塑料光纤范文10篇

摘要：自1970年美国康宁公司研制出石英玻璃光导纤维后，同年贝尔又试制成半导体激光器，这两项新技术的结合，开创了光信息传输的新时代。尽管玻璃光纤具有上述一系列优点，但它有一个致命的弱点就是强度低，抗挠曲性能差，而且抗辐射性能也不好。因此，近20多年来，科学家们一直没有停止过对塑料光纤的探索。目前，在“光纤到户”的拉动应用下，塑料光纤展现了其巨大的市场潜力，本文将简述这一发展，以求对该产品的初步认识。

关键词：塑料光纤光纤光缆光通讯POF

一、前言

自从业界开创了光纤通讯技术以来，大至归纳，光纤通讯比传统的电铜通讯有3大优点：一是通信容量大；二是抗电磁干扰、保密性能较好；三是重量轻，并可节省大量的铜，如铺设1000公里长的8芯光缆比铺设同样长度的8芯电缆可节省1100吨铜，3700吨铅。因此光纤光缆一经问世就受到通信业界的欢迎，带来了通讯领域的革命以及一轮投资发展热潮。

尽管玻璃光纤具有上述一系列优点，但它有一个致命的弱点就是强度低，抗挠曲性能差，而且抗辐射性能也不好。因此，近20多年来，业界一直没有停止过对光纤其他材料的代用研发，其中对塑料光纤的研发是目前业界最为感兴趣的研究领域之一，目前已经取得较大进展，已经有商用产品面世，现已广泛应用于汽车、CD播放机、工业电子系统、小型光盘系统和个人计算机中。今后还会有许多领域将使用塑料光纤，诸如传感器、光子晶体光纤等。

二、塑料光纤的优点

摘要：自1970年美国康宁公司研制出石英玻璃光导纤维后，同年贝尔又试制成半导体激光器，这两项新技术的结合，开创了光信息传输的新时代。尽管玻璃光纤具有上述一系列优点，但它有一个致命的弱点就是强度低，抗挠曲性能差，而且抗辐射性能也不好。因此，近20多年来，科学家们一直没有停止过对塑料光纤的探索。目前，在“光纤到户”的拉动应用下，塑料光纤展现了其巨大的市场潜力，本文将简述这一发展，以求对该产品的初步认识。

关键词：塑料光纤光纤光缆光通讯POF

一、前言

自从业界开创了光纤通讯技术以来，大至归纳，光纤通讯比传统的电铜通讯有3大优点：一是通信容量大；二是抗电磁干扰、保密性能较好；三是重量轻，并可节省大量的铜，如铺设1000公里长的8芯光缆比铺设同样长度的8芯电缆可节省1100吨铜，3700吨铅。因此光纤光缆一经问世就受到通信业界的欢迎，带来了通讯领域的革命以及一轮投资发展热潮。

尽管玻璃光纤具有上述一系列优点，但它有一个致命的弱点就是强度低，抗挠曲性能差，而且抗辐射性能也不好。因此，近20多年来，业界一直没有停止过对光纤其他材料的代用研发，其中对塑料光纤的研发是目前业界最为感兴趣的研究领域之一，目前已经取得较大进展，已经有商用产品面世，现已广泛应用于汽车、CD播放机、工业电子系统、小型光盘系统和个人计算机中。今后还会有许多领域将使用塑料光纤，诸如传感器、光子晶体光纤等。

二、塑料光纤的优点

[摘要]通信技术的飞速发展，Internet、可视电话、远程教育、高清晰度电视以及交互式有线电视等对通信业务的发展提出更高的要求，进一步要求实现网络高速化、宽带化，解决网络瓶颈问题。另外，核心网大容量高速传输网技术（IPOverSDH、IPOverWDM）发展迅猛，技术日渐成熟，其传输速率和容量每年都在成倍增长，这无疑对最后一公里接入技术和方案也提出更高的要求。塑料光纤塑料光纤凭借其塑料光纤在高速短距离通信传输中成本也对称电缆相当，在100米范围内传输带宽可达数GHz，且易连接，可挠性好、易于弯曲等优势呼之欲出。

[关键字]塑料光纤FTTH

2003年的统计数据显示，中国电信业的业务收入呈现增长速度下滑趋势，业务收入增幅继续下滑到13.9%，但数据通信收入在全部电信业务收入中的比例连年上升，2003年的数据通信收入达到232.2亿元，占全部电信业务收入的5个百分点，同比增长高达46.1%。报告据此分析，中国电信业的业务发展，形成了以数据通信为新兴增长业务的结构特点。而数据通信收入在全部电信业务收入中的比例连年上升，主要得益于宽带用户的雪崩式增长。数据通信的高速增长和网络的发展需要传输介质具有高的数据通信能力。中国工程院院士赵梓森告诉《通信产业报》，目前被称为宽带的ADSL、局域网以及有线、电视电缆上网并不是最终的接入方式，如果要在网上看数字电视或者参加远程教育，这三种方式都满足不了需求，只有光纤到户才FTTH能解决问题。即FTTH能够满足现在和未来各种带宽的需求，被业内视为宽带接入的终极目标。

