塑料光纤在通信网中的应用

˙km。为了保证良好的连接性能，NA 值不能再小。多模梯度光纤的带宽与光纤的折射率剖面、光源的谱宽和入射孔径有关。当光纤具有接近于抛物型的最佳折射率剖面时，光纤的色散最小，可以获得最佳的带宽性能。因材料色散较大，在650nm 波长的带宽仅为3GHz˙100m。全氟化渐变型塑料光纤在650nm 波长的带宽大约是PMMA渐变型塑料光纤的3 倍。材料在近红外区的色散较小， 全氟化渐变型塑料光纤在1300nm 波长的带宽可以达到100GHz˙100m，比石英多模光纤的带宽更高。

1.4 温度特性

塑料光纤耐热性能差是一大缺点，这主要是因为塑料本身的熔点低。在通信过程中，较高的环境温度影响了GI-POF 的折射率分布形状是否稳定， 从而影响塑料光纤的性能。目前试验中PMMA POF 连续200小时在85°C 状态下损耗增加小于0.15dB/m， 常温下连续工作150 小时损耗增加小于0.02~0.035dB /m，稳定度接近200~700 个小时。对于商用的梯度聚合物光纤，可工作于-40~85°C 的温度范围，长时间地加热到70℃而不会对光纤截面的折射率分布线型造成影响，同时也不会影响到光纤的带宽和传输损耗。

2 塑料光纤在通信网中的应用

2.1 塑料光纤全光网络传输系统

目前已经开发研究出用于650nm 塑料光纤的通信网传输系统，该系统采用渐变型塑料光纤(GI-POF)为传输介质，其纤芯直径980μm，包层直径100μm，系统工作波长为650nm，传输信息速率l00Mb/s，传输距离可达100m 以上。该系统解决了通信系统全光网络中“最后一公里”的瓶颈，使光信息流在网络传输和交换时始终以光子的形式存在，为光纤到桌面、到用户、到终端提供了一种比较理想的技术支撑[3]。图1 为650nm 塑料光纤传输系统组成全光网络框图， 主要由650nm 光以太网交换机、650nm 光网卡、650nm 光中继器、650nm 塑料光纤光缆和塑料光纤连接器等组成。光波长转换器是以两片交换芯片为核心组成的光波长转换系统， 可分别将650nm 波长的光信号转换为850nm 波长、或l3l0nm 波长、或1550nm 波长的光信号，实现不同工作波长系统间信号的转接。光中继器的核心部件是两个光收发模块，POF 收发模块由光发送机、光接收机和连接器组成。

2.2 塑料光纤在语音电路中的应用

光纤语音电路由光发射电路、塑料光纤和光接收电路三部分组成，其工作原理是：音频信号最初为声波，由发送器的电子麦克风转换为电信号，此信号由LM358 组成的音频放大器放大，并且借助于一个单独的晶体管控制LED 的端电压，将电信号转换为光信号送入光纤或光缆。在光纤或光缆的另一端，光信号照射到接收器的光电检测器上再将其转换为电信号，此信号被放大并送入扬声器转换为声波恢复为原始信号[4]。

2.2.1 发射器电路板

此电路主要是把音频信号经麦克风转换为电信号，电信号经滤波器和多级放大器把微弱的电流信号转换为适合半导体二极管发光的电压信号，在晶体管的调制下把电信号转换为光信号送入光纤中进行传输。在发射器电路上有一个话筒和调制LED 发光的线路。LED 装在塑料壳中以便于连接光纤或光缆进行发送信号。在实验室里，设计操作可以使用200m 的塑料光纤传送语音信号，也可以使用玻璃光纤在更远的距离内通信。

2.2.2 光电接收器电路板

在接收器电路板上通过光电检测器把光纤传输的微弱光信号转换为电信号，经电容滤波、运算放大器放大，把电流信号转换为电压信号，放大到适合扬声器输出的电压，恢复原始的语音信号。3 结束语

塑料光纤以低成本、轻重量、耐震动和便于安装使用等优点逐渐进入千家万户，已经成为实现短距离通信网络的理想传输介质。在实验室研究、下一代短距离光传输系统、智能网络、办公自动化和工业控制等通信网的数据传输中具有重要的地位和广阔的开发应用前景。