單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)及塑料光纖連接器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明針對現(xiàn)有石英光纖安裝維護不容易、SI型塑料光纖傳輸距離短及GI型塑料光纖成本高的問題，提供了一種傳輸距離長，安裝方便且成本較低的單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)；同時還提供了幾種塑料光纖連接器，解決了GI型塑料光纖因直徑大于石英光纖又小于普通塑料光纖，而不能與現(xiàn)有光纖連接器配合使用的問題。本發(fā)明提供的單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)，包含一根單芯塑料光纖和兩個塑料光纖連接器，所述單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)的信號傳輸方式為單芯全雙工，所述塑料光纖為AGC的FONTEX型號的全氟塑料光纖，屬于GI型塑料光纖的一種；兩個塑料光纖連接器分別接于塑料光纖兩端，可進行更換。
【專利說明】單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)及塑料光纖連接器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光纖通信及裝配領(lǐng)域，具體涉及一種塑料光纖通信方法以及多種連接 器。

【背景技術(shù)】
[0002] 石英光纖身為光纖通信領(lǐng)域的先鋒，其安裝成本卻是居高不下。石英光纖克服了 傳統(tǒng)通信方式電磁干擾嚴(yán)重的問題，但安裝接續(xù)卻十分不便，且成本很高。石英光纖質(zhì)地 脆、機械強度差，安裝、接續(xù)需要一定的工具、設(shè)備和技術(shù)；纖芯直徑小，對接不易，分路、耦 合不靈活；光纜的彎曲半徑大，容易損壞。石英光纖存在的這些問題不僅增加了光纖通信系 統(tǒng)的實施難度，同時也增加了系統(tǒng)安裝維護成本。在此情況下，塑料光纖被引進光纖通信領(lǐng) 域。
[0003] 塑料光纖沒有安裝維護難的問題，但SI型塑料光纖的傳輸距離較短，只能用于百 米通信。SI型塑料光纖纖芯折射率大于覆層折射率，以此實現(xiàn)入射光在芯-皮界面發(fā)生全 反射，光線在纖芯內(nèi)的傳遞依靠這種全反射以鋸齒形前進。由于入射光的入射角不同，導(dǎo)致 各模光線到達接收器的時間不同，并出現(xiàn)脈沖展寬現(xiàn)象。在展寬有限條件下，SI型塑料光 纖傳輸?shù)娜肷涔獾娜肷浣怯邢蓿斐善鋷捠芟?，又因色散的存在，?dǎo)致SI型塑料光纖通 信距離局限于百米。
[0004] GI型塑料光纖擁有比SI型塑料光纖大得多的帶寬，同時傳輸距離也遠大于SI型 塑料光纖。GI型塑料光纖不僅擁有普通塑料光纖質(zhì)輕、柔軟，對振動不敏感，彎曲半徑大， 拉伸強度優(yōu)異、耐用、占用空間小，帶寬高，連接對端面藏留的灰塵和碎屑不敏感，不產(chǎn)生輻 射，完全不受電磁干擾和無線電頻率干擾以及噪音的影響，安全程度高，數(shù)據(jù)傳輸沒有可能 被竊聽，切割、布線、粘結(jié)、拋光和其他加工容易，安裝維護成本低的特點；而且光在GI型塑 料光纖中傳輸時，折射率從軸中心至邊緣逐漸降低，沿徑向呈拋物線變化，使各模光線在其 中的傳輸速度不同，而它們到達接收器的時間幾乎相同，輸出脈沖展寬不大，所以GI型塑 料光纖的帶寬要比SI型塑料光纖的大得多，同時傳輸距離遠，可輕松傳輸至500m以上距 離。
[0005] GI型塑料光纖容易安裝且傳輸距離長，但成本貴。SI型塑料光纖市場價單芯每米 8元元左右，普通GI型塑料光纖單芯每米需要20元左右，而AGC的F0NTEX更是高達單芯每 米80元的價格。為實現(xiàn)雙向通信，顯然將普通GI塑料光纖或F0NTEX用于雙芯單向的光纖 通信系統(tǒng)，成本將居高不下。