在FTTH的应用方面，很多国家已经取得重大进展。2003年，美国的FTTH敷设量增长了200%以上。截止到2004年2月，美国共有96个地区约18万个家庭将FTTH用光纤铺设到家。在2004年底使用FTTH服务用户数将达到100万，在2005年底前用户数升至300万。FTTH在日本的应用也取得了一定的成绩。2003年底，日本FTTH用户数已达100万，预计2004年底将达到340万，2005年底发展至580万。韩国在FTTH方面也并不落后。尽管韩国通信（KTCorp.）到2003年11月才开始进行实地试验，但KT首席执行官兼总裁LeeYong-Kyung在“OFC2004”上演讲中表示，“韩国通信正在为2006年内开通FTTH商用服务进行准备，计划在2010年使FTTH的家庭普及率超过70%。中国武汉光谷FTTH试点是国内目前最大规模的FTTH工程。它标志着中国的FTTH建设进入实质阶段。武汉FTTH工程的开通拉开了国内FTTH建设的序幕，FTTH的建设热潮开始逐渐形成，国内各大运营商都开始计划进行FTTH的试点工程的建设，随着时间的进展，运营商将会进行选型工作，进行小批量的建设。随着设备价格的逐步下降，建设量将会逐步加大，预计在2-3内成为主要的接入手段。HDTV和点播电视将等高带宽业务的逐步发展，将会加快FTTH的建设步伐，而FTTH这种能够提供高带宽的接入方式反过来亦会为以上业务的开展提供高品质的服务支持，这是其他接入方式所无法比拟的。

但是，由于ADSL技术成熟、设备价格低，以及运营商已经建设了大规模的铜线网络并仍会进行大规模建设等原因，可以预见到在未来几年内，ADSL仍将是份额最大的宽带接入技术。另一方面，对于商业大客户和一些高端客户，由于ADSL速率低、出线率不高、距离短等固有缺陷，不能很好地满足用户要求，尤其是无法满足交互式业务（如互动游戏、视频点播、远程教育，电子医疗等）需求，而这些用户又是运营商ARPU值最高的客户，发掘和巩固这些大客户直接关系到运营商经营任务的完成。在这种情况下，FTTH结合了光纤等的技术优势，在大客户接入方面有着不言而喻的优势。

数据通信的高速增长和网络的发展需要传输介质具有高的数据通信能力。CCITT已将BISDN的用户网络接口速率规定为155Mbit/s和622Mbit/s。VESA开展家庭网络标准化作业,分析表明入户网络必须具备100Mbit/s以上的数据传送速率。.若采用双绞铜线或同轴电缆,由于带宽的限制，传送距离短，电缆重(70g/m)，价格高；更重要的是噪声很大,在100Mbit/s以上的传送速率下,电磁辐射噪声远超过FCC的规定值。石英光纤具有带宽宽,衰减低等特点，是长距离通信干线的理想的传输介质，但在光纤入户时却遇到巨大困难。其芯径细(8~6.25um),在光纤耦合,互接中需要高精密度对准，几微米的连接偏差就会引起很大的耦合损耗,连接器件成本和安装费用大大增加了系统的造价。而聚合物光纤(又名塑料光纤)由于其较粗的芯径(0.3-3mm)和良好的柔韧性，所以连接方便，耦合效率高，更适合各种布线情况，从而解决了上述石英光纤遇到的困难。同时具有高带宽、耐震动、抗辐射、价格便宜、施工方便的优点，成为未来光纤入户工程中的首选材料之一。塑料光纤（POF）与石英光纤相比，具有以下优点：1、模量低，芯径大（0.3-1.0mm），接续时可使用简单的POF连接器，即使是光纤接续中心对准产生30μm的偏差也不会影响耦合损耗；2、数值孔径大（NA0.5左右），受光角θA可达60°，而石英光纤只有16°，可用便宜的LED，并且耦合效率高；3、挠曲性好，易于加工和使用；4、在可见光区有低损耗窗口；5、重量轻；6、成本及加工费用低。7、POF对电磁干扰不敏感，也不发生辐射，不同数据速率下的衰减恒定，误码率可预测，能在电噪声环境中使用；8、其尺寸较长，可降低接头设计中公差控制的要求，故成网成本较低等。

