与电缆比拟，作为传输介质，光纤具有很多长处，然则通俗通信用的石英光纤连接难度大年夜、成本昂贵、安装保护费用高，不克不及广泛应用于短距离数据通信或桌面数据连接。塑料光纤不只具有光纤的长处，并且其直径一般在0.3～3mm，大年夜的直径宜于连接，光的耦合效力也较高，同时还兼有柔嫩、抗曲折、耐震动、抗辐射、价格便宜、施工便利等长处，可在必定程度上代替传统的石英光纤及铜缆。是以塑料光纤通信体系异常合适于短距离（100m阁下）、中小容量（几Kb/s至100Mb/s）、低成本（几十元）的桌面数据连接，以及设备之间、设备内部总线的数据连接。

采取塑料光纤通信体系代替电缆连接后，将会在以下几个方面进步设备的机能。

● 进步设备的抗电磁干扰和抗核辐射才能。

● 无串扰。应用光缆来传输旌旗灯号，各路旌旗灯号之间不会产生串扰。

塑料光纤传输体系的优势

● 减轻体系的重量。1500m直径1mm的塑料光纤的重量只有不到2kg。

● 抗雷击才能强。无金属的光缆本身是很好的绝缘体，即使裸露在室外，也不会引来雷电击坏设备。

塑料光纤通信的体系描述
塑料光纤通信体系的根本构成为：光发送器、光接收器、塑料光纤及一些无源器件。光发送器将电旌旗灯号（如TTL电平的旌旗灯号）转化为光旌旗灯号，光旌旗灯号被耦合到塑料光狭闼楝经由过程塑料光纤传输到光接收器，光接收器将光旌旗灯号还原为电旌旗灯号（如TTL电平的旌旗灯号）。

塑料光纤通信体系侧重于短距离通信，低成本、简单易操作、高靠得住性，是以在具系一切实现上，完全不合于石英光纤通信体系。

1 塑料光纤通信收发器
塑料光纤收通信发器是塑料光纤通信体系中核心部分，包含光发送器和光接收器。

图1是光发送器构造示意图，发光二极管（LED）是通俗显示用的高亮度外面贴装发光二极管，驱动电流小于20mA，中间波长590nm（橙黄色光）。之所以拔取590nm的发光二极管，是因为这种波长的发光二极管很便宜，并且在590nm波长处，塑料光纤的损耗值相对较低。发光二极管芯片尺寸选择在1.0mm×1.0mm阁下，与塑料光纤的直径相当，轻易将光旌旗灯号耦合进入塑料光纤中。

图1是光发送器构造示意图

将外部输入的TTL电平旌旗灯号进行FSK调频，把TTL电平旌旗灯号转换成更合适塑料光纤传输的载波旌旗灯号驱动LED发光。发光二极管（LED）输出的光旌旗灯号直接耦合进入直径为1.0mm的玻璃棒，经由过程玻璃棒，再耦合进入直径为1.0mm的塑料光纤中。

图2是光接收器构造示意图，光探测器探测到光旌旗灯号并产生感应电流，后经放大年夜模块两级放大年夜，输入到FSK解调模块由触发器进行解调。解调出的旌旗灯号仍含有高频干扰，经滤波器模块进行滤波后，再由判决模块进行判决，即可还原成输入的TTL旌旗灯号。

图2 光接收器构造示意图

以上两种塑料光纤收发器筹划均是针对点对点连策应用的。总线型塑料光纤通信体系的收发器应当是总线型的，在光电转换上，总线型塑料光纤通信收发器和点对点型的塑料光纤通信收发器雷同，但总线型塑料光纤通信收发器是半双工方法工作的，它只有一个光旌旗灯号输入输出端口，或者说它只有一个凹头塑料光纤晃荡连接器，此时，该凹头塑料光纤晃荡连接器中，与LED和Si-PIN相接的玻璃棒的端面不是垂直方法，而是45°斜面方法，如许光束可以一分为二，一路到Si-PIN，一路到LED。图3为总线型塑料光纤通信收发器示意图。

