塑料光纖在通信網中的應用
˙km。為了保證良好的連接性能,NA 值不能再小。多模梯度光纖的帶寬與光纖的折射率剖面、光源的譜寬和入射孔徑有關。當光纖具有接近于拋物型的最佳折射率剖面時,光纖的色散最小,可以獲得最佳的帶寬性能。因材料色散較大,在650nm 波長的帶寬僅為3GHz˙100m。全氟化漸變型塑料光纖在650nm 波長的帶寬大約是PMMA漸變型塑料光纖的3 倍。材料在近紅外區的色散較小, 全氟化漸變型塑料光纖在1300nm 波長的帶寬可以達到100GHz˙100m,比石英多模光纖的帶寬更高。
1.4 溫度特性
塑料光纖耐熱性能差是一大缺點,這主要是因為塑料本身的熔點低。在通信過程中,較高的環境溫度影響了GI-POF 的折射率分布形狀是否穩定, 從而影響塑料光纖的性能。目前試驗中PMMA POF 連續200小時在85°C 狀態下損耗增加小于0.15dB/m, 常溫下連續工作150 小時損耗增加小于0.02~0.035dB /m,穩定度接近200~700 個小時。對于商用的梯度聚合物光纖,可工作于-40~85°C 的溫度范圍,長時間地加熱到70℃而不會對光纖截面的折射率分布線型造成影響,同時也不會影響到光纖的帶寬和傳輸損耗。
2 塑料光纖在通信網中的應用
2.1 塑料光纖全光網絡傳輸系統
目前已經開發研究出用于650nm 塑料光纖的通信網傳輸系統,該系統采用漸變型塑料光纖(GI-POF)為傳輸介質,其纖芯直徑980μm,包層直徑100μm,系統工作波長為650nm,傳輸信息速率l00Mb/s,傳輸距離可達100m 以上。該系統解決了通信系統全光網絡中“最后一公里”的瓶頸,使光信息流在網絡傳輸和交換時始終以光子的形式存在,為光纖到桌面、到用戶、到終端提供了一種比較理想的技術支撐[3]。圖1 為650nm 塑料光纖傳輸系統組成全光網絡框圖, 主要由650nm 光以太網交換機、650nm 光網卡、650nm 光中繼器、650nm 塑料光纖光纜和塑料光纖連接器等組成。光波長轉換器是以兩片交換芯片為核心組成的光波長轉換系統, 可分別將650nm 波長的光信號轉換為850nm 波長、或l3l0nm 波長、或1550nm 波長的光信號,實現不同工作波長系統間信號的轉接。光中繼器的核心部件是兩個光收發模塊,POF 收發模塊由光發送機、光接收機和連接器組成。
2.2 塑料光纖在語音電路中的應用
光纖語音電路由光發射電路、塑料光纖和光接收電路三部分組成,其工作原理是:音頻信號最初為聲波,由發送器的電子麥克風轉換為電信號,此信號由LM358 組成的音頻放大器放大,并且借助于一個單獨的晶體管控制LED 的端電壓,將電信號轉換為光信號送入光纖或光纜。在光纖或光纜的另一端,光信號照射到接收器的光電檢測器上再將其轉換為電信號,此信號被放大并送入揚聲器轉換為聲波恢復為原始信號[4]。
2.2.1 發射器電路板
此電路主要是把音頻信號經麥克風轉換為電信號,電信號經濾波器和多級放大器把微弱的電流信號轉換為適合半導體二極管發光的電壓信號,在晶體管的調制下把電信號轉換為光信號送入光纖中進行傳輸。在發射器電路上有一個話筒和調制LED 發光的線路。LED 裝在塑料殼中以便于連接光纖或光纜進行發送信號。在實驗室里,設計操作可以使用200m 的塑料光纖傳送語音信號,也可以使用玻璃光纖在更遠的距離內通信。
2.2.2 光電接收器電路板
在接收器電路板上通過光電檢測器把光纖傳輸的微弱光信號轉換為電信號,經電容濾波、運算放大器放大,把電流信號轉換為電壓信號,放大到適合揚聲器輸出的電壓,恢復原始的語音信號。3 結束語
塑料光纖以低成本、輕重量、耐震動和便于安裝使用等優點逐漸進入千家萬戶,已經成為實現短距離通信網絡的理想傳輸介質。在實驗室研究、下一代短距離光傳輸系統、智能網絡、辦公自動化和工業控制等通信網的數據傳輸中具有重要的地位和廣闊的開發應用前景。
責任編輯:廖生玨
-
權威發布 | 新能源汽車產業頂層設計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進氫燃料供給體系建設
2020-11-03新能源,汽車,產業,設計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
探索 | 既耗能又可供能的數據中心 打造融合型綜合能源系統
2020-06-16綜合能源服務,新能源消納,能源互聯網
-
新基建助推 數據中心建設將迎爆發期
2020-06-16數據中心,能源互聯網,電力新基建 -
泛在電力物聯網建設下看電網企業數據變現之路
2019-11-12泛在電力物聯網 -
泛在電力物聯網建設典型實踐案例
2019-10-15泛在電力物聯網案例
-
權威發布 | 新能源汽車產業頂層設計落地:鼓勵“光儲充放”,有序推進氫燃料供給體系建設
2020-11-03新能源,汽車,產業,設計 -
中國自主研制的“人造太陽”重力支撐設備正式啟運
2020-09-14核聚變,ITER,核電 -
能源革命和電改政策紅利將長期助力儲能行業發展
-
探索 | 既耗能又可供能的數據中心 打造融合型綜合能源系統
2020-06-16綜合能源服務,新能源消納,能源互聯網 -
5G新基建助力智能電網發展
2020-06-125G,智能電網,配電網 -
從智能電網到智能城市