摘要：塑料光纤POF之所以能传光是因为光纤具有芯皮结构，光在POF中传输是按全反射原理进行的，光在SIPOF中的传输方式为全反射式锯齿型，光在GIPOF中的传输方式为正弦曲线型；子午线就是光线的传播路径始终经过光纤轴并在同一平面内，选用子午线进行了参数计算，这些参数计算包括最大入射角或发射光角度、数值孔径、子午线在阶跃型光纤中的几何行程及反射次数；侧面发光POF和荧光POF也是按全反射原理进行传光的，对于单芯侧面发光POF多是由非固有损耗导致侧面发光，而对于多芯侧面发光POF则是由弯曲损耗产生侧面发光的。荧光POF经过特定波长光激发后发出特定波长的光，而且激发光不仅可从端面入射，而且可从侧面入射。

关键词：聚合物光纤，塑料光纤，POF,传光,原理

1．前言

光纤自身不能发光，但光纤可以传光，用于照明；光纤照明所选用的光纤，按照光纤材质的不同，通常可分为石英光纤、多组分玻璃光纤和塑料光纤POF等，本文主要介绍POF的传光原理，其它的光纤传光原理同POF的传光原理是一致的。

人们很早就观察到光在透明柱体中通过多次全反射向前传播的现象，他们就是古代的玻璃吹制艺人。而首次科学阐述这一现象的，却是英国皇家学会的约翰·丁达尔向英国皇家学会演示了一个著名的实验，他当时用一只盛满水的器皿，让水从器皿的侧孔中流出，这时投射在水中的光也随着水流传导出来。

1880年，威廉·惠勒(WilliamWheeler)提出“管道照明”的设想，并获得美国专利，这是有案可查的最早的“遥控照明”装置，其基本原理是：用内壁涂有反射层的管子把中心光源的光象自来水一样引至若干个需要照明的地点,这实际上是光纤用于照明的雏形，光纤照明系统简单地就可以看作是和上述的“管道系统”相类似的一个系统，在这个系统中，所传输的介质是光，而用以传输光的“管道”就是光纤，光纤可以把光线从光源处传输至需要照明的特定区域。1954年，《自然》杂志发表了Hopkin''''s和Kapany成功地用一束10,000到20,000的纤维来传输图像的文章,VanHeel发现低折射率光纤包层的作用，纤维的图像传输的成功实现和光纤包层的提出这两个进步标志着光导纤维作为一个新兴学科的诞生,1966年,英国标准电信研究所英籍华裔科学家高锟(K.C.Kao)博士和G.A.Hockham在详细研究了玻璃的传输损耗后,撰写的文章《用于光频的介质纤维表面波导》发表在伦敦电气工程师协会（IEE）会刊上，他们从理论上指出:如果减少或消除光导纤维中的有害杂质如过渡金属离子，可大大降低光纤传输损耗,提高光纤的传光能力，从而推动了光纤制造工艺的研究。美国杜邦DuPont公司亦在这一年向市场推出了世界上第一根POF[1]，POF就是光纤的一种,而光纤用于光纤照明的基本原理是利用光线在不同折射率介质的界面发生全反射，实现光在光纤中的高效传输以及光纤与光源的充分耦合，并通过与各种光学元件的组合，达到需要的照明效果，为了解光在光纤中的传输方式,现介绍子午光线在POF中的传输特性。

1．光的基础知识

光是通过光源内大量的分子或原子振动而产生的辐射。1894年，麦克斯韦从理论上指出，光是一种电磁波，1905年爱因斯坦提出光是一粒一粒的粒子流，每个粒子可被称为光子。也就是说光既具有粒子性，又具有波动性，光在传播时表现为波动性，而与物质作用时又表现为粒子性。通常我们所说的光是电磁波的一种，它通常由紫外光、可见光和近红外光组成，其中1-390nm波段的光为紫外光UV，波长为280-300nm波段为UV-B，它的强光可以杀死或严重损伤地球上的生物;200-280um波段为UV-C，它的强光可以杀死地球上一切生物，包括人类,比紫外光频率更高的还有X光和γ射线等;390-760nm波段的光为可见光；波长在760-1500nm为近红外光，中红外波段波长范围为1.5-25μm，远红外光谱波长范围25-300μm,比远红外光频率更小或波长更长的有毫米波、微波、短波、中波和长波等。而可见光又是由七色光组成的，即可见光含有红色光、橙色光、黄色光、绿色光、蓝色光和靛青光等色光[2]：?

