塑料光纤 (POF) 技术简介

塑料光纤 (POF) 技术简介

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一、基础知识

1. 传输媒介 a. 石英光纤

b. 铜缆双绞线同轴电缆

c. 塑料光纤

d. 无线传输

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2. 网络传输形式 a. 远程网络及城域网石英以太网 ADSL网 b. 局域网及拓扑结构以太网控制网星型网环型网总线网 c. 无线网络手机网 WIFI(无线局域网 )

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3. 接入技术 a. 三网合一及 FTTH 多网合一是技术发展的必然趋势 b. EPON 及 GPON 谁是未来高速宽带网的标准？ c. 塑料光纤与石英光纤的对接技术 1) 为什么要对接 2 ）对接的方法波长转换器交换设备 ONU

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4. 基础知识概念 a. “ 最后距离”问题阻碍 FTTH的最后瓶颈 b. 解决方法及比较 FTTH FTTB+LAN ADSL FTTB+POFlan WIFI

c. 衰减的概念 dB

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对 FTTH 概念的新理解 FTTB + LAN

用塑料光纤替代铜网络线铜网络线能做到的，塑料光纤也能做到

铜网络线做不到的，塑料光纤仍能做到

石英光纤 + 塑料光纤 = 全光网即可解决最后距离问题，又可解决现有铜网络带宽问题，而且节能环保

二、塑料光纤 POF

1. POF 的研发历史塑料光纤的研制是近二十年来的事情，国外最早是美国杜邦公司在上

世纪七十年代开始研究。八十年代，日本三菱公司开发出可用于通信领域的PMMA （聚甲基丙稀酸甲酯）通信用塑料光纤，其光信号损耗参数（衰减系数）已经小于 200db/km 。（这是一个非常重要的参数，塑料通信光纤一般不能大于 200db/km ），而进入九十年代，日本的公司又开发出含氟的渐变型通信用塑料光纤，衰减系数已降至 60db/km ， 2000 年日本 ASAHI GLASS 公司开发出的氟化梯度型通信用塑料光纤，其衰减系数已降至 41db/km ，而且它的带宽（另一个重要的参数）也达到 100 兆以上，成为良好的多媒体信息传输媒介。

国内在 2006 年由中科院开发出 PMMA 通信用塑料光纤，其衰减系数已达200db/km 。 2006 年底，深圳大圣公司更是研制出衰减系数达 153db/km 的通信用塑料光纤。上述光纤都已达到了通信光纤的基本要求，可广泛应用于通信、控制、网络、照明以及对防干扰、防静电、防磁、防火等特定场所的需求。

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2. POF 的结构与传光传输介质不同，其折射率不同

POF 芯材为光密介质， POF 皮材为光疏介质

折射与反射

数值孔径 NA

通信用塑料光纤

• 芯层材料 PMMA 光纤外径 2.2mm 1.5mm• 芯层折射率 1.492 衰减 180~190db/km• 数值孔径 NA 0.5 0.3 护套颜色黑色白色自选色

• 最小弯曲半径 25mm 工作温度 -50 ~70 ℃• 皮层折射率 1.417• 护套材料聚乙烯

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塑料光纤的特点

• 芯径粗、耦合性好，不用熔接与焊接 • 重量轻，柔性好，可弯曲• 防腐蚀，防潮湿，防震防爆• 无电磁波干扰和辐射，保密性安全性及抗干扰能力极强

• 衰减为恒量，不随频率上升而增加• 能满足特定场合的要求

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• 可全面替代铜缆，节省大量铜资源• 可在弯曲状态下受力，适应建筑安装工艺，网络安装容易

