氟化渐变型聚合物光纤的发展

氟化渐变型聚合物光纤的发展摘要本文详细描述了氟化渐变型聚合物塑料光纤(PFGI-POF)的最新发展成果,它的发展不仅仅是对减少光纤直径波动而造成的低衰减和低相关损耗的挑战，而且最新的PFGI-POF技术被应用于办公局域网以及家用网络.1、引言氟化渐变型聚合物塑料光纤(PFGI-POF)作为AsahiGlass公司的品牌产品Lucina具有很大的商业应用前景，PFGI-POF为前景发展提供了一种完全不同于玻璃光纤的新型光纤，它基于以PMMA为技术的塑料光纤(常规型POF),常规型POF有很大的纤芯以及很好的延展性,在使用时体现简便的应用性和很低的损耗，但是光源波长却被限制在650nm，短距离传输不能超过50m,这就使得常规型POF的应用非常有限.除此以外,多模玻璃光纤(MMF)和单模玻璃光纤(SMF)很好的传输带宽和传输距离，但是由于纤芯很小，实现起来很困难并且费用很高.PFGI-POF的分子结构中没有碳水化合物(CH)和水晶物质，使其在650nm-1300nm的波长范围内具有良好的透明度[1].[2]除此以外，相比玻璃光纤它拥有渐变型结构和很低的材料色散，使其比多模玻璃光纤拥有更高的带宽[3].Lucina出品的120微米光纤操作简单，成本较低,并且与局域网设备兼容.PFGI-POF预计在下一带配线的基础上应用于办公局域网，存储区的网络和家庭网络根据用户间的访问权限管理,传输带宽在100Mbps---10Gbps,PFGI-POF具有很突出的优点;a高的传输带宽，即100m内的传输可达10Gbps[4],[5]利用1000base-SX的无线电接受器,可在200m内达到1.24Gbps;b在850nm—1300nm的波长范围内对多模玻璃光纤商用SC型无线电接受器具有很好的操作性，并对快速千兆以太网提供了路径、多分支、服务和终端设备等功能，以及125Mbps—2Gbps光纤通道;400Mbps--3.2Gbps的IEEE1394（S400长）;156Mbps--622Gbps的异步传输系统（ATM）.[6]c相比玻璃光纤,它拥有简便的连接安装操作、低廉的工具、很好的延展性，这使它的布线结构的成本远远优越于玻璃光纤.本文将详细描述最新的技术发展和预先赔线应用技术.2、 对损失限制减少衰减的挑战如图2所示，尽管考虑到搀杂物的影响,PFGI-POF仍然显示出很小的驱散电压V，本质上PFGI-POF的损耗的估值是根据光驱散方法和吸收强度（850nm内为13Db/km）,但是PFGI-POF的衰减比计算值大,为了研究实际情况和潜在情况的不同结果，差分模式衰减被引入PFGI-POF的分析方法中.可以肯定的是大的衰减能够被测量,当光射入光纤中心的区域时，过剩的损耗来自剩余的能量和很小的一部分其它能量，好的筛选性能和实验条件的改善以及材料的机制性能就用来剔除剩余的能量和其它能量的影响.