[0006] 任何光纖的接續(xù)都要通過光纖連接器來完成?，F(xiàn)有的石英光纖接口品種繁多，但 均不適用于塑料光纖。石英光纖不論是外徑還是芯徑都小于塑料光纖，所以石英光纖連接 器不適用于塑料光纖。同時，GI型塑料光纖的芯徑及外徑又小于SI型塑料光纖，GI型塑 料光纖插入SI型塑料光纖連接器容易出現(xiàn)光纖連接器與光纖配合不緊密，光點難對齊的 問題，所以SI型塑料光纖連接器也不適用于GI型塑料光纖。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明針對現(xiàn)有石英光纖安裝維護不容易、SI型塑料光纖傳輸距離短及GI型塑 料光纖成本高的問題，提供了一種傳輸距離長，安裝方便且成本較低的單芯雙向塑料光纖 系統(tǒng)；同時還提供了幾種塑料光纖連接器，解決了 GI型塑料光纖因直徑大于石英光纖又小 于普通塑料光纖，而不能與現(xiàn)有光纖連接器配合使用的問題。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)，包含一根單芯塑料光纖和兩個塑料光纖連接器，所述單 芯雙向塑料光纖系統(tǒng)的信號傳輸方式為單芯全雙工，所述塑料光纖為AGC的F0NTEX型號的 全氟塑料光纖，屬于GI型塑料光纖的一種；兩個塑料光纖連接器分別接于塑料光纖兩端， 可進行更換。
[0009] 上述單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)所包含的塑料光纖連接器，包括一個延長蓋、一個彈 簧、一個插芯、一個插芯外罩和一個套筒，所述延長蓋、插芯、彈簧和插芯外罩依次組裝在一 起，所述塑料光纖連接器還包括一個SC殼和一個尾管，所述SC殼帶有插入式開關(guān)，所述尾 管包圍于光纖到所述插芯外罩過渡區(qū)域。
[0010] 上述單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)所包含的塑料光纖連接器，包括保護帽、LC殼、彈簧、 插芯、插芯外罩、套筒和尾管，所述插芯依次貫穿所述插芯外罩、彈簧及LC殼中心位置，所 述套筒位于插芯外罩尾部，所述尾管包圍于光纖到所述插芯外罩過渡區(qū)域。
[0011] 上述單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)所包含的塑料光纖連接器，包括金屬環(huán)、套筒、連接 頭、插芯、保護帽和尾管，所述插芯貫穿連接頭中心位置，所述尾管、金屬環(huán)、套筒及連接頭 依次相接，所述連接頭帶有旋轉(zhuǎn)套緊結(jié)構(gòu)。
[0012] 上述多種塑料光纖連接器所包含的插芯為空心結(jié)構(gòu)，所述插芯空心結(jié)構(gòu)的內(nèi)孔直 徑為1. 〇_。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是： GI型塑料光纖相對于傳統(tǒng)金屬線纜而言，實現(xiàn)了更高的傳輸速率和帶寬，使用一根細 細的光纖即可高速傳送lOGbps的超大容量；耗電量低，節(jié)約能源；不產(chǎn)生電磁噪音，不受電 磁干擾影響，零輻射；纜線比普通攬線要輕1/3 ;纜線直徑更細，提升了外觀性能與設(shè)計的 自由度。
[0014] 全氟塑料光纖相對于石英光纖與普通塑料光纖更有優(yōu)勢。氟素樹脂特有的材料低 分散性為進一步提高傳輸速度提供了可能；具備塑料特有的"折不斷"的特點，而且打結(jié)或 者彎曲也不影響通信效果，可以隨意處理，自由地進行布線設(shè)計；能任意變更核心直徑和光 纖外徑，可以降低光纖連接器成本；不會折斷且柔軟安全，能夠提高纜線終端處理的操作便 利性；傳輸距離長，克服了普通塑料光纖百米通信的限制。
[0015] 單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)利用單芯塑料光纖實現(xiàn)全雙工通信，相比單芯單向的通信 系統(tǒng)，節(jié)約了一半的塑料光纖材料，進一步降低了系統(tǒng)造價，有益于推進全氟塑料光纖的普 及。
