本帖最后由 yangtse 于 2014-10-23 17:28 编辑
塑料光纤——短距离传输的主导
自1970年美国康宁公司研制出石英玻璃光导纤维后，同年贝尔又试制成半导体激光器，这两项新技术的结合，开创了光信息传输的新时代。尽管玻璃光纤具有上述一系列优点，但它有一个致命的弱点就是强度低，抗挠曲性能差，而且抗辐射性能也不好。因此，近20多年来，科学家们一直没有停止过对塑料光纤的探索。目前，在“光纤到户”的拉动应用下，塑料光纤展现了其巨大的市场潜力，希望通过本文为读者揭开塑料光纤的神秘面纱。
塑料光纤在国外已经不是什么新名词了，但在国内，塑料光纤还处于发展阶段，塑料光纤(亦简称为光纤)，即通称的POF，已经成为办公室、家庭和汽车网络中传统铜缆的替代品的热门方案。 POF能为用户带来许多好处：重量轻、可靠性高、便宜且好安装。甚至用一把剪刀就能剪断，而且它采用可见光通讯，对用户和安装者的视力安全无任何影响。这一安全的功能为安装者带来了许多额外优势，因为可见光用肉眼就可以看到，可诊断链路是否正常。
在如今复杂和拥挤的网络世界中，POF最大优势之一是光纤彻底对电磁干扰(EMI)和噪音免疫。另一点是其发射讯号中没有辐射，而这是目前家庭和办公室中无线网络所不具备的。这一点对视讯和语音串流极其重要，因为噪音将影响影像或服务质量。在没有噪音干扰，进一步简化安装情况下，现有的主要电缆管道都可用来铺设光缆。
相较于热衷开发这类新技术用于汽车信息娱乐系统或安全气囊等关键应用的汽车制造商来说，工业网络对POF采用的速度较慢。今天的高档汽车具有较强的处理能力，可支持的设备很多，如音响、CD、DVD、导航系统、蓝牙、电话、TV和游戏，这些都是常见应用实例。在我们的日常生活中，几乎无时无刻，消费者都期望并要求在办公室、家庭甚至是汽车中获取同样的服务。
被称为针对多媒体的系统(MOST)传输总线协议(由MOST合作联盟提出并组织)，主要由汽车制造商戴姆勒克赖斯勒(Damlier Chrysler)、BMW和奥迪(Audi)公司主导，于90年代末期提出，以满足快速成长的车内数据频宽。初期的MOST25可提供25Mbps数据频宽，而刚刚提出的MOST50则可提供高达50Mbps的数据频宽，其中即采用POF作为实体层。
可能很多读者会有疑问：石英/玻璃光纤等传统光纤技术已经很成熟了，接入到桌面也没有什么问题，而目前的铜缆技术也能够满足部分的需求，所以没必要再去做塑料光纤。其实，这是对塑料光纤不了解。
塑料光纤（POF）的材料和纤芯/覆盖层尺寸都与传统光纤不同。纤芯在光纤中心具有较高的折射率，被作为‘光导’。标准的通讯用单模光纤(SMF)纤芯直径大约9μm，而覆盖层直径则大约是125μm。SMF用于远距离的骨干网络，其传输距离高达100公里，且无需中继设备。多模光纤(MMF)的纤芯和覆盖层直径大约分别是50μm/125μm，提供较近的传输距离，约为2公里，这是由于大的纤芯直径导致的散射增加所致。
相反，POF的纤芯直径比SMF和MMF大得多，通常980μm/1000μm。尽管这种光纤的数据率较低(数Gbps)，且传输距离较近，但其最引人注目的优势是成本低。大的纤芯意味着可降低LED驱动器和光纤的对准精密度，甚至光纤有一点损坏也能接受。而且新的收发器件能够让塑料光纤像电线一样连接。如今的光纤网络系统的最大成本并不是BOM成本，而在于生产线设备和对准成本。
标准的光缆采用玻璃-石英纤芯和纤芯覆盖层，在纤芯材料中加入了一些杂质，以产生要求的折射率来导光。玻璃光纤的衰减比塑料光纤要低。POF通常采用有机玻璃(PMMA)纤芯和含氟聚合物覆盖层。由于塑料材料的特性，POF光缆比较粗糙，能够承受比玻璃光缆更小的弯转半径。
目前塑料光纤的主要应用领域
POF大部份用在对其优点需求超过对高数据频宽需求的一些领域应用。另外，在智能电网建设中，电能信息采集系统属于配网及计量自动化的基础网络平台，目前所采用的载波、无线技术、RS485总线等技术远不能达到智能电网实时互动的通讯要求，国家电科院就此成立了专门的机构，正在着手就塑料光纤的解决方案建立相关标准。 从光电转换芯片而言，发光器件LED和VCSEL(垂直共振腔面射型雷射)技术最近取得了极大进展，使POF可支持3Gbps以及更高的数据率。该频宽将使POF为更多的主流应用开启了大门。
由于POF已经成为铜缆网络的重要替代品，故其必须能够支持以太网络。这是因为以太网络几乎是任何办公网络中底层的唯一选项，可预见很快就会主导工厂和家庭网络。当人们从今天大面积部署的以太网络中获益之际，为何要重新定义一个真正以应用为核心的协议呢？以太网络是一种低成本和开放的标准，能提供可支持目前多数三重播放(语音、视讯和数据)服务的高频宽和服务等级(QoS)。
总是想用无线技术作为家庭三重播放网络解决方案的想法是过于天真的。尽管人们都期望在不增加成本和布线复杂度的条件下将宽带调制解调器或路由器连接到IP视讯转换盒，但这并非总是可行。每个家庭的房屋结构和装修都不一样，况且目前来自行动通讯、DECT电话、微波、无线PC、打印机和游戏机等各种无线讯号已经很拥挤。电话公司预计，目前多达30%的家庭无法提供路由器和STB/TV间无线视讯链路所需的QoS。而且，通讯最稳定可靠地介质还是有线的。因此，还需要有线解决方案。
有不少解决方案可作为这种无线链路的备选。同轴电缆在美国家中很流行，但在欧洲却不行。在家中部署较粗的同轴线或5类线既笨重又不雅观。电力载波利用家中的电源网络作为解决方案，稳定性非常可疑不说。而且还有安全考虑，以及不能提供较高视讯和语音质量等缺点。
POF基于其适合于家庭应用的特性，提供了一种日益受推崇的解决方案。又细又灵活的光纤，可以不显眼地沿着护壁板和门框铺设，可以裁剪到合适的长度，并且安全地连接。它不受电器噪音的影响，供货商能提供较高QoS的音视讯业务。
在近些年，国内一些致力于塑料光纤通讯核心光收发器产品的专业厂商也已经开发出了系列化产品，既有DC-800Kbit/s、传输距离可达300米光纤收发器产品，也有可达25Mbit/s的光纤收发器产品，这些该光纤收发器产品由海外世界顶级的光通讯专家团队设计，参照电线端子的工业标准结构封装，完全充分的发挥了塑料光纤芯径大对接容易的优点，可以使得塑料光纤与设备的连接像电线的连接一样符合习惯。这些光纤收发器产品可以满足抽屉式通讯机柜机架产品的设计。一些型号的光纤收发器成本已经和普通的RS485、RS232接口芯片成本接近。可以说，RS485、RS232、以太网等通讯接口设备升级换代时代已经来临。
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