U—ESKtscv+Jc-gc'co+JHwos2.0E-051.8E-Q51.6E-0514E*05L2E*051.0E~058.OEP6U—ESKtscv+Jc-gc'co+JHwos2.0E-051.8E-Q51.6E-0514E*05L2E*051.0E~058.OEP66.0E-064.0E-062.0E-06Q.OE+W0 20 40 60 80 100 120scatteringangle(deg)图1驱散强度140Wavelength(nm)(姜、83版二骂版4w图2PFGI-POF衰减光谱3、降低光纤间的接口损耗简便和低连接损耗只是PFGI-POF的一个特征，光纤间的接口损耗可以借助一个低成本的塑料外层测量，光源可以是波长为850nm的二极管（LED），连接损耗由以下部分组成；（1） 包层引起的外径变化（2） 同轴的包层（3） 包层内径的最小化（4） 光纤内芯与包层的离心率塑料外层作为光输入系统的一部分，相对对陶瓷外层其内径和外径具有较大的波动，在本例中使用塑料外层光纤，对其内外层间的接合程度和离心率要求很高。虽然光纤的半径已经是500口m，但仍然需要对人造光纤进行优化，使其仅有+/-3口m的变化范围从而成功实现0-0.44dB的连接损耗。图3光纤间的连接损耗4、应用技术的发展不久的将来，宽带的改革将在预置布线领域有更大的成就，为宽带改革的预置布线需要有千兆比特的速率，原因如下；（a）每一个技术应用例如数字电视、BS、CATV、远程通信和计算机间的数据传输可以通过IP地址载入。几年后，预置布线的每个应用将分为虚拟光缆、电话线、非屏蔽双绞线（UTP）。下一代的布线需要几百兆的带宽来传输这些应用技术。（b）电子商务和数据库需要巨大的空间传输比特流，千兆比特率的布线将连接众多用户，许多存储空间和光纤通道连接企业、大学、公共部门、服务提供商以及小型办公和家庭办公o（c）宽带的改革将为人们提供实时数字化会议，数据交换将会显示出更高的精确度和更大流量，即使在50英尺的距离也可以通过千兆比特率的布线和预置网络进行数据交换。高质量的实时电话会议让我们感觉如同真实会议一样，即使在阿姆斯特丹，也可以用实时电话与远在东京的同事开会，这样就节省了从阿姆斯特丹到东京的旅费和时间。相对与远程和海底光缆，预置布线更具市场前景，讨论到下一带预置布线，和千兆比特带宽一样，布线工程的成本仍旧是一个关键的问题。要减少布线工程的成本就必须使得连接更为简单，因为预置布线会有很多的连接点。lOGbpsEnterconnection(1-lOGbps)StongeAreaNetworks(125M-2Gbps)HomeNetworks(1OOM^.2<rbps)GigabitEtherrnei(1.24Gbps)FastEthernet(100Mbps)100m 200m图4PFGI-POF标准接收器的应用领域PFGI-POF是超过千兆比特预置布线的最好备选技术，相比多模玻璃光纤所用的调制式连接器，PFGI-POF可以大幅度的降低成本，并且不用借助昂贵的工具就可以在一分钟内完成连接。在日本，由于以太网的费用和适用性，广泛应用于办公局域网以及家用网络，以太网将会作为标准的虚拟网用于办公局域网以及家用网络，所以为因特网服务提供商和应用技术提供商组建了许多数据中心，这些数据中心网络被称作存储区域网络，光纤通道在千兆比特率的基础上获得了一个标准形式的虚拟网，PFGI-POF能够与这些无线电接收器、千兆以太网和光纤通道的设备有很好的兼容性。除此以外，PFGI-POF有很好的延展性简易的光纤终端设备，所以新的布线方法就是在建筑成型时用接线盒（5cm宽*3cm高*32cm长）的方法将多条光缆和双条光缆接连起来，这种方法使得在对建筑重新布线时很方便，这种方法很先进，它没有多模玻璃光纤（MMF）和单模玻璃光纤（SMF）所用的大型接线盒。凭借自己的优点，PFGI-POF已经在办公局域网的领域中开创了很多安装使用和技术应用的例子，例如数据中心的布线、家用网络尤其是公寓大楼网络。宽待的改革要求有超越千兆比特率的预置布线，然而铜制光缆却不能传输千兆比特率的数据，也不能保持简易的连接方法。考虑到玻璃光纤的昂贵连接费用和布线工程的预置布线甚至要接入到台式机时，玻璃光纤就被称作“不切实际的”。PFGI-POF为下一带预置布线提供了一个解决方法，使得连接更加简易，布线更加简单，更高带宽的千兆比特率。参考资料Y.Koikeet