• 故障率低，维护简单、成本低• 制造成本低，用途广泛是相同性能铜缆价格的一半

通信塑料光纤优势

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连接简单无需接头方便快捷

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3. POF 光网络的构成要素 a. 传输媒介 POF 选用双芯的原则 b. 网络安全卫士路由器速度慢具有管理功能 c. 网络交换设备交换机速度快交换机部分具有管理功能及VLAN技术

d. 媒体转换设备收发器（媒体转换器） e. 终端连接设备网卡 USB 网络连接器 f . 用户连接墙面盒 g. POF连接器 SMI连接器

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塑料光纤网络器件

光元件： RC—LED 比普通 LED亮光源利用率更高

光模块：内含收发光元件带有活动光纤插接口

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塑料光纤网络器件—光交换机

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塑料光纤网络器件—光交换机

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塑料光纤网络器件—光收发器

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国外进口国内生产

塑料光纤网络器件— USB 媒体转换器

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塑料光纤网络器件—光网卡

塑料光纤网络器件

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墙面盒

光纤切刀

三、 POF （塑料光纤）的应用

1 驻地网和局域网2 汽车制造及机载设备3 工业控制和监测系统4 消费电子5 国防和军事工业6 照明

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网络发展特点：• 多设备数字电视电脑数字监控数字电话数字音响智能家电 • 高带宽 adsl:2~4m 家庭网 :100M

• 多服务视讯综合服务数字监控网络游戏视频点播远程教育网络电话高清电视社区服务

1. 驻地网络及局域网

网络发展中的现实问题最后几百米问题同性能的铜网络线价格不断上升

LAN

IEEE802.3

塑料光纤在宽带网中的应用

Fiber(glass)FTTB

POF---LAN

路由器

POF光交换机

楼宇交换机

现有网络结构含有 POF的全光纤网络

宽带网Internet

Router

POF

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塑料光纤在 FTTH 中的应用

• 配合石英光纤在宽带网的末端发挥效用

塑料光纤可以解决“ 最后几百米 ”的问题

• 长距离 --- 石英光纤短距离 --- 塑料光纤

• 楼外石英光纤楼内塑料光纤共同实现宽带全光网。

2. 汽车制造及机载设备• 汽车制造音频 cd 视频播放运行控制安全保护

铁路动车控制信号大型轮船

船载网络船用控制音视频播放

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http://auto.sina.com.cn/z/chagacv8sh/index.shtml

http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%B4%F3%D0%CD%C2%D6%B4%AC&in=313&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=2&rn=1&di=2523957696&ln=22

3. 工业控制和监测系统

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设备与设备的控制连接

工业企业自动化生产线控制发电厂及变电站强磁场中的控制线路

• 传感器的信息连接• 特别适用于悬浮行程和长达 15米以上的长行程• 可将 POF做为传感器，监测目标的变化• 可通过网络传递监测图像信息

还有：

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4. 消费电子—家庭智能网络

• 战地移动网络• 战车、指挥车、坦克和装甲车信息设备连接• 屏蔽环境视频监视与录像• 具有剧烈机械震动和炮火攻击的野战环境

5. 国防及军事工业应用领域

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野战

• 战机的指挥、控制、通信、计算机、情报、监视、目标获取和侦察系统的构建• 潜艇上可以使用 POF 传感器及其数据传输系统• 舰船分布式计算机系统


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海空战

• 将成像系统、数字化地形图、以及数字化指挥、控制、通信装备连接起来，构建有效的作战系统。• 单兵穿戴式的轻型计算机系统• 要求安全、保密的办公自动化网络系统


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指挥演习单兵作战

主要特点：光纤传光、发光，不发热、不导电；只透可见光，几乎不透红外线与紫外线；光损耗小，透光性强；柔韧性好，易于加工；点线结合，艺术性强，可点发光、线发光，随意变色；柔软，可随意弯曲、造型；安全、节能、环保、免维护；防水、防紫外线；使用寿命长，使用范围广。应用领域：宾馆、剧院、夜总会等室内照明装饰；游泳池、矿井、隧道、公路等照明、标示与装饰；广告与灯箱；博物馆、展览馆、商场等文物、展品照明装饰；防爆、防水、防电等危险场合照明。

