中心議題：

• 塑料光纖傳輸係統的優勢
  
• 塑料光纖通信的係統描述
  
• 塑料光纖通信收發器
• 塑料光纖活動連接器
• 塑料光纖固定連接器

與電纜相比，作為傳輸介質
，光纖具有很多優點，但是普通通信用的石英光纖連接難度大、成本昂貴
、安裝維護費用高

，不能廣泛應用於短距離數據通信或桌麵數據連接。塑料光纖不但具有光纖的優點，而且其直徑一般在0.3～3mm，大的直徑宜於連接
，光的耦合效率也較高，同時還兼有柔軟、抗彎曲
、耐震動
、抗輻射、價格便宜

、施工方便等優點
，可在一定程度上代替傳統的石英光纖及銅纜。因此塑料光纖通信係統非常適合於短距離（100m左右）、中小容量（幾 Kb/s至100Mb/s）、低成本（幾十元）的桌麵數據連接
，以及設備之間、設備內部總線的數據連接。

塑料光纖傳輸係統的優勢

采用塑料光纖通信係統取代電纜連接後，將會在以下幾個方麵提高設備的性能。

● 提高設備的抗電磁幹擾和抗核輻射能力。

● 無串擾。使用光纜來傳輸信號
，各路信號之間不會產生串擾。

● 減輕係統的重量。1500m直徑1mm的塑料光纖的重量隻有不到2kg。

● 抗雷擊能力強。無金屬的光纜本身是很好的絕緣體
，即使暴露在室外
，也不會引來雷電擊壞設備。

塑料光纖通信的係統描述

塑料光纖通信係統的基本組成為：光發送器、光接收器、塑料光纖及一些無源器件。光發送器將電信號（如TTL電平的信號）轉化為光信號，光信號被耦合到塑料光纖中，通過塑料光纖傳輸到光接收器，光接收器將光信號還原為電信號（如TTL電平的信號）。

塑料光纖通信係統側重於短距離通信，低成本、簡單易操作、高可靠性，因此在具體係統實現上
，完全不同於石英光纖通信係統。

1 塑料光纖通信收發器

塑料光纖收通信發器是塑料光纖通信係統中核心部分
，包含光發送器和光接收器。

圖1是光發送器結構示意圖
，發光二極管（LED）是普通顯示用的高亮度表麵貼裝發光二極管，驅動電流小於20mA，中心波長590nm（橙黃色光）。之所以選取590nm的發光二極管，是因為這種波長的發光二極管很廉價，而且在590nm波長處
，塑料光纖的損耗值相對較低。發光二極管芯片尺寸選擇在 1.0mm×1.0mm左右，與塑料光纖的直徑相當，容易將光信號耦合進入塑料光纖中。
                   
                           圖1是光發送器結構示意圖

將外部輸入的TTL電平信號進行FSK調頻，把TTL電平信號轉換成更適合塑料光纖傳輸的載波信號驅動LED發光。發光二極管（LED）輸出的光信號直接耦合進入直徑為1.0mm的玻璃棒，通過玻璃棒，再耦合進入直徑為1.0mm的塑料光纖中。

圖2是光接收器結構示意圖，光探測器探測到光信號並產生感應電流，後經放大模塊兩級放大，輸入到FSK解調模塊由觸發器進行解調。解調出的信號仍含有高頻幹擾，經濾波器模塊進行濾波後，再由判決模塊進行判決
，即可還原成輸入的TTL信號。
    
              圖2 光接收器結構示意圖

以(yi)上(shang)兩(liang)種(zhong)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)方(fang)案(an)均(jun)是(shi)針(zhen)對(dui)點(dian)對(dui)點(dian)連(lian)接(jie)應(ying)用(yong)的(de)。總(zong)線(xian)型(xing)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)的(de)收(shou)發(fa)器(qi)應(ying)該(gai)是(shi)總(zong)線(xian)型(xing)的(de)，在(zai)光(guang)電(dian)轉(zhuan)換(huan)上(shang)，總(zong)線(xian)型(xing)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)通(tong)信(xin)收(shou)發(fa)器(qi)和(he)點(dian)對(dui)點(dian)型(xing)的(de)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)通(tong)信(xin)收(shou)發(fa)器(qi)相(xiang)同(tong)
，但(dan)總(zong)線(xian)型(xing)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)通(tong)信(xin)收(shou)發(fa)器(qi)是(shi)半(ban)雙(shuang)工(gong)方(fang)式(shi)工(gong)作(zuo)的(de)

，它(ta)隻(zhi)有(you)一(yi)個(ge)光(guang)信(xin)號(hao)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)端(duan)口(kou)，或(huo)者(zhe)說(shuo)它(ta)隻(zhi)有(you)一(yi)個(ge)凹(ao)頭(tou)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)活(huo)動(dong)連(lian)接(jie)器(qi)

，此(ci)時(shi)
，該(gai)凹(ao)頭(tou)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)活(huo)動(dong)連(lian)接(jie)器(qi)中(zhong)，與(yu)LED和Si-PIN相接的玻璃棒的端麵不是垂直方式，而是45°斜麵方式，這樣光束可以一分為二，一路到Si- PIN，一路到LED。圖3為總線型塑料光纖通信收發器示意圖。[page]
    
        圖3 總線型塑料光纖通信收發器

2 塑料光纖活動連接器

塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)活(huo)動(dong)連(lian)接(jie)器(qi)用(yong)於(yu)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)收(shou)發(fa)器(qi)和(he)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)的(de)連(lian)接(jie)

