一．前言

塑料光纖（POF）是指構(gòu)成光纖的芯層與包層的材料都是塑料。與大芯徑50/125um和62。5/125um的石英玻璃多模光纖相比，塑料光纖的芯徑高達(dá)200~1000um，其接續(xù)時(shí)可使用不帶光纖定位套筒的便宜注塑塑料連接器，即使是接續(xù)中芯對(duì)準(zhǔn)產(chǎn)生±30um偏差都不會(huì)影響耦合損耗。正是塑料光纖結(jié)構(gòu)賦予了其施工快捷，接續(xù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。另外，芯徑200um或更大則能消除在石英玻璃光纖存在的模間噪音。

二．塑料光纖的優(yōu)點(diǎn)

塑料光纖的發(fā)展主要圍繞著降低光損耗、提高帶寬、提高耐熱性這三個(gè)主題上。目前，這三個(gè)方面的技術(shù)都已趨于成熟，使得塑料光纖在短距離通信中開始得到廣泛應(yīng)用。塑料光纖與石英玻璃光纖相比，雖然光損耗差一些，初期一般為200db/km，但它具有輕而柔軟、抗撓曲、抗沖擊、強(qiáng)度高、價(jià)格便宜、搞幅照、易加工，并能制成大直徑（1~3mm），以增大受光角度，擴(kuò)大使用范圍等一系列優(yōu)點(diǎn)，所以備受青睞。此外，光通過塑料光纖的中心部分的直徑約為1mm，比石英光纖大100倍，與纖維之間的連接及與終端裝置的連接都十分容易。因此塑料光纖安裝費(fèi)用很低，安裝時(shí)采用十分簡(jiǎn)單的對(duì)準(zhǔn)連接插頭即可。

塑料光纖的最大優(yōu)點(diǎn)就在于價(jià)格低、柔韌性好、加工容易、操作簡(jiǎn)便、壽命長(zhǎng)、重量輕，因而在短距離傳輸中具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

電纜、石英光纖和塑料光纖都可以應(yīng)用于短距離傳輸，而在信息傳輸中哪一種傳輸介質(zhì)的優(yōu)勢(shì)更明顯？在短距離接入上，石英光纖綜合成本較高，目前即使在石英光纖技術(shù)高度發(fā)展的美日歐仍然沒有大規(guī)模接入到桌面和入戶，其價(jià)格和接入技術(shù)難度是用戶難以接受的兩個(gè)因素，石英光纖由于材料脆性以及彎曲性能不好，并不適合多點(diǎn)接入。雖然塑料光纖在傳輸速度方面會(huì)有所降低，但塑料光纖在用戶駐地網(wǎng)中安裝簡(jiǎn)便、易于維護(hù)、配套成本低。據(jù)分析，塑料光纖接入網(wǎng)的綜合成本要比石英光纖低三1/3左右，而從帶寬上來看，塑料光纖比現(xiàn)在的銅纜高十倍以上，所以，塑料光纖更適合于多接點(diǎn)系統(tǒng)。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，在桌面接入上，多種方式可能會(huì)同時(shí)存在，在不同的場(chǎng)合中滿足不同的需求。接入系統(tǒng)的未來市場(chǎng)非常大，不是說哪種方式要取代另外一種方式，而是在這個(gè)市場(chǎng)中大家都在看誰能得到更多的份額，誰的技術(shù)能更為人們所接受。同時(shí)，市場(chǎng)上也不排除新技術(shù)的出現(xiàn)。而作為信息傳輸?shù)男陆橘|(zhì)，塑料光纖在光纖到戶、光纖到桌面的短距離接入中有比較大的成本優(yōu)勢(shì)，因此現(xiàn)在被認(rèn)為是未來全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向。

應(yīng)該看到，聚合物光纖在用戶駐地網(wǎng)的應(yīng)用是一個(gè)巨大而復(fù)雜的系統(tǒng)工程，包括了聚合物材料。聚合物加工成型，光電子元件、信息網(wǎng)絡(luò)、精密檢測(cè)與控制等，迄今我國(guó)僅僅在某些關(guān)鍵技術(shù)有了突破。要取得根本性突破，必需有更多大型企業(yè)參與，走大工業(yè)的發(fā)展道路。筆者三年前去日本考察時(shí)，日本NTT等大公司早已在向光纖到戶進(jìn)軍了。日本的塑料光纖研究與生產(chǎn)，跑在世界的前列。我國(guó)的塑料光纖產(chǎn)業(yè)化，除了大公司的參與外，還需要盡快制定屬于我們自己的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，讓塑料光纖今后的路走得更好。

三．塑料光纖的關(guān)鍵技術(shù)