6. 照明用塑料光纤

a. 合理利用太阳光照明高楼的商业楼层采光不佳房间地下车库

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b. 室内外照明装饰

http://blog.china.alibaba.com/blog/wyh216/picture/1708736.html

c. 特定的照明光源

博物馆设备内部照明

礼品玩具节日装饰

四、塑料光纤网络构成

1. 网络布线 2. 接入及主控设备 3. 楼层设备 4. 部门设备 5. 用户设备

网络组成：

不同的小区不同的楼宇方案也会不同与具体情况相结合

a. 办公系统网络解决方案

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网络布线示意图

塑料光纤石英光纤

办公室办公室办公室办公室










楼宇主机房











楼宇主机房

垂直布线部分

垂直布线部分

水平布线部分

水平布线部分

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接入及主控设备连接示意图

楼宇主机房

塑料光纤

石英光纤中心光交换机

光路由器

服务器

楼宇安防











楼宇主机房

Internet 接垂直布线部分

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楼层及部门网络连接












楼宇主机房

部门光交换机

接水平布线

楼层光交换机

楼层弱电室

办公室

接垂直布线

接水平布线

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办公楼全光网络示意图












楼宇主机房











楼宇主机房

楼宇主机房

中心光交换机

光路由器服务器楼宇安防

部门光交换机

Internet

办公室

楼层光交换机

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说明： 1. 该应用系统中，使用双芯型通信用塑料光纤连接，其衰减要求小于 200dB/km 。 2. 路由器采用 Gbit级别的石英光纤全光路由器，通过光纤跳线与中心交换机相连，服务器安装

Gbit 光网卡并与中心交换机相连。中心交换机应具有两个 Gbit 的石英光纤 SFP 接口、两个 Gbit 电口

及二十四个 100Mbit 塑料光纤接口。 3. 楼层交换机采用 100Mbit 全塑料光纤交换机，接口数量由楼层部门数量决定。 4. 网络的段距离一般为九十米，最大不超过一百米。 5. 部门交换机可根据连网设备的数量，选用四口或八口的 100Mbit 塑料光纤交换机。台式电脑采用 100Mbit 塑料光网卡与网络连接，其他设备与网络之间采用 650nm 技术收发器进行光电转换连接

。 6. 若使用 IP 电话机，应在当地的 IP运营商注册后方能使用。 7. 多媒体 PC 与 Hi-Fi之间用单芯型塑料光纤的连接，多媒体 PC 应采用具有红光的光声卡，可以是

内置或外置的。 8. IPtv 机顶盒与高清电视的连接，可使用设备原配线缆。 9. 多媒体 PC 的视频输出与高清电视的输入应一致，可选用 HDMI 接口或 DVI 接口。 10. 高清电视可按接入条件，接入 1~3种的输入信号，通过电视机的遥控器转换。

b. 住宅楼宇全光网解决方案

宽带网

楼宇主机房


中心光交换机

光路由器

服务器

IPTV

IPTV

楼宇安防

楼宇安防

楼宇安防楼层光交换机

楼层光交换机

楼层光交换机

楼层光交换机

家庭光交换机

家庭光交换机

家庭光交换机住户

住户

住户

住户

住户

住户

说明：

1. 该应用系统中使用双芯型通信用塑料光纤连接，其衰减要求小于 200dB/km 。

2. 光路由器采用 Gbit级别的石英光纤全光路由器，通过光纤跳线与中心交换机相连，服务器安装 Gbit 光网卡并与中心交换机相连。中心交换机，应具有两个Gbit 的石英光纤 SFP 接口、两个Gbit 电口及二十四个 100Mbit 塑料光纤接口。

3. 楼层交换机采用 100Mbit全塑料光纤交换机，接口数量由楼层用户数量决定。

4. 网络的段距离一般为九十米，最大不超过一百米。

5. 家庭交换机可根据连网设备的数量，选用四口或八口的100Mbit 塑料光纤交换机。台式电脑采用 100Mbit 塑料光网卡与网络连接，其他设备与网络之间采用 650nm 技术收发器进行光电转换连接。 6.若使用 IP 电话机，应在当地的 IP运营商注册后方能使用。 7.家庭内部的网络连接，可参考多媒体网络解决方案。