[0016] 同時，本發(fā)明還提供了幾種塑料光纖連接器，可以實現(xiàn)全氟塑料光纖系統(tǒng)和帶有 光纖接口設(shè)備的穩(wěn)定連接。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1單芯雙向塑料光纖系統(tǒng) 圖2單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)的一種應(yīng)用環(huán)境 圖3F0NTEX數(shù)據(jù)傳輸潛力趨勢 圖4多種光纖直徑對比 圖5 (a) SC型塑料光纖連接器散裝圖 圖5 (b) SC型塑料光纖連接器外觀圖 圖6 (a) LC型塑料光纖連接器散裝圖 圖6 (b) LC型塑料光纖連接器外觀圖 圖7 (a) FC型塑料光纖連接器散裝圖 圖7 (b)FC型塑料光纖連接器外觀圖。

【具體實施方式】
[0018] 光纖通信具有帶寬、高速、免電磁干擾、無輻射、防竊聽、安全可靠等多種優(yōu)點。目 前光纖通信介質(zhì)有石英光纖和塑料光纖兩種，其中，塑料光纖又可以分為SI型塑料光纖和 GI型塑料光纖。
[0019] 石英光纖光點對接要求精度高，需要專業(yè)的工具、技術(shù)來操作，同時，石英光纖對 振動十分敏感，對應(yīng)用環(huán)境要求高。SI型塑料光纖傳輸距離不過100m，目前只能用于光纖 入戶的"最后百米"工程。GI型塑料光纖同時克服了石英光纖安裝維護成本高以及SI型塑 料光纖傳輸距離短的缺點，但是，GI型塑料光纖生產(chǎn)成本高，難以普及。
[0020] 本發(fā)明針對GI型塑料光纖生產(chǎn)成本高的缺陷，提供了一種單芯雙向塑料光纖系 統(tǒng)，以全雙工的方式進行通信，節(jié)約了近一半的塑料光纖生產(chǎn)成本；同時，還提供了幾種適 用于該單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)的塑料光纖連接器，有利于推進該單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)的 普及。
[0021] 本發(fā)明所提供的單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)，包含一根單芯塑料光纖和兩個塑料光纖 連接器。該單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)的信號傳輸方式為單芯全雙工，所用塑料光纖為AGC的 F0NTEX型號的全氟塑料光纖或其他GI型塑料光纖，兩個塑料光纖連接器分別接于塑料光 纖兩端，可進行更換，用于連接全氟塑料光纖和帶有塑料光纖接口的設(shè)備。
[0022] 本發(fā)明所提供的塑料光纖連接器的一種實施方式是：包括一個延長蓋、一個彈簧、 一個插芯、一個插芯外罩和一個套筒，延長蓋、插芯、彈簧和插芯外罩依次組裝在一起。該塑 料光纖連接器還包括一個SC殼和一個尾管，其中SC殼帶有插入式開關(guān)，尾管包圍于光纖 到所述插芯外罩過渡區(qū)域，上述插芯為內(nèi)孔直徑為1. 〇_的空心結(jié)構(gòu)。
[0023] 本發(fā)明所提供的塑料光纖連接器的另一種實施方式是：包括保護帽、LC殼、彈簧、 插芯、插芯外罩、套筒和尾管，插芯依次貫穿所述插芯外罩、彈簧及LC殼中心位置，套筒位 于插芯外罩尾部，尾管包圍于光纖到所述插芯外罩過渡區(qū)域。上述插芯為內(nèi)孔直徑為1. 〇_ 的空心結(jié)構(gòu)。
[0024] 本發(fā)明所提供的塑料光纖連接器的又一種實施方式是：包括金屬環(huán)、套筒、連接 頭、插芯、保護帽和尾管，所述插芯貫穿連接頭中心位置，所述尾管、金屬環(huán)、套筒及連接頭 依次相接，上述插芯為內(nèi)孔直徑為1. 〇mm的空心結(jié)構(gòu)，上述連接頭帶有旋轉(zhuǎn)套緊結(jié)構(gòu)。