，通(tong)過(guo)它(ta)將(jiang)光(guang)信(xin)號(hao)耦(ou)合(he)進(jin)入(ru)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)中(zhong)。和(he)電(dian)纜(lan)連(lian)接(jie)器(qi)類(lei)似(si)

，分(fen)為(wei)凹(ao)頭(tou)和(he)凸(tu)頭(tou)兩(liang)種(zhong)結(jie)構(gou)。凹(ao)頭(tou)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)活(huo)動(dong)連(lian)接(jie)器(qi)和(he)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)通(tong)信(xin)收(shou)發(fa)器(qi)是(shi)一(yi)體(ti)，凸(tu)頭(tou)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)活(huo)動(dong)連(lian)接(jie)器(qi)連(lian)接(jie)塑(su)料(liao)光(guang)纖(xian)。

塑su料liao光guang纖xian活huo動dong連lian接jie器qi的de機ji械xie結jie構gou可ke以yi有you多duo種zhong選xuan擇ze
，因yin為wei塑su料liao光guang纖xian纖xian芯xin直zhi徑jing較jiao大da，塑su料liao光guang纖xian活huo動dong連lian接jie器qi和he目mu前qian常chang用yong的de石shi英ying光guang纖xian活huo動dong連lian接jie器qi可ke以yi完wan全quan不bu同tong
，可ke以yi仿fang照zhao目mu前qian電dian纜lan連lian接jie器qi的de結jie構gou（如SMA結構），不但做到連接損耗小，而且可以使用夾線鉗和電工刀片，很方便地在現場完成塑料光纖活動連接器散件組裝。

3 塑料光纖固定連接器

塑料光纖固定連接器用於塑料光纖和塑料光纖的連接。采用V型槽結構
，將兩根塑料光纖放置在V型槽中，用金屬材料固定塑料光纖好後，再用熱縮套管封裝好即完成了一個塑料光纖固定連接器的製作。V型槽結構的方式可以達到快速、簡便地製作塑料光纖固定連接器的目的，同時由於塑料光纖的直徑較大（1mm），連接損耗也不會大。

4 塑料光纖總線分支器

塑料光纖總線分支器用於總線型塑料光纖通信係統。如圖4所suo示shi
，任ren何he一yi個ge端duan口kou的de光guang輸shu入ru信xin號hao經jing過guo玻bo璃li棒bang的de全quan反fan射she和he玻bo璃li棒bang端duan麵mian的de反fan射she後hou
，被bei均jun勻yun地di分fen配pei到dao其qi他ta端duan口kou上shang。對dui塑su料liao光guang纖xian總zong線xian分fen支zhi器qi要yao求qiu一yi是shi附fu加jia損sun耗hao低di，二er是shi各ge端duan口kou的de均jun勻yun性xing好hao，三san是shi結jie構gou簡jian單dan
、成本低。
      
        圖4 塑料光纖總線分支器

5 塑料光纖光萬用表

塑料光纖光萬用表由一個光源、一個光功率計、一個微處理器及液晶顯示器組成。采用LED作為光源，Si-PIN作為探測器。它和目前常用的光纖光萬用表類似
，隻是使用的光波長範圍不同

，成本也不同而已。

關鍵技術

1 低成本的塑料光纖通信收發器

塑料光纖通信收發器應是具有高靈敏度
、tufaxingjieshoujihejidichengbendeguangxianshoufaqi。suliaoguangxiantongxinshoufaqideyuanlishijiaoweijiandande
，danyaoqiudianluchengbenjididetongshi，haiyaobaozhengjuyoujiaogaojieshoulingmindu
、高可靠性

、體積小。目前本係統已經實現發送端發送靈敏度-10dBm，接收端接收靈敏度為-40dBm（10E-9誤碼率）。

2 塑料光纖活動連接器

塑料光纖活動連接器的關鍵技術在於製作簡單、成本低，可以使用夾線鉗和電工刀片等簡單工具，很方便地在現場完成塑料光纖活動連接器散件的組裝。其連接損耗要小於1dB。

3 塑料光纖總線分支器

塑料光纖總線分支器是一個實現總線型塑料光纖通信係統的關鍵器件。任何一個端口的光輸入信號
，被均勻地分配到其他端口上。

它看似現在普遍采用的1×N光分支器，其實原理和功能皆不同。1×N光分支器是將一個端口的光輸入信號均勻地分配到其他端口上
，或者是將N個端口的光輸入信號集中到一個端口上
；而er塑su料liao光guang纖xian總zong線xian分fen支zhi器qi是shi要yao求qiu任ren何he一yi個ge端duan口kou的de光guang輸shu入ru信xin號hao，被bei均jun勻yun地di分fen配pei到dao其qi他ta端duan口kou上shang。它ta是shi一yi個ge半ban雙shuang工gong器qi件jian
，總zong線xian型xing塑su料liao光guang纖xian通tong信xin係xi統tong在zai正zheng常chang工gong作zuo時shi，隻zhi有you一yi個ge端duan口kou有you光guang信xin號hao輸shu出chu，其qi餘yu端duan口kou是shi輸shu入ru光guang信xin號hao。它ta配pei合he總zong線xian型xing塑su料liao光guang纖xian收shou發fa器qi使shi用yong，便bian可ke構gou成cheng總zong線xian型xing塑su料liao光guang纖xian通tong信xin係xi統tong。它ta不bu但dan要yao求qiu結jie構gou簡jian單dan
，而er且qie要yao求qiu成cheng本ben很hen低di。