筆者在五年前得到上海市科委的支持，開始了塑料光纖的研究，并研制出損耗為150db/nm塑料光纖。從現(xiàn)階段的研究來看，塑料光纖面臨著兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問題：一是找到新的透光材料和包皮材料。高質(zhì)量的塑料光纖要求芯材的透明度和折射率越高越好，而皮層折射率要小于芯材，且越小越好。二是研究如何控制塑料光纖芯材聚合物的分子量、均勻性和提高塑料光纖的透明度，從而進(jìn)一步提高光的傳輸效率，降低光損耗。目前，世界各國(guó)都對(duì)這兩個(gè)技術(shù)問題展開研究。一旦這兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)得到突破，并實(shí)現(xiàn)低成本產(chǎn)業(yè)化，那么，塑料光纖將一舉打破石英光纖的壟斷地位，并逐漸取代石英光纖。

研究表明，塑料光纖透光性能差的主要原因在于樹脂內(nèi)的碳?xì)浣Y(jié)合吸收了近紅外波長(zhǎng)。全氟樹脂材料不含氫元素，不會(huì)吸收近紅外波長(zhǎng)，已用于塑料光纖生產(chǎn)，同時(shí)，由于其具有的環(huán)狀結(jié)構(gòu)是非晶質(zhì)的，因此可見光的透光率可達(dá)95％以上。

四．POF在FTTH、工業(yè)以及國(guó)防等領(lǐng)域中的應(yīng)用

由于POF具有通信容量大、不放射電磁噪音、質(zhì)量輕、連接方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此已在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用。POF作為短距離通信網(wǎng)絡(luò)的理想傳輸介質(zhì)，在未來通信智能化和辦公自動(dòng)化中也將得到廣泛應(yīng)用。

據(jù)新華網(wǎng)報(bào)道，江蘇華山光電有限公司與總參六十三所共同開發(fā)研制的“650nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)”已通過信息產(chǎn)業(yè)部科技成果鑒定。該項(xiàng)成果突破了信息傳輸“最后一公里”瓶頸，使電視網(wǎng)、電話網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)“三網(wǎng)合一”較快成為現(xiàn)實(shí)。

下圖為650nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)全光網(wǎng)絡(luò)組成方框圖。POF650nm光交換機(jī)主要面向部門級(jí)交換需要，提供16個(gè)100M端口，使用650nm POF作為傳輸媒介，可為軍隊(duì)、機(jī)關(guān)、研究所、軍事院校等的辦公自動(dòng)化，為海軍艦船的數(shù)據(jù)交換，為空軍機(jī)載設(shè)備之間的的數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍峁┚W(wǎng)絡(luò)服務(wù)，更可為地方政府部門、中小企業(yè)、教育行業(yè)等提供遠(yuǎn)距離高速以太網(wǎng)連接。

“650nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)“研究成果，在全球領(lǐng)先解決了通信系統(tǒng)全光網(wǎng)絡(luò)中“最后一公里”的瓶頸，使光信息在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸及交換時(shí)始終以光的形式存在。為光纖到桌面和光纖到終端提供了一種比較理想的技術(shù)。該系統(tǒng)中用的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器，其造價(jià)是十分便宜的。

所謂“最后一公里”瓶頸，是指隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，原有的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸用的以銅為導(dǎo)體的電接入方式，讓光信息流進(jìn)入終端前一刻不得不變成了電信息流，而使得信息傳輸速度大為降低。例如，目前寬帶網(wǎng)速理論上可達(dá)到100Mb/s，但實(shí)際受到傳輸介質(zhì)的限制，最多為10 Mb/s。此外，以銅為導(dǎo)體的接入方式保密性差、容易受干擾、被切聽、成本高。為此，目前世界各國(guó)正在研究，開發(fā)用于廣大用戶接入網(wǎng)上的光纖通信系統(tǒng)。

上圖所示系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)以650nmPOF為傳輸介質(zhì)的光纖通信系統(tǒng)，可讓寬帶網(wǎng)速實(shí)現(xiàn)真正的100 Mb/s，相對(duì)于五類線銅纜系統(tǒng)具有傳輸頻帶寬、保密性能好、抗干擾能力強(qiáng)、防雷擊、韌性好等特點(diǎn)。中國(guó)工程院副院長(zhǎng)鄔賀銓院士表示：“650nm塑料光纖傳輸系統(tǒng)”具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為光纖到桌面的局域網(wǎng)傳輸接入提供了新的接入方案，為FTTH提供了一種新的方案。

五．塑料光纖的市場(chǎng)前景

目前塑料光纖在我國(guó)的應(yīng)用場(chǎng)合有：室內(nèi)裝飾、水景照明、溶洞照明、易燃易爆場(chǎng)合、太陽光的利用。此外，塑料光纖在工業(yè)，特別是汽車工業(yè)、農(nóng)業(yè)及國(guó)防建設(shè)中也得到了大量的應(yīng)用。
網(wǎng)絡(luò)成本的降低、性能的提高、數(shù)字傳播技術(shù)的引入、電磁干擾的減少以及塑料光纖標(biāo)準(zhǔn)的制定與完善都使得塑料光纖在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國(guó)防建設(shè)中得到大量應(yīng)用，并推動(dòng)著塑料光纖產(chǎn)業(yè)逐漸成為光通信的主流產(chǎn)業(yè)。目前，塑料光纖主要應(yīng)用于低速、短距離的通信傳輸中。

