塑料光纤在汽车上的应用

11-11-2007DashengPOF1塑料光纤在汽车上的应用11-11-2007DashengPOF2提要PMMA塑料光纤大圣PMMA塑料光纤PMMA塑料光纤的应用PMMA塑料光纤在汽车上的应用11-11-2007DashengPOF3•是由以高折射率的聚合物材料制作的纤芯和以低折射率的聚合物材料制作的皮层所构成的光导纤维•作为塑料光纤的聚合物纤芯材料主要有PMMA，PS，PC等•最成熟和广泛商业化应用（局域网、光纤到户、照明等）和在汽车、军事上应用的，主要是低损耗PMMA塑料光纤塑料光纤（POF）－PlasticsOpticFiber11-11-2007DashengPOF4塑料光纤与其它传输介质比较传输介质双绞线同轴电缆石英光纤塑料光纤价格高一般贵一般损耗高高最低稍高连接容易较容易难非常容易处理容易容易需要培训容易柔韧性柔韧柔韧易碎柔韧工作媒介电电红外可见光数值孔径低高带宽低低最高高电磁干扰高低没有没有单段最大距离100米185米几十公里几百米11-11-2007DashengPOF5PMMA塑料光纤的衰减和带宽衰减：目前PMMAPOF在650nm的损耗小于200db/km.而且，在1300nm波长和1500nm波长的损耗极限已和传统的石英光纤相当带宽：传输带宽最高可达10GHz.km，传输速率最高可达10Gbps。而铜芯双绞线带宽只有几百MHz.km，传输速率最大为1Gbps11-11-2007DashengPOF6塑料光纤的应用范围光纤到户FTTH，光纤到桌FFTD等局域网（1GBps）办公自动化家庭智能化，符合1394标准飞机（10/100MBps）汽车工业控制总线照明和装饰传感器光纤跳线军事应用11-11-2007DashengPOF7塑料光纤在汽车中的应用光纤多路数据通讯系统。塑料光纤可用于车载通信、视听系统。车载机通信网络和控制系统组成一个网络，将微型计算机、卫星导航设备、移动电话、传真等外设纳入机车整体设计中。旅客还可通过塑料光纤网络在座位上享受音乐、电影、视频游戏、购物、Internet等服务。光纤传感器光纤照明系统11-11-2007DashengPOF8塑料光纤在汽车上应用的动力和理由汽车自动化电子化程度越来越高，设备间连接电子线路的电缆越来越多、越来越粗且复杂，布线更为困难和费用更高。为降低汽车重量和体积和提高设计自由度，汽车制造商对光纤多路数据链路极感兴趣。随着汽车导航系统的飞速发展，信息量的增加，为了提高安全性能，汽车制造商正在加快采用气囊与传感器的步伐，以便在车内处理更多的信息。作为传播信息的通道，汽车制造商已正式开始采用塑料光纤来构筑车内局域网（LAN）。现时全球已有超过100几十万台汽车安装了塑料光纤，这个趋势将持续上升11-11-2007DashengPOF9塑料光纤的重要特点质量轻芯径大、易连接柔韧性好、使用寿命长高传输速率（数百M~数Gbit/s）支持宽带应用抗电磁干扰、抗振动、可靠度高操作、连接容易、维修方便、系统成本低；11-11-2007DashengPOF10光纤多路数据通讯系统（MOST和IDB－1394）11-11-2007DashengPOF11MOST（媒体定向系统传输）基于PMMA光纤以及红色LED（650纳米）,用于连接汽车内娱乐系统的光学数据总线标准。比如，它能够实现CD以及DVD播放机，调谐器，LCD显示设备以及GPS导航系统之间的光学互连。现在总线的工作速率是25M，不过正计划上升到50M以及150M。该标准是以德国汽车制造商戴姆肋－奔驰公司、BMW以及AUDI公司于1998年率先倡导的。德国宝马公司(BMW)在2002年3月上市的BMW7系列中铺设50米塑料光纤。宝马公司则新增加了两种车内LAN。一种是信息系统LAN的“MOST”，另一种是控制系统LAN的“byteflight”。此次宝马车上采用MOST和byteflight，将开创MOST与bytefligh走向实用化的先河。MOST采用的塑料光纤长度为7米，bytefligh采用为43米。在欧洲目前至少有有16个车型采用了MOST通信系统，11-11-2007DashengPOF12宝马公司采用塑料光纤的理由至于采用塑料光纤的理由，宝马公司解释说：“使用目前的电缆时，数据传输速度一旦超过500kbps，就会产生电磁噪音问题。而今后车内数据传输速度的发展趋势将是越来越高，这一问题将更加严重。考虑到这一情况，从着眼于未来的角度出发，采取了导入塑料光纤的措施。”。该公司的想法是：反正早晚都要正式使用塑料光纤，倒不如干脆从现在就开始使用。即使从成本方面来看，使用塑料光纤也比使用电缆合算。