短距離塑料光纖通信系統

與電纜相比，作為傳輸介質，光纖具有很多優點，但是普通通信用的石英光纖連接難度大、成本昂貴、安裝維護費用高，不能廣泛應用于短距離數據通信或桌面數據連接。塑料光纖不但具有光纖的優點，而且其直徑一般在0.3～3mm，大的直徑宜于連接，光的耦合效率也較高，同時還兼有柔軟、抗彎曲、耐震動、抗輻射、價格便宜、施工方便等優點，可在一定程度上代替傳統的石英光纖及銅纜。因此塑料光纖通信系統非常適合于短距離（100m左右）、中小容量（幾Kb/s至100Mb/s）、低成本（幾十元）的桌面數據連接，以及設備之間、設備內部總線的數據連接。

塑料光纖傳輸系統的優勢
采用塑料光纖通信系統取代電纜連接后，將會在以下幾個方面提高設備的性能。

● 提高設備的抗電磁干擾和抗核輻射能力。

● 無串擾。使用光纜來傳輸信號，各路信號之間不會產生串擾。

● 減輕系統的重量。1500m直徑1mm的塑料光纖的重量只有不到2kg。

● 抗雷擊能力強。無金屬的光纜本身是很好的絕緣體，即使暴露在室外，也不會引來雷電擊壞設備。

塑料光纖通信的系統描述
塑料光纖通信系統的基本組成為：光發送器、光接收器、塑料光纖及一些無源器件。光發送器將電信號（如TTL電平的信號）轉化為光信號，光信號被耦合到塑料光纖中，通過塑料光纖傳輸到光接收器，光接收器將光信號還原為電信號（如TTL電平的信號）。

塑料光纖通信系統側重于短距離通信，低成本、簡單易操作、高可靠性，因此在具體系統實現上，完全不同于石英光纖通信系統。

1 塑料光纖通信收發器
塑料光纖收通信發器是塑料光纖通信系統中核心部分，包含光發送器和光接收器。

圖1是光發送器結構示意圖，發光二極管（LED）是普通顯示用的高亮度表面貼裝發光二極管，驅動電流小于20mA，中心波長590nm（橙黃色光）。之所以選取590nm的發光二極管，是因為這種波長的發光二極管很廉價，而且在590nm波長處，塑料光纖的損耗值相對較低。發光二極管芯片尺寸選擇在1.0mm×1.0mm左右，與塑料光纖的直徑相當，容易將光信號耦合進入塑料光纖中。

圖1是光發送器結構示意圖

將外部輸入的TTL電平信號進行FSK調頻，把TTL電平信號轉換成更適合塑料光纖傳輸的載波信號驅動LED發光。發光二極管（LED）輸出的光信號直接耦合進入直徑為1.0mm的玻璃棒，通過玻璃棒，再耦合進入直徑為1.0mm的塑料光纖中。

圖2是光接收器結構示意圖，光探測器探測到光信號并產生感應電流，后經放大模塊兩級放大，輸入到FSK解調模塊由觸發器進行解調。解調出的信號仍含有高頻干擾，經濾波器模塊進行濾波后，再由判決模塊進行判決，即可還原成輸入的TTL信號。

圖2 光接收器結構示意圖

以上兩種塑料光纖收發器方案均是針對點對點連接應用的。總線型塑料光纖通信系統的收發器應該是總線型的，在光電轉換上，總線型塑料光纖通信收發器和點對點型的塑料光纖通信收發器相同，但總線型塑料光纖通信收發器是半雙工方式工作的，它只有一個光信號輸入輸出端口，或者說它只有一個凹頭塑料光纖活動連接器，此時，該凹頭塑料光纖活動連接器中，與LED和Si-PIN相接的玻璃棒的端面不是垂直方式，而是45°斜面方式，這樣光束可以一分為二，一路到Si-PIN，一路到LED。圖3為總線型塑料光纖通信收發器示意圖。

圖3 總線型塑料光纖通信收發器