紫色/nm靛青/nm蓝色/nm绿色/nm黄色/nm橙色/nm红色/nm

390-430430-450450-500500-570570-600600-630630-760

国际照明委员会统一规定的标准是：选水银光谱中波长为700nm的红光为红基色光，波长为546.1nm的绿光为绿基色光,波长为435.8nm的蓝光为蓝基色光。常规POF一般在紫外光波段并没有很好的透光性，而石英光纤和特制的液芯光纤在这一区域有很好的透光率，POF在可见光区域有很好的透光率，由POF芯材选用氟化和氘化聚合物材料制备的POF在近红外光区域才有很好的透光率。

光在真空中的传播速度C为3×108m/s，光的传输波长λ，频率f和光速C之间关系参见如下公式:

摘要：自1970年美国康宁公司研制出石英玻璃光导纤维后，同年贝尔又试制成半导体激光器，这两项新技术的结合，开创了光信息传输的新时代。尽管玻璃光纤具有上述一系列优点，但它有一个致命的弱点就是强度低，抗挠曲性能差，而且抗辐射性能也不好。因此，近20多年来，科学家们一直没有停止过对塑料光纤的探索。目前，在“光纤到户”的拉动应用下，塑料光纤展现了其巨大的市场潜力，本文将简述这一发展，以求对该产品的初步认识。

关键词：塑料光纤光纤光缆光通讯POF

一、前言

自从业界开创了光纤通讯技术以来，大至归纳，光纤通讯比传统的电铜通讯有3大优点：一是通信容量大；二是抗电磁干扰、保密性能较好；三是重量轻，并可节省大量的铜，如铺设1000公里长的8芯光缆比铺设同样长度的8芯电缆可节省1100吨铜，3700吨铅。因此光纤光缆一经问世就受到通信业界的欢迎，带来了通讯领域的革命以及一轮投资发展热潮。

尽管玻璃光纤具有上述一系列优点，但它有一个致命的弱点就是强度低，抗挠曲性能差，而且抗辐射性能也不好。因此，近20多年来，业界一直没有停止过对光纤其他材料的代用研发，其中对塑料光纤的研发是目前业界最为感兴趣的研究领域之一，目前已经取得较大进展，已经有商用产品面世，现已广泛应用于汽车、CD播放机、工业电子系统、小型光盘系统和个人计算机中。今后还会有许多领域将使用塑料光纤，诸如传感器、光子晶体光纤等。

二、塑料光纤的优点

[摘要]通信技术的飞速，Internet、可视电话、远程、高清晰度电视以及交互式有线电视等对通信业务的发展提出更高的要求，进一步要求实现高速化、宽带化，解决网络瓶颈。另外，核心网大容量高速传输网技术（IPOverSDH、IPOverWDM）发展迅猛，技术日渐成熟，其传输速率和容量每年都在成倍增长，这无疑对最后一公里接入技术和方案也提出更高的要求。塑料光纤塑料光纤凭借其塑料光纤在高速短距离通信传输中成本也对称电缆相当，在100米范围内传输带宽可达数GHz，且易连接，可挠性好、易于弯曲等优势呼之欲出。

[关键字]塑料光纤FTTH

2003年的统计数据显示，电信业的业务收入呈现增长速度下滑趋势，业务收入增幅继续下滑到13.9%，但数据通信收入在全部电信业务收入中的比例连年上升，2003年的数据通信收入达到232.2亿元，占全部电信业务收入的5个百分点，同比增长高达46.1%。报告据此，中国电信业的业务发展，形成了以数据通信为新兴增长业务的结构特点。而数据通信收入在全部电信业务收入中的比例连年上升，主要得益于宽带用户的雪崩式增长。数据通信的高速增长和网络的发展需要传输介质具有高的数据通信能力。中国工程院院士赵梓森告诉《通信产业报》，被称为宽带的ADSL、局域网以及有线、电视电缆上网并不是最终的接入方式，如果要在网上看数字电视或者参加远程教育，这三种方式都满足不了需求，只有光纤到户才FTTH能解决问题。即FTTH能够满足现在和未来各种带宽的需求，被业内视为宽带接入的终极目标。

