塑料光纤的用用及使用方法

塑料光纤的用用及使用方法

塑料光纤，Plastic Optical Fiber。
　　塑料光纤目前，通信光缆所用的光纤，基本上都是采用石英光纤，由高纯度二氧化硅SiO2加入适量掺杂剂组成的。近年来，还逐步开发出塑料光纤（POF），它是用一种透光聚合物制成的光纤。因为可以利用聚合物成熟的简单拉制工艺，故成本比较低，且比较柔软，坚固，直径较大（约达1mm），接续损耗较低。
　　目前，制作POF主要的材料有两类：一类是聚甲基丙烯酸甲酯聚合物PMMA（Polymer Polymethylmethacrylate）；另一类是含氟聚合物（Perfluorinated polymers ）。
　　塑料光纤不但可用于接入网的最后100～1000米，也可以用于各种汽车、飞机、等运载工具上，是优异的短距离数据传输介质。
　　1、什么是塑料光纤
　　塑料光纤（POF）是由高透明聚合物如聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚碳酸酯（PC）作为芯层材料，PMMA、氟塑料等作为皮层材料的一类光纤（光导纤维）。不同的材料具有不同的光衰减性能和温度应用范围。 主要性能指标有：
　　◆衰减
　　塑料光纤的衰减主要取决于所选用的材料的散射损耗和吸收损耗。要想作为通信级塑料光纤，一个最基本要求就是PMMA塑料光纤的衰减要低最好是小于180dB/km。
　　◆带宽
　　梯度型塑料光纤是折射率呈梯度分布的光纤，其折射率由芯至包层逐渐降低。只要所形成的梯度折射率分布适宜，便可获得抑制模色散，保持大的数据孔径，控制出射光波相对于人射光波展宽的效果。如折射率分布妥当，那么材料色散就成为决定传输带宽的主要因素。只要在选择时充分注意材料色散，欲制得带宽为数Ghz•km是完全可行的。
　　◆耐热性
　　最重要的是，塑料光纤的耐热性主要由其成分性能决定。耐热性好的材料成分，决定塑料光纤具有比较好的耐热性。判断材料耐热性的指标有玻璃化温度、维卡软化点、热变形温度等指标。
　　◆连接性
　　通信塑料光纤多采用直径1mm的光纤，是石英光纤的8～20倍。粗的塑料光纤的连接比石英光纤要容易得很多。
　　2、塑料光纤的优势
　　塑料光纤质轻、柔软，更耐破坏（振动和弯曲）。塑料光纤有着优异的拉伸强度、耐用性和占用空间小的特点。这些优点使得塑料光纤在汽车中成功应用尤为重要。一个典型的豪华车内部至少由几公里的铜线和铜缆，重量和成本大为增加。飞机、火车和其他所有交通工具莫不如此。
　　由于塑料光纤的大直径和数值孔径，光传导能力大。塑料光纤比铜类传输介质（双绞线和同轴电缆）有着高得多的带宽能力。传输的频率越高，运用塑料光纤的成本就越低。
　　塑料光纤的切割、布线、粘结、抛光和其他加工容易。由于有较大直径， 塑料光纤安装和与器件、光源、探测器等的连接变得容易和低成本，非专业人士也能胜任这些操作。准备塑料光纤的连接最多不超过1分钟，也不需要特别的工具。即使是最简单的剪刀也可以用来切割塑料光纤。塑料光纤收发模块使用650nm波长的红光，非常安全，使用者可见也容易判断光纤的连接是否成功。另外，塑料光纤的连接对端面藏留的灰尘和碎屑不敏感。
　　塑料光纤不产生辐射，完全不受电磁干扰和无线电频率干扰以及噪音的影响。 这一点对视频和音频的分流尤为重要，很显然这些干扰和噪音影响图像和服务的品质。塑料光纤可以和铜缆在同一管道里或同一线束并排铺放。塑料光纤不产生噪音，不会对目前的管网产生负面影响。
　　POF系统的成本低。据说用于家庭消费电子、家庭联网和汽车包括音响、DVD、VCR等的每个连接的成本低于20美金。所以这些器件都可以在一般商店里买到。
　　通过塑料光纤进行数据传输没有可能被窃听，这样塑料光纤在一些安全程度要求高的场合，就非常适用。
　　虽然石英光纤广泛用于远距离干线通信和光纤到户，但塑料光纤被称之为“平民化”光纤，理由是塑料光纤、相关的连接器件和安装的总成本比较低。在光纤到户、光纤到桌面整体方案中，塑料光纤是石英光纤的补充，可共同构筑一个全光网络。
　　3、塑料光纤的应用
　　光纤到户（FTTH）和光纤到桌面（FTTD）
　　家庭和办公室智能网络（三网合一）
　　工业控制和工厂自动化
　　汽车、飞机、火车等一切形式的交通工具
　　跳线
　　传感器
　　闭路电视，监控
　　军事和安全
　　照明和装饰
　　医疗
　　机器人
　　复印机等机器
　　路由器
　　交换机

　布线系统在连接楼层的干线中，由于数量少，目前广泛使用多模石英光纤，而在水平方向上，还没有一种合适的媒介既能提供足够的带宽，同时还兼具有安装方便、成本低廉、抗干扰能力强等优点。而新的以塑料光纤(POF)为传输媒介的全光纤网络则具备上述的全部优点。塑料光纤的直径一般在0.3～3毫米，大的直径宜于连接，光的耦合效率也较高，同时还兼有柔软、抗弯曲、耐震动、抗辐射、价格便宜、施工方便的优点，可代替传统的石英光纤及铜缆，非常适用于连接点较多的局域网络。

　　采用塑料光纤构造大规模局域网络，需要两方面的产品，即无源布线连接产品及有源塑料光纤网络设备。

　　塑料光纤布线产品包括如下几个部分。POF塑料水平光缆用于综合布线的水平子系统，用来实现各个工作区的终端与楼层通信间设备的连接;塑料光纤插头是塑料光缆与设备连接的接插件;塑料光纤跳线是光纤配线架与设备之间的交叉连接，或工作区光纤插座与设备之间的连接线;塑料光纤标识跳线可以在配线架大量的跳线中容易地查找每一根跳线端到端连接，减轻维护工作，塑料光纤插座是塑料光纤布线的系统工作区信息出口;塑料光纤耦合器是用来连接2根光纤的连接器;塑料光纤配线架是光纤端接设备，用于实现光纤与光纤、光纤与设备间的交叉连接管理。

　　塑料光纤网络产品在局域网中主要就是实现工作组交换机与计算机设备之间的网络高速连接，主要的塑料光纤网络设备如下。

　　塑料光纤部门交换机 可以提供多个以太网络光纤端口，在工作组之间或工作组内部提供高带宽、高性能的光纤连接。

　　塑料光纤网卡 具有以太网塑料光纤接口的计算机PCI网卡，符合IEEE标准，即插即用，支持全双工模式。

　　POF-RJ45光纤收发器 是以太网光纤接口至RJ45的转换器，将以太网电信号转换为可在塑料光纤上传输的光信号，反之亦然。