi)部濾波器和屏蔽有助于實現(xiàn)低噪聲操作和更高的EMI抗性。

趨勢與發(fā)展

工業(yè)網(wǎng)絡(luò)長期以來一直是POF通信的主要支柱，通常使用LED光源和塑料光纖網(wǎng)絡(luò)。各種應(yīng)用使用POF，包括機(jī)器控制，傳感，網(wǎng)絡(luò)和隔離，使用專有和基于標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，如SERCOS，PROFIBUS或INTERBUS。這些通常以高達(dá)30 Mbit/s的速度運行。

這個市場最重要的發(fā)展是德國汽車制造商協(xié)會（AIDA）最近決定在其生產(chǎn)工廠中采用最新的工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)PROFINET而不是塑料光纖。這個行業(yè)的規(guī)模很大，它有可能影響這一技術(shù)組合在更廣泛的行業(yè)中的應(yīng)用，從而為整個工業(yè)領(lǐng)域的基于光纖以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)制定長期路線圖。

結(jié)論

POF的市場需求是獨特的，并且在其應(yīng)用的廣泛性和廣度方面都在增長。 POF顯然需要解決方案，以彌合銅的成本效益與光纖的性能優(yōu)勢之間的差距。隨著上述每一系列產(chǎn)品，應(yīng)用和相關(guān)市場的不斷發(fā)展，顯然需要更高速的工業(yè)/數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，例如基于POF的這些系統(tǒng)，并由LED，微型激光器，垂直腔體點亮表面發(fā)射激光器和其他固態(tài)源。