在FTTH的方面，很多国家已经取得重大进展。2003年，美国的FTTH敷设量增长了200%以上。截止到2004年2月，美国共有96个地区约18万个家庭将FTTH用光纤铺设到家。在2004年底使用FTTH服务用户数将达到100万，在2005年底前用户数升至300万。FTTH在日本的应用也取得了一定的成绩。2003年底，日本FTTH用户数已达100万，预计2004年底将达到340万，2005年底发展至580万。韩国在FTTH方面也并不落后。尽管韩国通信（KTCorp.）到2003年11月才开始进行实地试验，但KT首席执行官兼总裁LeeYong-Kyung在“OFC2004”上演讲中表示，“韩国通信正在为2006年内开通FTTH商用服务进行准备，计划在2010年使FTTH的家庭普及率超过70%。中国武汉光谷FTTH试点是国内目前最大规模的FTTH工程。它标志着中国的FTTH建设进入实质阶段。武汉FTTH工程的开通拉开了国内FTTH建设的序幕，FTTH的建设热潮开始逐渐形成，国内各大运营商都开始计划进行FTTH的试点工程的建设，随着时间的进展，运营商将会进行选型工作，进行小批量的建设。随着设备价格的逐步下降，建设量将会逐步加大，预计在2-3内成为主要的接入手段。HDTV和点播电视将等高带宽业务的逐步发展，将会加快FTTH的建设步伐，而FTTH这种能够提供高带宽的接入方式反过来亦会为以上业务的开展提供高品质的服务支持，这是其他接入方式所无法比拟的。

但是，由于ADSL技术成熟、设备价格低，以及运营商已经建设了大规模的铜线网络并仍会进行大规模建设等原因，可以预见到在未来几年内，ADSL仍将是份额最大的宽带接入技术。另一方面，对于商业大客户和一些高端客户，由于ADSL速率低、出线率不高、距离短等固有缺陷，不能很好地满足用户要求，尤其是无法满足交互式业务（如互动游戏、视频点播、远程教育，医疗等）需求，而这些用户又是运营商ARPU值最高的客户，发掘和巩固这些大客户直接关系到运营商经营任务的完成。在这种情况下，FTTH结合了光纤等的技术优势，在大客户接入方面有着不言而喻的优势。

数据通信的高速增长和网络的发展需要传输介质具有高的数据通信能力。CCITT已将BISDN的用户网络接口速率规定为155Mbit/s和622Mbit/s。VESA开展家庭网络标准化作业,分析表明入户网络必须具备100Mbit/s以上的数据传送速率。.若采用双绞铜线或同轴电缆,由于带宽的限制，传送距离短，电缆重(70g/m)，价格高；更重要的是噪声很大,在100Mbit/s以上的传送速率下,电磁辐射噪声远超过FCC的规定值。石英光纤具有带宽宽,衰减低等特点，是长距离通信干线的理想的传输介质，但在光纤入户时却遇到巨大困难。其芯径细(8~6.25um),在光纤耦合,互接中需要高精密度对准，几微米的连接偏差就会引起很大的耦合损耗,连接器件成本和安装费用大大增加了系统的造价。而聚合物光纤(又名塑料光纤)由于其较粗的芯径(0.3-3mm)和良好的柔韧性，所以连接方便，耦合效率高，更适合各种布线情况，从而解决了上述石英光纤遇到的困难。同时具有高带宽、耐震动、抗辐射、价格便宜、施工方便的优点，成为未来光纤入户工程中的首选材料之一。塑料光纤（POF）与石英光纤相比，具有以下优点：1、模量低，芯径大（0.3-1.0mm），接续时可使用简单的POF连接器，即使是光纤接续中心对准产生30μm的偏差也不会耦合损耗；2、数值孔径大（NA0.5左右），受光角θA可达60°，而石英光纤只有16°，可用便宜的LED，并且耦合效率高；3、挠曲性好，易于加工和使用；4、在可见光区有低损耗窗口；5、重量轻；6、成本及加工费用低。7、POF对电磁干扰不敏感，也不发生辐射，不同数据速率下的衰减恒定，误码率可预测，能在电噪声环境中使用；8、其尺寸较长，可降低接头设计中公差控制的要求，故成网成本较低等。

[摘要]通信技术的飞速发展，Internet、可视电话、远程教育、高清晰度电视以及交互式有线电视等对通信业务的发展提出更高的要求，进一步要求实现网络高速化、宽带化，解决网络瓶颈问题。另外，核心网大容量高速传输网技术（IPOverSDH、IPOverWDM）发展迅猛，技术日渐成熟，其传输速率和容量每年都在成倍增长，这无疑对最后一公里接入技术和方案也提出更高的要求。塑料光纤塑料光纤凭借其塑料光纤在高速短距离通信传输中成本也对称电缆相当，在100米范围内传输带宽可达数GHz，且易连接，可挠性好、易于弯曲等优势呼之欲出。

