三網(wǎng)融合下的塑料光纖接入系統(tǒng)

中國注塑網(wǎng)

2010年1月13日國務(wù)院總理溫家寶主持召開國務(wù)院常務(wù)會議，決定加快推進(jìn)電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合。會議指出，我國目前已基本具備進(jìn)一步開展三網(wǎng)融合的技術(shù)條件、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)和市場空間，加快推進(jìn)三網(wǎng)融合已進(jìn)入關(guān)鍵時期。要著眼長遠(yuǎn)，統(tǒng)籌規(guī)劃，確定合理、先進(jìn)、適用的技術(shù)路線，促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、業(yè)務(wù)應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、監(jiān)督管理等各項工作協(xié)調(diào)發(fā)展，探索建立符合我國國情的三網(wǎng)融合模式。因此，“三網(wǎng)融合”成為了業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)，如何有效地推動三網(wǎng)融合發(fā)展也是當(dāng)前業(yè)界探討的熱點(diǎn)。　　接入網(wǎng)絡(luò)是用戶感知三網(wǎng)融合的橋梁，在三網(wǎng)融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下用戶的帶寬需求已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過現(xiàn)有接入模式所能提供的帶寬，隨著光纖以及相關(guān)光器件的價格不斷降低，可以采用FTTH（FiberT.TheHome，光纖到戶）來組建接入網(wǎng)以滿足日漸增長的帶寬?！　〉?，我們也應(yīng)看到，目前通信系統(tǒng)所用的光纖通常為石英光纖，它存在連接難度大、生產(chǎn)成本高、系統(tǒng)安裝及維護(hù)費(fèi)用高等問題，這些問題阻礙了光纖接入的進(jìn)一步推廣。塑料光纖作為一種新型材料光纖，因其較柔軟、容易安裝和維護(hù)正在逐漸引起業(yè)界的關(guān)注?！　∥锊牧蠟槔w芯和低折射率的聚合物材料為包層所構(gòu)成的光纖，因為可以利用聚合物成熟的簡單拉制工藝，故成本比較低，且比較柔軟，堅固，結(jié)構(gòu)較粗（約達(dá)1mm）。塑料光纖傳輸光信號的原理和石英光纖一樣，也是利用光的全反射原理，只要光線射入的角度合適，那么這束光線就會在光纖內(nèi)部不停地進(jìn)行全反射而傳向另一端。從可以看出，塑料光纖的傳輸損耗在200dB/km左右，較石英光纖高，不適宜長距離傳輸，比較適合短距離、中小容量的接入系統(tǒng)?！　〔ㄋ芰瞎饫w具有良好的耐熱性能，目前商用的塑料光纖工作溫度范圍在-40弋~85弋之間，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，長時間加熱到70丈不影響光纖的帶寬和傳輸性能。此外，塑料光纖的抗彎曲和拉伸能力都很不錯，它的允許彎曲半徑小，能夠十分方便地安裝在光纖分線箱中，非常適合于應(yīng)用在接入網(wǎng)的室內(nèi)布線系統(tǒng)?！　∷芰瞎饫w作為一種新型材料光纖，盡管具有很多的優(yōu)點(diǎn)，但也存在很多實際問題。本文根據(jù)調(diào)研，提出一種基于現(xiàn)有塑料光纖商用產(chǎn)品的接入系統(tǒng)，供業(yè)界相關(guān)研究人員探討?！　∧壳?，制作商用POF主要的材料有兩類：一類是聚甲基丙烯酸甲脂聚合物（PMMA）；另一類是全氟樹脂（PF）。兩者的傳輸特性有所區(qū)別，需要選擇不同的設(shè)計方案?！　?.1基于PMMA型塑料光纖的收發(fā)器PMMA型塑料光纖的低損耗窗口如所示，在580nm、650nm和780nm附近，可以選擇廉價的大功率LED作為光源。