管理基于塑料光纤的全光系统成套设备核心技术研

基于塑料光纤的全光系统成套设备核心技术研究

由物理光学基本原理可知：光从光密介质射向光疏介质时，当入射角超过某一角度C（临界角）时，折射光完全消失，只剩下反射光线的现象叫做全反射。发生全反射时，光线及其所携带能量进入光密介质。光纤通信正是通过满足入射角以及光密介质、光疏介质的要求，实现全反射，将光信号从源端传输到宿端。塑料光纤由高、低折射率的两种透明聚合物构成，其剖面结构示意图如图1所示。塑芯和包层材料须满足：

(1)两种材料应具有耐高温性和强韧性；

(2)满足n芯-n皮≥0.05的折射率条件，保证全反射对入射角的要求；

(3)界面粘接良好。

1.2 塑料光纤的优点

石英玻璃光纤具有高带宽、小衰耗的优点，但是同时也具有制造工艺复杂、耐弯曲性及耐挤压特性较差、接续工艺及操作复杂的缺陷。

和石英光纤相比，塑料光纤具有布线方便、转接灵活、制造工艺简单的特点，完全能够满足短距离通信对传输媒质的要求，并且在通信质量达到较高要求的前提下，可极大地节省成本[3]。

1.3 目前最先进的塑料光纤

1994年，致力于研究透明氟树脂“CYTOP”的日本庆应大学的小池先生提出了应用光纤的提案，此后经过共同开发，日本旭硝子公司(AGC)研制出了“FONTEX”系列塑料光纤产品。与以往的塑料光纤产品相比，“FONTEX”系列塑料光纤产品具有以下特点和优势：

(1)因为是氟素材料，与丙烯不同，塑料光纤在广泛的波长范围内是透明的，从而可以使用长波长的低价高速光源；

(2)与石英光纤相比，塑料光纤柔软不易断，可忍耐小半径弯曲或者折返弯曲；

(3)超高速性能等同并超出石英光纤，可达到10 Gb/s×100 m的传输速度；

(4)电耗低、无噪声、纤细轻巧；

(5)产品种类丰富多样，包括紧线缆、多芯带状线缆等。

正是由于以上特点和优势，“FONTEX”系列塑料光纤产品可广泛应用于以下方面和领域：

(1)电视（3D、4K2K、8K4K显示器等）间的连接用光纤以及设备内部光配线；

(2)电脑与相关设备间的连接用光纤；

(3)携带用设备内的光配线；

(4)数据中心的设备之间的连接光纤；

(5)医院医疗设备间的连接光纤等。

1.4 塑料光纤在组中的应用

在塑料光纤综合布线解决方案中，塑料光纤应用于中心机房到楼宇之间的干线。在接入点众多的楼层水平布线系统（Horizontal Wiring System）中，塑料光纤得到了广泛的应用，具体如图2所示。从光纤通信到桌面的水平方向数据连接，连接线路很多，使用以往的铜线（UTP）有如下缺点：带宽受限、距离有限、不能完全消除RFI（射频干扰）和EMI（电磁干扰）、不能很靠近电力电缆及安全性差等。 如果采用石英光纤，则会面临项目成本、维护管理等不利因素的挑战。塑料光纤具有长达1 mm的直径，使光纤的布放施工、耦合、端接等工作容易实现。与此同时，塑料光纤对安装环境要求较低，并且需满足的最小弯曲半径更小，因此，如果能将塑料光纤应用于高端的千兆络系统、防干扰、防信号泄漏的布线系统工程以及全光布线系统中，与采用其他类型线缆的系统相比，必将产生更大优势[4]但是一种叫磷酸激酶的蛋白酶能把这个“尾巴”切掉。塑料光纤的另外一个突出优点是在波长为650 nm的可见红光下传输，不会对肉眼造成伤害，适合于安装在居民家中，可与石英光纤配合实现全光络；而石英光纤是在近红外光下传输这样的演出，如果直视会对眼睛造成极大伤害甚至失明[5]。

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