由于塑料光纖具有通信容量大、不放射電磁噪音、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，因而在汽車制造工業(yè)中得到廣泛使用。寶馬公司已在其最新產(chǎn)品中使用塑料光纖，用于汽車制造系統(tǒng)的通信。
在工業(yè)控制總線系統(tǒng)中，通過轉(zhuǎn)換器，塑料光纖可與RS232、RS422、100 Mb/s以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口連接，從而在惡劣的工業(yè)制造環(huán)境中提供穩(wěn)定、可靠的通信路線，高速傳輸工業(yè)控制信號(hào)和指令，避免了因使用金屬電纜線路受干擾而導(dǎo)致通信中斷的危險(xiǎn)。

通過塑料光纖，我們可實(shí)現(xiàn)智能家電（家用PC、HDTV、電話、數(shù)字成像設(shè)備、空調(diào)、冰箱、音響系統(tǒng)、廚用電器等）的聯(lián)網(wǎng)，達(dá)到家庭自動(dòng)化和遠(yuǎn)程控制管理，提高生活質(zhì)量；通過塑料光纖，我們可實(shí)現(xiàn)辦公設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)，如計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)并行處理，辦公設(shè)備間數(shù)據(jù)的高速傳輸可大大提高工作效率，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程辦公等。在低速局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)速率小于100Mb/S時(shí)，100m范圍內(nèi)的傳輸用SI型塑料光纖即可實(shí)現(xiàn)；150 Mb/s 50m范圍內(nèi)的傳輸可用小數(shù)值孔徑POF實(shí)現(xiàn)。POF在制造工業(yè)中可得到廣泛的應(yīng)用。通過轉(zhuǎn)換器，POF可以與RS232、RS422、100 Mb/S以太網(wǎng)、令牌網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口相連，從而在惡劣的工作制造環(huán)境中提供穩(wěn)定、可靠的通信線路。能夠高速地傳輸工業(yè)控制信號(hào)和指令，避免因使用金屬電纜線路而受電磁干擾導(dǎo)致通信傳輸中斷的危險(xiǎn)。

塑料光纖作為短距離通信網(wǎng)絡(luò)的理想傳輸介質(zhì)，在未來家庭智能化、辦公自動(dòng)化中也將得到廣泛應(yīng)用。在Internet服務(wù)中，塑料光纖由于重量輕且耐用，因而被用來將車載機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)和控制系統(tǒng)連接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，將微型計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備、移動(dòng)電話、傳真等外設(shè)納入機(jī)車整體設(shè)計(jì)中，旅客可通過塑料光纖網(wǎng)絡(luò)在座位上享受音樂、電影、視頻游戲、購物。當(dāng)塑料光纖在傳輸距離不超過100m時(shí)，其傳輸速率能達(dá)到11Gb/s，因此在互聯(lián)網(wǎng)短距離傳輸中可以用塑料光纖代替雙絞線和同軸電纜，從而保證了互聯(lián)網(wǎng)中短距離的大容量通信。

在單兵作戰(zhàn)系統(tǒng)中，重量輕、可撓性好、連接快捷的塑料光纖，被用于士兵穿戴式的輕型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。塑料光纖也被用在飛機(jī)、戰(zhàn)艦、導(dǎo)彈等高科技智能武器的控制系統(tǒng)中。

隨著科技的發(fā)展，塑料光纖的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，其市場(chǎng)的發(fā)展會(huì)越來越廣闊。國(guó)外在塑料光纖的應(yīng)用開發(fā)上已取得了較大的成果，且不斷在加大新的應(yīng)用研究投入，在韓國(guó)、中國(guó)以及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)已經(jīng)有廠商開始投入研發(fā)生產(chǎn)，因此產(chǎn)業(yè)更應(yīng)就塑料光纖的研究和發(fā)展予以密切注視。深圳大圣光電技術(shù)有限公司在塑料的研制和生產(chǎn)方面已取得很大進(jìn)展，目前在國(guó)內(nèi)外已有較大的市場(chǎng)?？傊S著科技的高速發(fā)展，塑料光纖的應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)越來越廣，必將給光通信帶來一場(chǎng)新的革命。

文章編輯：CobiNet(寧波)，本公司專注于電訊配件,銅纜綜合布線系列領(lǐng)域產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)七類,六類,超五類屏蔽網(wǎng)線雙絞屏蔽線及相關(guān)模塊配件,歡迎來電咨詢0574 88168918；

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