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塑料光纤 又名:PlasticOpticalFiber。

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。

塑料光纤技术背景

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。

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。

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

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
  
机器人技术

复印机等机器

路由器

交换机
 


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