说明： 1. 该应用系统中，使用双芯型通信用塑料光纤连接，其衰减要求小于 200dB/km 。 3. 楼层交换机采用 100Mbit 全塑料光纤交换机，接口数量由楼层部门数量决定。 4. 网络的段距离一般为九十米，最大不超过一百米。 5. 部门交换机可根据连网设备的数量，选用四口或八口的 100Mbit 塑料光纤交换机。台式电脑采用 100Mbit 塑料光网卡与网络连接，其他设备与网络之间采用 650nm 技术收发器进行光电转换连接

。 6. 若使用 IP 电话机，应在当地的 IP运营商注册后方能使用。 7. 多媒体 PC 与 Hi-Fi之间用单芯型塑料光纤的连接，多媒体 PC 应采用具有红光的光声卡，可以是

内置或外置的。 8. IPtv 机顶盒与高清电视的连接，可使用设备原配线缆。 9. 多媒体 PC 的视频输出与高清电视的输入应一致，可选用 HDMI 接口或 DVI 接口。 10. 高清电视可按接入条件，接入 1~3种的输入信号，通过电视机的遥控器转换。

C.家庭套装系统分析宽带网

Internet 石英光纤

塑料光纤

HDMI 或 DVI 连线楼宇或楼层 POF 光交换机

家庭四口或八口POF 光交换机

台式电脑

笔记本电脑

高清电视

多媒体 PC

IP CAMERA

有线电视

CATV

HI-FI

IP 电话 IP TV 机顶盒

办公室基本设备可扩展设备

台式电脑笔记本电脑

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家庭智能网络连接示意图

常用网络性能比较

ADSL 双绞线石英 GOF塑料

POF 无线

抗干扰能力差差强强很差

安全稳定性较差较差强强差

价格较便宜便宜高适中便宜

普及性较好较好差好好

易维护性较差差差好好

易安装性一般一般困难容易容易

世界塑料光纤市场规模 / 百万美元

（美国 IGI Consulting Inc. ）

五、 POF 产业的目前状况

国际塑料光纤市场份额三菱

东丽

旭硝子

其它

三菱公司占 62%

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目前国内已达到产业化生产，衰减低于 200 dB/km

其它厂家产业化生产的 POF因光损耗暂时达不到要求，可用于照明装饰、跳线等，目前尚不能用于通信领域，希望早日产业化。

国内 POF 产业化状况

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大

中

三

菱东

丽

光纤衰减测试 (dB/km)

大中： 184叁菱： 164东丽： 174

我们的目标

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打破外企垄断，发展民族工业建立大规模生产基地，计划日产超百万米，满足市场的需求。与同业厂商共同开发国内市场可共同合作开发网络设备，推进塑料光纤网络及系统的应用替代铜五类线网络电缆铜资源是有限的，而且价格在不断的上升。

感谢以下单位的大力支持和帮助！

• 中科院理化技术研究所• 北京邮电大学• 中国科技大学• 上海市通信学会

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塑料光纤中国市场展望• 正在兴起的塑料光纤市场包括汽车、工业控制、安防、消费电

子、电力控制，每一个领域都拥有庞大的市场空间。• 我国每年在建建筑面积约 20亿平方米，新增建筑面积约 5~10亿平方米，新增网络端口数约 1000万个。市场规模可达到 100亿（未含旧房改造）。

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六、塑料光纤的发展方向• 减小衰减• 增大通信距离• 发展特种塑料光纤• 光模块和器件国产化、产业化

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结论• 塑料光纤（ POF ）防磁、防震，易安装抗干扰、保密性强、安全可靠• 塑料光纤（ POF ）及其应用技术以其独有的

特点，在自动控制、机载设备、国防工业、综合布线、局域网络、多媒体应用及视频综合服务中，将具有更加广阔的发展前景。

• 应用广泛道路曲折协作开发合作共赢

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谢谢各位 !

塑料光纤制造和应用提供商

联系人：李进兵 TEL ：13923850451

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