[关键字]塑料光纤FTTH

2003年的统计数据显示，中国电信业的业务收入呈现增长速度下滑趋势，业务收入增幅继续下滑到13.9%，但数据通信收入在全部电信业务收入中的比例连年上升，2003年的数据通信收入达到232.2亿元，占全部电信业务收入的5个百分点，同比增长高达46.1%。报告据此分析，中国电信业的业务发展，形成了以数据通信为新兴增长业务的结构特点。而数据通信收入在全部电信业务收入中的比例连年上升，主要得益于宽带用户的雪崩式增长。数据通信的高速增长和网络的发展需要传输介质具有高的数据通信能力。中国工程院院士赵梓森告诉《通信产业报》，目前被称为宽带的ADSL、局域网以及有线、电视电缆上网并不是最终的接入方式，如果要在网上看数字电视或者参加远程教育，这三种方式都满足不了需求，只有光纤到户才FTTH能解决问题。即FTTH能够满足现在和未来各种带宽的需求，被业内视为宽带接入的终极目标。

在FTTH的应用方面，很多国家已经取得重大进展。2003年，美国的FTTH敷设量增长了200%以上。截止到2004年2月，美国共有96个地区约18万个家庭将FTTH用光纤铺设到家。在2004年底使用FTTH服务用户数将达到100万，在2005年底前用户数升至300万。FTTH在日本的应用也取得了一定的成绩。2003年底，日本FTTH用户数已达100万，预计2004年底将达到340万，2005年底发展至580万。韩国在FTTH方面也并不落后。尽管韩国通信（KTCorp.）到2003年11月才开始进行实地试验，但KT首席执行官兼总裁LeeYong-Kyung在“OFC2004”上演讲中表示，“韩国通信正在为2006年内开通FTTH商用服务进行准备，计划在2010年使FTTH的家庭普及率超过70%。中国武汉光谷FTTH试点是国内目前最大规模的FTTH工程。它标志着中国的FTTH建设进入实质阶段。武汉FTTH工程的开通拉开了国内FTTH建设的序幕，FTTH的建设热潮开始逐渐形成，国内各大运营商都开始计划进行FTTH的试点工程的建设，随着时间的进展，运营商将会进行选型工作，进行小批量的建设。随着设备价格的逐步下降，建设量将会逐步加大，预计在2-3内成为主要的接入手段。HDTV和点播电视将等高带宽业务的逐步发展，将会加快FTTH的建设步伐，而FTTH这种能够提供高带宽的接入方式反过来亦会为以上业务的开展提供高品质的服务支持，这是其他接入方式所无法比拟的。

但是，由于ADSL技术成熟、设备价格低，以及运营商已经建设了大规模的铜线网络并仍会进行大规模建设等原因，可以预见到在未来几年内，ADSL仍将是份额最大的宽带接入技术。另一方面，对于商业大客户和一些高端客户，由于ADSL速率低、出线率不高、距离短等固有缺陷，不能很好地满足用户要求，尤其是无法满足交互式业务（如互动游戏、视频点播、远程教育，电子医疗等）需求，而这些用户又是运营商ARPU值最高的客户，发掘和巩固这些大客户直接关系到运营商经营任务的完成。在这种情况下，FTTH结合了光纤等的技术优势，在大客户接入方面有着不言而喻的优势。

数据通信的高速增长和网络的发展需要传输介质具有高的数据通信能力。CCITT已将BISDN的用户网络接口速率规定为155Mbit/s和622Mbit/s。VESA开展家庭网络标准化作业,分析表明入户网络必须具备100Mbit/s以上的数据传送速率。.若采用双绞铜线或同轴电缆,由于带宽的限制，传送距离短，电缆重(70g/m)，价格高；更重要的是噪声很大,在100Mbit/s以上的传送速率下,电磁辐射噪声远超过FCC的规定值。石英光纤具有带宽宽,衰减低等特点，是长距离通信干线的理想的传输介质，但在光纤入户时却遇到巨大困难。其芯径细(8~6.25um),在光纤耦合,互接中需要高精密度对准，几微米的连接偏差就会引起很大的耦合损耗,连接器件成本和安装费用大大增加了系统的造价。而聚合物光纤(又名塑料光纤)由于其较粗的芯径(0.3-3mm)和良好的柔韧性，所以连接方便，耦合效率高，更适合各种布线情况，从而解决了上述石英光纤遇到的困难。同时具有高带宽、耐震动、抗辐射、价格便宜、施工方便的优点，成为未来光纤入户工程中的首选材料之一。塑料光纤（POF）与石英光纤相比，具有以下优点：1、模量低，芯径大（0.3-1.0mm），接续时可使用简单的POF连接器，即使是光纤接续中心对准产生30μm的偏差也不会影响耦合损耗；2、数值孔径大（NA0.5左右），受光角θA可达60°，而石英光纤只有16°，可用便宜的LED，并且耦合效率高；3、挠曲性好，易于加工和使用；4、在可见光区有低损耗窗口；5、重量轻；6、成本及加工费用低。7、POF对电磁干扰不敏感，也不发生辐射，不同数据速率下的衰减恒定，误码率可预测，能在电噪声环境中使用；8、其尺寸较长，可降低接头设计中公差控制的要求，故成网成本较低等。

