塑料光纤简介和应用情景

塑料光纤PlasticOpticalFiber2016-04-13MarketingDepartment一、光纤知识二、塑料光纤三、塑料光纤特点四、塑料光纤器件五、塑料光纤应用光纤光导纤维，OpticalFiber工作原理：基于全反射原理，理论上全反射时光不溢出，只在纤芯传播。如图，纤内n1大于n2，发生全反射，临界角就是ϴ，耦合后入射角度大于ϴ时，都会发生全反射，即耦合光入射角小于ϕ时，光能够在光纤内全反射传输。光纤结构：光纤光导纤维，OpticalFiber通信光纤分类以及结构：石英光纤光纤分类：按用途分为通信光纤和特种光纤；按材质分为塑料光纤、塑料包层光纤、多组分玻璃光纤、石英光纤等；按传输模式分为多模光纤和单模光纤等。980/1000um50/125um62.5/125um9/125um塑料光纤1.0/2.2mm通信光纤有几个参数会被经常提到：数值孔径，损耗，带宽，色散。数值孔径（NumericalAperture，NA）：NA=n*sinα=（n12-n22）1/2，NA表示光纤接收入射光的能力，NA越大，光纤接收光能力越强。但是NA不能太大，不然光纤的模畸变大。一般都用NA相同的透镜进行集光，最有效的把光耦合进光纤。塑料光纤的NA是0.3~0.5。损耗（Attenuation）：是指光纤每单位长度上的衰减，单位为dB/km，主要由材料吸收、散射和波导结构不完善等原因引起。实现光通信，一个重要的问题是尽可能的降低光纤的损耗。带宽（Bandwidth）：光纤带宽用兆赫和公里乘积MHz·km表示，光纤带宽这个概念，是从频域观点来看的。亦即可把光纤看为一个传输网络系统，有一定带宽。影响光纤带宽的因素是光纤的色散，光纤的色散愈小，光纤的带宽愈宽，信号传输距离越远。色散（Dispersion）：在光纤中传输的光信号（脉冲）的不同频率成份或不同的模式分量以不同的速度传播，到达一定距离后必然产生信号失真（脉冲展宽），这种现象称为光纤的色散或弥散。多模光纤的色散主要有材料色散、波导色散和模间色散三种。其中，模间色散是多模光纤所特有的。≦0.36dB/km@1310nm≦0.22dB/km@1550nm≦3.0dB/km@850nm≦1.0dB/km@1300nm≦200dB/km@650nmBandwidth≦200MHz*km@850nm≦600MHz*km@1300nm≦100MHz*100m@650nmNA小小大塑料光纤，缩写为POF，主要使用聚甲基丙烯酸树脂（PMMA）及其它高透明性塑料作为芯层材料，氟塑料为包层材料。塑料光纤根据结构不同，简单分为折射率阶跃型塑料光纤（Step-IndexPOF，简称SIPOF）和折射率渐变型塑料光纤（Graded-IndexPOF，简称GIPOF）。1966年，第一根塑料光纤由美国杜邦公司研制成功，损耗是1000dB/km，PMMA材料。1980年，三菱公司以高纯MMA单体聚合PMMA，使塑料光纤损耗下降到100-200dB/km。1982年，日本电报公司（NTT）成功研制了损耗为20dB/km的全氘化PMMA塑料光纤，并可传输近红外到可见光波段的光。？同时PF-GI-POF以及PMMA-GI-POF被研究以及改进，为主要的通信发展方向。如图，是阶跃型塑料光纤在可见光范围内的衰减光谱，主要的损耗来自于瑞利散射和吸收（除红光外，三个较低损耗窗口：蓝光，460nm；绿光，520nm；黄光，570nm）。我们在用的塑料光纤传输的主要是红光和绿光。分类芯径um数值孔径损耗dB/km传输速率及距离SI-POF980/10000.5≤160@650nm；≤100@520nm1Gbps*50mGI-POF120/5000.25≤15@1300nm；≤50@700-1300nm10Gbps*100m防雷击性能稳定抗干扰无辐射高带宽保密性光纤优点石英光纤承担干线长距离信号传输，塑料光纤负责网络末端最后百米传输，两者相辅相成，实现全光纤网络解决方案。塑料光纤特点：可见红光传输；韧性好、耐弯折；芯径粗、数值孔径大；无需熔接，无需做接头，安装、维护便捷；材料及加工成本低；衰减比较大，不适合长距离传输；光缆是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的，它是利用置于包覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质并可以单独或成组使用的通信线缆组件。按缆中光纤状态分：按光纤在光缆中是否可自由移动，光缆可分为松套光纤光缆、紧套光纤光缆。我们用的一般都是紧套光纤：将裸光纤的表面再挤上一层塑料后，紧套光纤中光纤被套管紧紧箍住，不能在其中松动，它与塑料护套层是一个整体结构，这就是紧套光纤（光缆）。室内光缆系列，通常塑料光缆分为：单芯光缆、双芯光缆和多芯光缆。单芯光缆双芯光缆多芯光缆光缆的基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成，另外根据需要还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。可以根据需求，做成合适的保护层。如图，可以做金属披覆，增强光缆的耐磨耐压性能；也可以用凯夫拉线进行披覆，对光缆的抗拉性能进行加强。类石英光纤塑料光纤综合布线布线难，易老化布线简单，无需专业人员从操作布线难，需专业人员操作布线简单，无需专业人员操作线管线材成本较高低昂贵极低施工成本较高低昂贵极低传输距离有限100米传输远距离传输100米传输抗干扰能力差较差好好传输速率较慢10Mbps快1000Mbps较快100Mbps左图是我们的塑料光纤以及器件在全光网中的应用，包括室内照明，都可以靠塑料光纤来完成。塑料光纤抄表系统的方案特点：1、连接稳定、安全可靠、通信速率高；2、抄读时间短，并且一次抄表成功率高，能够大于99%，完全可满足国网公司对系统抄表成率的要求；3、塑料光纤无干扰、不怕雷击、涉笔安全无故障运行时间长，使维护工作将为最低。塑料光纤抄表系统塑料光纤基于它本身的特点，除了应用在全光网络，完成FTTH、FTTD等以外，还广泛应用于塑料光纤传感器、工业控制、汽车MOST系统等方面。汽车MOST系统