LED是一種無噪聲光源，且有很高的可靠性和壽命。同時，LED的成本很低，是代替昂貴的激光器光源的首選器件。自從1992年，貝爾，它在650nm1 310nm波段內(nèi)具有良好的透光性，損耗極限與石英光纖類似。PF型塑料光纖的帶寬在1310nm可達(dá)100GHz（100m）比多模石英光纖的帶寬寬。目前PF型塑料光纖比PMMA型塑料光纖成本高，商用化不多，但是隨著FTTH普及率的提高，PF型塑料光纖在生產(chǎn)和銷售上有較大的降價空間，在不久的將來會有應(yīng)用的前景。　　成本和維護(hù)成本都較低。缺點(diǎn)在于塑料光纖的傳輸距離較短，組網(wǎng)范圍較小。在方案2中，在ONU前端接入收發(fā)器，將石英光纖轉(zhuǎn)換為塑料光纖給后端ONU使用。這個方案只需在用戶端加入一個收發(fā)器即可實現(xiàn)塑料光纖的接入，有利于塑料光纖的入戶，對施工人員的技術(shù)要求不高。如將ONU和塑料光纖收發(fā)器集成為一體，還可減少系統(tǒng)中有元器件的數(shù)量，減少故障點(diǎn)?！　〔ㄩLPF型塑料光纖的損耗窗口塑料光纖連接器是塑料光纖系統(tǒng)不可缺少的基本無源器件，主要用于實現(xiàn)系統(tǒng)中設(shè)備間、設(shè)備與儀表間、設(shè)備與光纖間以及光纖與光纖間的非永久性固定連接。與石英光纖相比，由于塑料光纖芯徑大（直徑一般在0.3mm~3mm），連接精度不是很苛刻，所以塑料光纖連接器結(jié)構(gòu)簡單，種類多。目前，其連接多采用注塑的連接器，直接將塑料光纖插入，下圖所示的為插拔式和卡口式塑料光纖連接器。目前市場上的POF產(chǎn)品作為低成本分布型網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)，已能滿足lMb/S以上50m100m距離實時傳輸?shù)囊??！　∷芰瞎饫w連接器光纖分路器/耦合器是光接入網(wǎng)的基本器件。目前，基于石英光纖的分路器/耦合器技術(shù)早已成熟，各種技術(shù)的耦合器都已商品化。塑料光纖耦合器的研究也在不斷進(jìn)行，因為聚合物光纖是有機(jī)高分子材料，具有芯徑大、包層薄、軟化溫度低等特點(diǎn)，塑料光纖分路器/耦合器的制備方法一般采用熔融拉錐的方法。目前，上?？甸煿馔ㄐ偶夹g(shù)有限公司已有1x2，2x2，1x3，3x3，1x4，4x4，1x8，8x8等系列塑料光纖耦合器產(chǎn)品，工作波長為650nm 850nm波長，支持工業(yè)，醫(yī)療，汽車，航空，以太網(wǎng)通信等各種應(yīng)用?！　?基于塑料光纖的光纖接入系統(tǒng)考慮到現(xiàn)有接入系統(tǒng)都是采用石英光纖作為傳輸介質(zhì)，我們設(shè)計兩種塑料光纖的應(yīng)用方案，如所示?！　≡诜桨?中，遠(yuǎn)端分路器直接采用塑料光纖分路器，這樣就需要在光纖分路器前加一個收發(fā)器用于將石英光纖轉(zhuǎn)換為塑料光纖。后端ONU與分路器的連接就直接采用塑料光纖進(jìn)行互聯(lián)。這個方案的好處就在于接入設(shè)備全采用塑料光纖設(shè)備，系統(tǒng)的建設(shè)（上接第181頁）交換網(wǎng)系統(tǒng)為三級網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由邊緣交換網(wǎng)輸入級、中央交換網(wǎng)和邊緣交換網(wǎng)輸出級組成。中心網(wǎng)由16個8k單T網(wǎng)單元組成，每2個8k單T網(wǎng)單元合放在一塊單板上，該單板稱為中心網(wǎng)單元板（CNU板），完成128k網(wǎng)的中央交換，即完成業(yè)務(wù)交換網(wǎng)的第二級交換。邊緣網(wǎng)由64個4k單T網(wǎng)單元組成，每8個4k單T網(wǎng)單元合放在一塊單板上，該單板稱為邊緣網(wǎng)單元板（SNU板），完成128k網(wǎng)的邊緣級交換，其中4個構(gòu)成一級交換網(wǎng)，另4個構(gòu)成三級交換網(wǎng)?！　。ㄉ辖拥?88頁）