摘要]通信技术的飞速发展，Internet、可视电话、远程教育、高清晰度电视以及交互式有线电视等对通信业务的发展提出更高的要求，进一步要求实现网络高速化、宽带化，解决网络瓶颈问题。另外，核心网大容量高速传输网技术（IPOverSDH、IPOverWDM）发展迅猛，技术日渐成熟，其传输速率和容量每年都在成倍增长，这无疑对最后一公里接入技术和方案也提出更高的要求。塑料光纤塑料光纤凭借其塑料光纤在高速短距离通信传输中成本也对称电缆相当，在100米范围内传输带宽可达数GHz，且易连接，可挠性好、易于弯曲等优势呼之欲出。

[关键字]塑料光纤FTTH

2003年的统计数据显示，中国电信业的业务收入呈现增长速度下滑趋势，业务收入增幅继续下滑到13.9%，但数据通信收入在全部电信业务收入中的比例连年上升，2003年的数据通信收入达到232.2亿元，占全部电信业务收入的5个百分点，同比增长高达46.1%。报告据此分析，中国电信业的业务发展，形成了以数据通信为新兴增长业务的结构特点。而数据通信收入在全部电信业务收入中的比例连年上升，主要得益于宽带用户的雪崩式增长。数据通信的高速增长和网络的发展需要传输介质具有高的数据通信能力。中国工程院院士赵梓森告诉《通信产业报》，目前被称为宽带的ADSL、局域网以及有线、电视电缆上网并不是最终的接入方式，如果要在网上看数字电视或者参加远程教育，这三种方式都满足不了需求，只有光纤到户才FTTH能解决问题。即FTTH能够满足现在和未来各种带宽的需求，被业内视为宽带接入的终极目标。

在FTTH的应用方面，很多国家已经取得重大进展。2003年，美国的FTTH敷设量增长了200%以上。截止到2004年2月，美国共有96个地区约18万个家庭将FTTH用光纤铺设到家。在2004年底使用FTTH服务用户数将达到100万，在2005年底前用户数升至300万。FTTH在日本的应用也取得了一定的成绩。2003年底，日本FTTH用户数已达100万，预计2004年底将达到340万，2005年底发展至580万。韩国在FTTH方面也并不落后。尽管韩国通信（KTCorp.）到2003年11月才开始进行实地试验，但KT首席执行官兼总裁LeeYong-Kyung在“OFC2004”上演讲中表示，“韩国通信正在为2006年内开通FTTH商用服务进行准备，计划在2010年使FTTH的家庭普及率超过70%。中国武汉光谷FTTH试点是国内目前最大规模的FTTH工程。它标志着中国的FTTH建设进入实质阶段。武汉FTTH工程的开通拉开了国内FTTH建设的序幕，FTTH的建设热潮开始逐渐形成，国内各大运营商都开始计划进行FTTH的试点工程的建设，随着时间的进展，运营商将会进行选型工作，进行小批量的建设。随着设备价格的逐步下降，建设量将会逐步加大，预计在2-3内成为主要的接入手段。HDTV和点播电视将等高带宽业务的逐步发展，将会加快FTTH的建设步伐，而FTTH这种能够提供高带宽的接入方式反过来亦会为以上业务的开展提供高品质的服务支持，这是其他接入方式所无法比拟的。

但是，由于ADSL技术成熟、设备价格低，以及运营商已经建设了大规模的铜线网络并仍会进行大规模建设等原因，可以预见到在未来几年内，ADSL仍将是份额最大的宽带接入技术。另一方面，对于商业大客户和一些高端客户，由于ADSL速率低、出线率不高、距离短等固有缺陷，不能很好地满足用户要求，尤其是无法满足交互式业务（如互动游戏、视频点播、远程教育，电子医疗等）需求，而这些用户又是运营商ARPU值最高的客户，发掘和巩固这些大客户直接关系到运营商经营任务的完成。在这种情况下，FTTH结合了光纤等的技术优势，在大客户接入方面有着不言而喻的优势。

