Power-over-Fiber – это развивающаяся технология передачи мощности для питания электронных устройств с использованием оптоволоконного кабеля. Применение этой технологии позволяет отказаться от металлических проводников и аккумуляторов в тех случаях, когда их использование сопряжено с серьезными трудностями с точки зрения технической реализации, может повлиять на работоспособность оборудования или же представляет угрозу для обслуживающего персонала.

Технология Power-over-Fiber подразумевает, что мощность, необходимая для питания удаленного устройства, передается по оптоволокну в виде оптического излучения, генерируемого лазерным источником. На стороне питаемого устройства находится полупроводниковый фотоприемник особой конструкции, называемый фотовольтаическим преобразователем. Он преобразует мощность оптического излучения, распространяющегося по оптоволокну, в электрическую мощность. Величина электрической мощности и напряжения на выходе преобразователя зависит от характеристик выбранного преобразователя, а также от величины оптической мощности на его входе.

В общем случае система Power-over-Fiber состоит из трех основных элементов, каждый из которых оказывает влияние на работоспособность системы в целом:

1. Источник лазерного излучения. Для того чтобы обеспечить приемную сторону достаточной мощностью, необходимо использовать лазеры с величиной оптической мощности порядка сотен мВт-десятков Вт, что значительно превышает значения, используемые в телекоммуникациях. Наиболее распространенные диапазоны длин волн для систем Power-over-Fiber – 800, 950, 1050 и 1480 нм.
2. Оптоволоконный кабель. Для любого оптического волокна существует определенный предел оптической мощности, которую возможно передавать без его повреждения. Этот предел зависит от длины волны излучения и диаметра сердцевины волокна. В связи с этим чаще всего в технологии Power-over-Fiber используется многомодовое волокно, причем его диаметр должен быть тем больше, чем больше передаваемая оптическая мощность. Необходимость применения многомодового волокна ограничивает дальность линии десятками-сотнями метров, чего достаточно для большинства применений. Системы PoF на основе одномодового волокна также существуют, но в этом случае накладываются ограничения на величину передаваемой мощности.
3. Фотовольтаический преобразователь (конвертер оптической мощности). Преобразователь представляет собой полупроводниковый фотоэлемент, чаще всего многослойной структуры, имеющий высокую эффективность преобразования мощности на рабочей длине волны (>25 %). Преобразователь не имеет внешнего питания, генерация носителей заряда происходит исключительно за счет подводимой оптической мощности. При подключении преобразователя в цепь питаемого устройства преобразователь начинает работать как источник постоянного тока.

Коммерчески доступные системы Power-over-Fiber характеризуются значениями электрической мощности на выходе конвертера порядка сотен мВт – единиц Вт при напряжении в единицы-десятки В. Этого достаточно для питания широкого круга маломощных устройств, применяемых в различных областях промышленности. Бо́льшую мощность можно получить, если использовать несколько преобразователей, соединенных последовательно или параллельно (при этом используются несколько лазеров или один лазер и оптический делитель 1xN).

К основным преимуществам технологии Power-over-Fiber можно отнести следующие:

• полная гальваническая развязка питаемого устройства от источника питания;
• помехозащищенность линии питания, отсутствие влияния на соседние линии связи;
• снижение риска возгорания проводки вследствие повреждения изоляции;
• уменьшение габаритов и веса линии питания.

Исходя из этих особенностей, можно выделить следующие ключевые области применения Power-over-Fiber:

• электрические сети (высоковольтные датчики, камеры для контроля подстанций);
• судовое и бортовое оборудование (топливные системы, системы мониторинга и диагностики);
• нефтегазовые и горнодобывающие предприятия (оборудование во взрывоопасных зонах);
• телекоммуникационные сети (антенны сотовой связи, удлинители PON);
• медицинская техника (высоковольтные элементы лечебно-диагностического оборудования).

_________________________

Компания "ЭФО" предлагает ряд компонентов для реализации технологии Power-over-Fiber. Среди них высокоэффективные фотовольтаические преобразователи компании Broadcom, работающие в диапазоне длин волн 800-850 нм (мощность на выходе до 600 мВт), а также готовые системы (источник + конвертер) от компании MH GoPower, работающие на длине волны 976 нм (мощность до 2,6 Вт). Наши специалисты готовы проконсультировать Вас по вопросам применения технологии Power-over-Fiber и помочь с подбором компонентов. Вы можете связаться с нами удобным для Вас способом.