图3 总线型塑料光纤通信收发器

2 塑料光纤晃荡连接器
塑料光纤晃荡连接器用于塑料光纤收发器和塑料光纤的连接，经由过程它将光旌旗灯号耦合进入塑料光纤中。和电缆连接器类似，分为凹头和凸头两种构造。凹头塑料光纤晃荡连接器和塑料光纤通信收发器是一体，凸头塑料光纤晃荡连接器连接塑料光纤。

塑料光纤晃荡连接器的机械构造可以有多种选择，因为塑料光纤纤芯直径较大年夜，塑料光纤晃荡连接器和今朝常用的石英光纤晃荡连接器可以完全不合，可以模仿今朝电缆连接器的构造（如SMA构造），不只做到连接损耗小，并且可以应用夹线钳和电工刀片，很便利地在现场完成塑料光纤晃荡连接器散件组装。

3 塑料光纤固定连接器
塑料光纤固定连接器用于塑料光纤和塑料光纤的连接。采取V型槽构造，将两根塑料光纤放置在V型槽中，用金属材料固定塑料光纤好后，再用热缩套管封装好即完成了一个塑料光纤固定连接器的制造。V型槽构造的方法可以达到快速、简便地制造塑料光纤固定连接器的目标，同时因为塑料光纤的直径较大年夜（1mm），连接损耗也不会大年夜。

4 塑料光纤总线分支器
塑料光纤总线分支器用于总线型塑料光纤通信体系。如图4所示，任何一个端口的光输入旌旗灯号经由玻璃棒的全反射和玻璃棒端面的反射后，被平均地分派到其他端口上。对塑料光纤总线分支器请求一是附加损耗低，二是各端口的平均性好，三是构造简单、成本低。

图4 塑料光纤总线分支器

5 塑料光纤光万用表
塑料光纤光万用表由一个光源、一个光功率计、一个微处理器及液晶显示器构成。采取LED作为光源，Si-PIN作为探测器。它和今朝常用的光纤光万用表类似，只是应用的光波长范围不合，成本也不合罢了。

关键技巧

1 低成本的塑料光纤通信收发器
塑料光纤通信收发器应是具有高灵敏度、突发性接收机和极低成本的光纤收发器。塑料光纤通信收发器的道理是较为简单的，但请求电路成本极低的同时，还要包管具有较高接收灵敏度、高靠得住性、体积小。今朝本体系已经实现发送端发送灵敏度-10dBm，接收端接收灵敏度为-40dBm（10E-9误码率）。

2 塑料光纤晃荡连接器
塑料光纤晃荡连接器的关键技巧在于制造简单、成本低，可以应用夹线钳和电工刀片等简单对象，很便利地在现场完成塑料光纤晃荡连接器散件的组装。其连接损耗要小于1dB。

3 塑料光纤总线分支器
塑料光纤总线分支器是一个实现总线型塑料光纤通信体系的关键器件。任何一个端口的光输入旌旗灯号，被平均地分派到其他端口上。

它看似如今广泛采取的1×N光分支器，其实袈洵理和功能皆不合。1×N光分支器是将一个端口的光输入旌旗灯号平均地分派到其他端口上，或者是将N个端口的光输入旌旗灯号集中到一个端口上；而塑料光纤总线分支器是请求任何一个端口的光输入旌旗灯号，被平均地分派到其他端口上。它是一个半双工器件，总线型塑料光纤通信体系在正常工作时，只有一个端口有光旌旗灯号输出，其余端口是输入光旌旗灯号。它合营总线型塑料光纤收发器应用，便可构成总线型塑料光纤通信体系。它不只请求构造简单，并且请求成本很低。

作者：中国电子科技集团公司第三十四研究所 周晓伟 赵奎 李立汉