数据通信的高速增长和网络的发展需要传输介质具有高的数据通信能力。CCITT已将BISDN的用户网络接口速率规定为155Mbit/s和622Mbit/s。VESA开展家庭网络标准化作业,分析表明入户网络必须具备100Mbit/s以上的数据传送速率。.若采用双绞铜线或同轴电缆,由于带宽的限制，传送距离短，电缆重(70g/m)，价格高；更重要的是噪声很大,在100Mbit/s以上的传送速率下,电磁辐射噪声远超过FCC的规定值。石英光纤具有带宽宽,衰减低等特点，是长距离通信干线的理想的传输介质，但在光纤入户时却遇到巨大困难。其芯径细(8~6.25um),在光纤耦合,互接中需要高精密度对准，几微米的连接偏差就会引起很大的耦合损耗,连接器件成本和安装费用大大增加了系统的造价。而聚合物光纤(又名塑料光纤)由于其较粗的芯径(0.3-3mm)和良好的柔韧性，所以连接方便，耦合效率高，更适合各种布线情况，从而解决了上述石英光纤遇到的困难。同时具有高带宽、耐震动、抗辐射、价格便宜、施工方便的优点，成为未来光纤入户工程中的首选材料之一。塑料光纤（POF）与石英光纤相比，具有以下优点：1、模量低，芯径大（0.3-1.0mm），接续时可使用简单的POF连接器，即使是光纤接续中心对准产生30μm的偏差也不会影响耦合损耗；2、数值孔径大（NA0.5左右），受光角θA可达60°，而石英光纤只有16°，可用便宜的LED，并且耦合效率高；3、挠曲性好，易于加工和使用；4、在可见光区有低损耗窗口；5、重量轻；6、成本及加工费用低。7、POF对电磁干扰不敏感，也不发生辐射，不同数据速率下的衰减恒定，误码率可预测，能在电噪声环境中使用；8、其尺寸较长，可降低接头设计中公差控制的要求，故成网成本较低等。

摘要：塑料光纤POF之所以能传光是因为光纤具有芯皮结构，光在POF中传输是按全反射原理进行的，光在SIPOF中的传输方式为全反射式锯齿型，光在GIPOF中的传输方式为正弦曲线型；子午线就是光线的传播路径始终经过光纤轴并在同一平面内，选用子午线进行了参数计算，这些参数计算包括最大入射角或发射光角度、数值孔径、子午线在阶跃型光纤中的几何行程及反射次数；侧面发光POF和荧光POF也是按全反射原理进行传光的，对于单芯侧面发光POF多是由非固有损耗导致侧面发光，而对于多芯侧面发光POF则是由弯曲损耗产生侧面发光的。荧光POF经过特定波长光激发后发出特定波长的光，而且激发光不仅可从端面入射，而且可从侧面入射。

关键词：聚合物光纤，塑料光纤，POF,传光,原理

1．前言

光纤自身不能发光，但光纤可以传光，用于照明；光纤照明所选用的光纤，按照光纤材质的不同，通常可分为石英光纤、多组分玻璃光纤和塑料光纤POF等，本文主要介绍POF的传光原理，其它的光纤传光原理同POF的传光原理是一致的。

人们很早就观察到光在透明柱体中通过多次全反射向前传播的现象，他们就是古代的玻璃吹制艺人。而首次科学阐述这一现象的，却是英国皇家学会的约翰·丁达尔向英国皇家学会演示了一个著名的实验，他当时用一只盛满水的器皿，让水从器皿的侧孔中流出，这时投射在水中的光也随着水流传导出来。

1880年，威廉·惠勒(WilliamWheeler)提出“管道照明”的设想，并获得美国专利，这是有案可查的最早的“遥控照明”装置，其基本原理是：用内壁涂有反射层的管子把中心光源的光象自来水一样引至若干个需要照明的地点,这实际上是光纤用于照明的雏形，光纤照明系统简单地就可以看作是和上述的“管道系统”相类似的一个系统，在这个系统中，所传输的介质是光，而用以传输光的“管道”就是光纤，光纤可以把光线从光源处传输至需要照明的特定区域。1954年，《自然》杂志发表了Hopkin''''s和Kapany成功地用一束10,000到20,000的纤维来传输图像的文章,VanHeel发现低折射率光纤包层的作用，纤维的图像传输的成功实现和光纤包层的提出这两个进步标志着光导纤维作为一个新兴学科的诞生,1966年,英国标准电信研究所英籍华裔科学家高锟(K.C.Kao)博士和G.A.Hockham在详细研究了玻璃的传输损耗后,撰写的文章《用于光频的介质纤维表面波导》发表在伦敦电气工程师协会（IEE）会刊上，他们从理论上指出:如果减少或消除光导纤维中的有害杂质如过渡金属离子，可大大降低光纤传输损耗,提高光纤的传光能力，从而推动了光纤制造工艺的研究。美国杜邦DuPont公司亦在这一年向市场推出了世界上第一根POF[1]，POF就是光纤的一种,而光纤用于光纤照明的基本原理是利用光线在不同折射率介质的界面发生全反射，实现光在光纤中的高效传输以及光纤与光源的充分耦合，并通过与各种光学元件的组合，达到需要的照明效果，为了解光在光纤中的传输方式,现介绍子午光线在POF中的传输特性。