比如说，由于连接器无须考虑电磁噪音的消除问题，因此价格相当便宜，只有1.2美元。宝马公司计划在“BMW5系列”、“BMW3系列”等普通车型上也引进塑料光纤。2001年宝马车在全球的销售数量为90万辆左右，如果在全部车辆上都引进像7系列那样的车内LAN，将需要共计4.5万千米的塑料光纤。11-11-2007DashengPOF13Byteflight，用于服务“关键性功能”，德国BMW公司为了汽车安全性应用如“安全气囊控制”而开发的数据总线协议。类似于MOST，它依赖于650纳米的LED以及工作在一个较低速率（10M）的PMMA光纤。它没有采用分离的发送－接受器件，而是采用TRANSCEIVER，通过一个星形网络提供双向的通信。该星形网络用来连接传感器和安全气囊驱动装置。如安全气囊的控制。在基于POF的网络中，会有一个塑料光纤传感器专用于触发安全气囊的开启。到目前为止，大概由700万个BYTEFLIGHT收发模块广泛采用在BMW的汽车中，包括7系。Byteflight(单根光纤总线系统)11-11-2007DashengPOF14是IDB（INTELLIGENTTRANSPORTANTIONSYSTEMDATABUS）论坛和I394贸易组织之间达成的初步意向，用来为汽车创建一个基于IEEE1394B数据格式（FIREWIRE）的协议。这一格式使得计算机和外围比如数据CAMCORDERS，MP3播放器之间的数据传输速率更高，达到400MBIT/S。这一概念是向用户提供一个非常方便的接驳口（CCP，customerconvernienceport），允许用户把家用电器直接和汽车接驳即汽车和家庭娱乐之间的相互交流。汽车中的一个IDB-1394网络将允许高清晰电视HDTV，未压缩的视讯或者SUPERAUDIOCD的传输。这样一个网络可能会于2006－2007年问世。目前这一技术还没有应用在汽车里面，不过在手提电脑，摄像照相机以及象APPLE产的iPOD等小玩意上已经非常流行了。这是一个未来发展的趋势，即汽车和家庭娱乐之间具有相互交流的功能。美国通用汽车公司等美国制造商计划使用塑料光纤在车中安装以IEEE1394为基础的“IDB-1394”IDB-139411-11-2007DashengPOF15正在开发的一个基于POF的通信系统，主要目的是提供一个“DRIVER-BY-LIGHT”功能，比如自动刹车。概念为：替换目前的机械驱动装置，使得汽车的转向，刹车以及齿轮切换采用全电子系统，该电子系统采用POF作为连接。该组织成立于2000年，由七个主要的核心成员组成（DAIMLERCHRYSLER，BMW，BOSCH，MOTOROLA，Philips，GM以及VW），并且有50个成员。FLEXRAY11-11-2007DashengPOF16光纤汽车照明系统利用POF，一个光源能照亮多处地方（仪表板照明，开关照明，控制板照明，变速杆标志、杂物箱照明，烟灰盘照明，左右钥匙照明等），简化照明系统结构，降低照明系统重量POF用来向驾驶员指示外部照明灯（尾灯）工作状况，可靠性提高POF用于进门照明系统（DCX车外钥匙孔的照明）11-11-2007DashengPOF17汽车光纤传感器在汽车应用领域，POF可用来制造一个特别的传感器，安装在车上，如不幸发生交通意外，可透过光纤的屈曲程度，测出车子哪个部分撞到行人和撞击力，然后启动引动器，以减轻对被撞行人的撞击力，从而减低在交通意外中途人的死亡率和受伤的程度11-11-2007DashengPOF18塑料光纤在汽车中的应用例子把数字信号从设置于汽车行李柜中的CD机传送到仪表板上的音频控制器中日产汽车用从1981年4月开始，在Cedric和Gloria车中安装POF线路，用于乘客遥控收音机和空调器。其中光纤线路使用2根4.5米长的POF，而采用常规电子线路，就得需要30多根铺设在座位和底板之间的有限空间中。丰田Century配备的高级光纤环路系统使用了POF，以检测汽车的整体运行车况DCX从1998年11月开始销售的S系列汽车全部采用了POF组成的车内LAN系统，将CD机至喇叭和车辆的导航装置等5种信息传输系统联系起来，LAN网络全长7米，信号传输速率为4.2Mb/s。POF可用来制造一个特别的传感器，安装在车上，如不幸发生交通意外，可透过光纤的屈曲程度，测出车子哪个部分撞到途人和撞击力，然後启动引动器，以减轻对被撞途人的撞击力，从以减低在交通意外中途人的死亡率和受伤的程度。GM公司研制了一种Optiplex的光纤转向柱和门/座复用系统，试验车为1979Buick车汽车仪表板用光纤照明已有20多年的历史，用光纤照明系统照明道路也为时不远11-11-2007DashengPOF19谢谢！