Power-over-Fiber: zasilanie poprzez światłowód

Inżynierowie z laboratoriów Sandia opracowali prototypowy przewód optyczny, który wykorzystuje światło do transferu zarówno danych jak i energii, która może zasilić znajdujące się na końcu urządzenie elektroniczne.

Potrzeba matką wynalazków. W tym przypadku pracom nad przewodem PoF przyświecał cel całkowitego odizolowania podłączonej elektroniki od zewnętrznych źródeł zasilania. Jest to konieczne dla zapewnienia pełnego bezpieczeństwa elektroniki stosowanej w medycynie, lotnictwie, nadzorze, układach zawierających substancje wybuchowe.

Przesyłanie danych za pomocą światłowodów to technika stosowana od dawna. Pozwala na odizolowanie komunikacji od wpływu zewnętrznych czynników, które mogą zakłócić transfer. Jak podkreślają inżynierowie z Sandia Laboratories, często przydatne jest także odizolowanie sekcji zasilania. Z pozoru to nic trudnego - wystarczy zapewnić elektronice autonomiczne źródło zasilania, np. akumulator, lub przesłać zasilanie miedzianym drutem.

Technologię PoE (zasilanie przez sieć Ethernet) już znamy. Nadchodzi czas na PoF (zasilanie poprzez światłowody). Na zdjęciu konstruktorzy - Titus Appel i Steve Sanderson.

No właśnie - miedzianym. Nie gwarantuje on niestety pełnego bezpieczeństwa (podobnie jak akumulator) w warunkach silnych zakłóceń pola elektromagnetycznego (np. w urządzeniach stosowanych w medycynie, czy podczas silnych wyładowań elektrycznych). A gdyby tak przesłać światłowodem również zasilanie? Przecież światło to także energia.

Podstawy zastosowanej technologii znamy nie od dziś. Istnieją już systemy optycznego zasilania, jednak inżynierowie Sandia chwalą się, że zintegrowali w jednym przewodzie zarówno komunikację jak i przesył energii.

Jak to działa? Oprócz układów pozwalających na wprowadzenie i odczyt ze światłowodu optycznego sygnału, na każdym końcu przewodu zastosowano miniaturowe ogniwa fotowoltaiczne (takie jak w bateriach słonecznych). Jako źródło optycznej energii zastosowano diodę laserową. Znajdujące się na końcu ogniwo przetwarza wiązkę światła na prąd, podobnie jak baterie słoneczne.

Laboratoria Sandia

Pierwsza wersja przewodu PoF to typowy prototyp, który jest zbyt duży, aby znalazł praktyczne zastosowanie. Na dodatek zasilanie drogą optyczną przesyłane jest jedynie w razie potrzeby. Jednak pierwszy krok został już poczyniony.

Teraz pora na miniaturyzację, między innymi poprzez zamianę plastikowych nitek światłowodu na szklane i zastosowanie nowych mikrokontrolerów. Planowane jest także zwiększenie wydajności energetycznej takiego zasilania. Przewody PoF pierwszej generacji pozwalają jedynie na zasilenie podzespołów odpowiadających za przesyłanie danych poprzez światłowód.
 

Więcej o technologiach sieciowych:

• TP-Link TL-PA511: sieć komputerowa 500 Mb/s z instalacji elektrycznej
• Samsung i Cisco - monitor zasilany przez sieć LAN
• Kamery sieciowe z obsługą PoE lub WLAN
• Huawei: 1 gigabitowy Internet DSL jest możliwy
• Trendnet TEW-652BRP: bezprzewodowy, domowy router 300 Mbps

Źródło: Sandia