[0025] 本發(fā)明提供的幾種塑料光纖連接器均包含一個插芯，該插芯為內(nèi)孔直徑為1. 0_ 的空心結(jié)構(gòu)，組裝時，插芯固定在塑料光纖連接器中心位置，塑料光纖穿入插芯內(nèi)孔。由于 插芯內(nèi)孔直徑為1. Omm，而GI型塑料光纖外層直徑為0. 5_，二者結(jié)合松緊適宜，GI型塑料 光纖易于插入插芯內(nèi)孔，同時，施加外力的情況下，也可以將塑料光纖從插芯中抽出，與其 他連接器配合使用。例如某個單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)兩端連接的是SC型連接器，可與帶有 SC型塑料光纖接口的設(shè)備連接，如果要將該單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)應(yīng)用到帶有LC型塑料 光纖接口的設(shè)備上時，可直接將塑料光纖從SC型連接器的插芯內(nèi)孔中抽出，重新插入LC型 塑料光纖連接器的插芯內(nèi)孔中，從而配合帶有LC型塑料光纖接口的設(shè)備。
[0026] 以下結(jié)合幾個實施例對本發(fā)明做進一步闡釋。
[0027] 實施例一：一種單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)實施方案。
[0028] 本發(fā)明提供的單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)如圖1所示，包含一根全氟塑料光纖101和 兩個塑料光纖連接器100,塑料光纖連接器100緊緊固定在塑料光纖兩端，塑料光纖通過塑 料光纖連接器100中的插芯連接帶有光纖接口的設(shè)備。本實施方案中所選用的全氟塑料光 纖101屬于GI型塑料光纖的一種，具體實施時，也可以選用其他GI型塑料光纖。
[0029] 圖2所示為單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)的一種應(yīng)用環(huán)境，包括兩個塑料光纖連接器 100, 一根全氟塑料光纖101和帶有光纖接口 121的設(shè)備102和103,其中兩個塑料光纖連接 器100和一根全氟塑料光纖101組成單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)。光纖接口 121包含一個內(nèi)置 的塑料光纖收發(fā)模塊1211，塑料光纖連接器100所包含的插芯3通過光纖接口 100直接插 在塑料光纖收發(fā)模塊1211上，實現(xiàn)單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)與設(shè)備102和103的光纖通信。 值得注意的是，塑料光纖連接器100組裝時，一定要保證光纖端面與插芯3插入端口齊平。 該系統(tǒng)的通信方式為單芯全雙工。本實施例中所用塑料光纖連接器100區(qū)別于現(xiàn)有的石英 塑料光纖連接器及SI型塑料光纖所用的塑料光纖連接器，而是經(jīng)過改進的適用于GI型塑 料光纖的塑料光纖連接器，此類塑料光纖連接器皆帶有一根空心結(jié)構(gòu)的插芯，且插芯內(nèi)孔 直徑為1. 0mm，這是針對GI型塑料光纖的直徑而設(shè)計的。
[0030] 本發(fā)明利用單芯系統(tǒng)來實現(xiàn)雙向通信，所以塑料光纖收發(fā)模塊1211同時包含發(fā) 光單元和受光單元，即設(shè)備102和103所帶塑料光纖接口 121將塑料光纖接到同時包含發(fā) 光單元和受光單元的塑料光纖收發(fā)模塊1211，利用同一根全氟塑料光纖101來實現(xiàn)光信號 的收發(fā)，實現(xiàn)全雙工通信。此時，為保證不同方向傳播的光信號不產(chǎn)生干擾，兩者應(yīng)該工作 于不同的波長，即同一臺設(shè)備的發(fā)光單元和受光單元發(fā)射光線和接收光線的波長不同，相 連接的另一臺設(shè)備的發(fā)光單元與受光單元的工作波長與其交叉匹配。例如，設(shè)備102的發(fā) 光單元發(fā)射光線為850nm，受光單元接收光線為1330nm，則設(shè)備103的發(fā)光單元發(fā)射光線 為1330nm，受光單元接收光線為850nm。發(fā)光單元發(fā)射光線不受塑料光纖中的光信號影 響，但受光單元接收塑料光纖傳播來的光信號，由于塑料光纖中有兩種波長的光信號，為保 證受光單元接收到準(zhǔn)確的光信號，塑料光纖兩端的受光單元與塑料光纖之間需設(shè)置一個濾 光鏡。例如設(shè)備102的受光單元接收光線為1330nm，則在受光單元前設(shè)置一個濾光鏡濾去 850nm的光線。
[0031] 具體實施時，塑料光纖收發(fā)模塊1211可采用基于半導(dǎo)體激光器技術(shù)的光纖收發(fā) 器，以實現(xiàn)收發(fā)一體化。
[0032] 全氟塑料光纖是一種新型的塑料光纖，以AGC生產(chǎn)的F0NTEX為代表。F0NTEX是世 界首創(chuàng)的可以進行10千兆比特每秒（Gbps)大容量數(shù)據(jù)通信的光纖，與現(xiàn)有的石英光纖相 t匕，具有能在彎折、卷曲狀態(tài)下保持通信的特點，即使用在家庭內(nèi)，遭遇到不小心踩踏或彎 折等，仍然非常安全、放心。FONTEX環(huán)境負荷低的特點，降低了安裝維護成本。FONTEX耗電 量少、重量輕，同時，在傳輸速率、功耗、抗噪聲及彎曲度等方面也有著顯著的優(yōu)勢，最重要 的是FONTEX克服了普通塑料光纖傳輸距離短的缺點，實現(xiàn)了高速率長距離的光通信。表1 和表2分別使用不同光纖收發(fā)器，對SI型塑料光纖（SI P0F)、普通GI型塑料光纖（GI P0F) 及FONTEX采用不同傳輸速率時的傳輸距離及損耗所作的比較。
[0033] 采用基于RCLED技術(shù)的光纖收發(fā)器時，SI型塑料光纖（SI P0F)、GI型塑料光纖（GI P0F)及FONTEX在不同傳輸速率（lGbps、100Mbps、10Mbps)時的傳輸距離及損耗可見表1， 其中基于RCLED技術(shù)的光纖收發(fā)器的工作波長為650nm的可見光。
[0034] 表 1 采用 RCLED(650nm)。

【權(quán)利要求】
1. 一種單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)，其特征在于，包含一根單芯塑料光纖和兩個塑料光纖 連接器，所述單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)的信號傳輸方式為單芯全雙工，所述塑料光纖為GI型 塑料光纖，其型號為AGC的FONTEX ;兩個塑料光纖連接器分別接于塑料光纖兩端。
2. 如權(quán)利要求1所述單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)，其特征在于，所述塑料光纖連接器，包括 一個延長蓋、一個彈簧、一個插芯、一個插芯外罩和一個套筒，所述延長蓋、插芯、彈簧和插 芯外罩依次連接在一起，所述塑料光纖連接器還包括一個SC殼和一個尾管，所述SC殼帶 有插入式開關(guān)，所述尾管包圍于光纖到所述插芯外罩過渡區(qū)域。
3. 如權(quán)利要求1所述單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)，其特征在于，所述塑料光纖連接器，包括 保護帽、LC殼、彈簧、插芯、插芯外罩、套筒和尾管，所述插芯依次貫穿所述插芯外罩、彈簧及 LC殼中心位置，所述套筒位于插芯外罩尾部，所述尾管包圍于光纖到所述插芯外罩過渡區(qū) 域。
4. 如權(quán)利要求1所述單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)，其特征在于，所述塑料光纖連接器，包括 金屬環(huán)、套筒、連接頭、插芯、保護帽和尾管，所述插芯貫穿連接頭中心位置，所述尾管、金屬 環(huán)、套筒及連接頭依次相接，所述連接頭帶有旋轉(zhuǎn)套緊結(jié)構(gòu)。
5. 如權(quán)利要求2或3或4所述單芯雙向塑料光纖系統(tǒng)，其特征在于，所述塑料光纖連接 器所包含的插芯為空心結(jié)構(gòu)，所述插芯空心結(jié)構(gòu)的內(nèi)孔直徑為1. 〇_。
【文檔編號】G02B6/02GK104280829SQ201310279050
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月5日
【發(fā)明者】鄭強, 王亞輝, 鄭徐平 申請人:深圳市中技源專利城有限公司