单芯双向塑料光纤系统及塑料光纤连接器的制造方法
【专利摘要】本发明针对现有石英光纤安装维护不容易、SI型塑料光纤传输距离短及GI型塑料光纤成本高的问题，提供了一种传输距离长，安装方便且成本较低的单芯双向塑料光纤系统；同时还提供了几种塑料光纤连接器，解决了GI型塑料光纤因直径大于石英光纤又小于普通塑料光纤，而不能与现有光纤连接器配合使用的问题。本发明提供的单芯双向塑料光纤系统，包含一根单芯塑料光纤和两个塑料光纤连接器，所述单芯双向塑料光纤系统的信号传输方式为单芯全双工，所述塑料光纤为AGC的FONTEX型号的全氟塑料光纤，属于GI型塑料光纤的一种；两个塑料光纤连接器分别接于塑料光纤两端，可进行更换。
【专利说明】单芯双向塑料光纤系统及塑料光纤连接器
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光纤通信及装配领域，具体涉及一种塑料光纤通信方法以及多种连接 器。
【背景技术】
[0002] 石英光纤身为光纤通信领域的先锋，其安装成本却是居高不下。石英光纤克服了 传统通信方式电磁干扰严重的问题，但安装接续却十分不便，且成本很高。石英光纤质地 脆、机械强度差，安装、接续需要一定的工具、设备和技术；纤芯直径小，对接不易，分路、耦 合不灵活；光缆的弯曲半径大，容易损坏。石英光纤存在的这些问题不仅增加了光纤通信系 统的实施难度，同时也增加了系统安装维护成本。在此情况下，塑料光纤被引进光纤通信领 域。
[0003] 塑料光纤没有安装维护难的问题，但SI型塑料光纤的传输距离较短，只能用于百 米通信。SI型塑料光纤纤芯折射率大于覆层折射率，以此实现入射光在芯-皮界面发生全 反射，光线在纤芯内的传递依靠这种全反射以锯齿形前进。由于入射光的入射角不同，导致 各模光线到达接收器的时间不同，并出现脉冲展宽现象。在展宽有限条件下，SI型塑料光 纤传输的入射光的入射角有限，造成其带宽受限，又因色散的存在，导致SI型塑料光纤通 信距离局限于百米。
[0004] GI型塑料光纤拥有比SI型塑料光纤大得多的带宽，同时传输距离也远大于SI型 塑料光纤。GI型塑料光纤不仅拥有普通塑料光纤质轻、柔软，对振动不敏感，弯曲半径大， 拉伸强度优异、耐用、占用空间小，带宽高，连接对端面藏留的灰尘和碎屑不敏感，不产生辐 射，完全不受电磁干扰和无线电频率干扰以及噪音的影响，安全程度高，数据传输没有可能 被窃听，切割、布线、粘结、抛光和其他加工容易，安装维护成本低的特点；而且光在GI型塑 料光纤中传输时，折射率从轴中心至边缘逐渐降低，沿径向呈抛物线变化，使各模光线在其 中的传输速度不同，而它们到达接收器的时间几乎相同，输出脉冲展宽不大，所以GI型塑 料光纤的带宽要比SI型塑料光纤的大得多，同时传输距离远，可轻松传输至500m以上距 离。
[0005] GI型塑料光纤容易安装且传输距离长，但成本贵。SI型塑料光纤市场价单芯每米 8元元左右，普通GI型塑料光纤单芯每米需要20元左右，而AGC的F0NTEX更是高达单芯每 米80元的价格。为实现双向通信，显然将普通GI塑料光纤或F0NTEX用于双芯单向的光纤 通信系统，成本将居高不下。
[0006] 任何光纤的接续都要通过光纤连接器来完成。现有的石英光纤接口品种繁多，但 均不适用于塑料光纤。石英光纤不论是外径还是芯径都小于塑料光纤，所以石英光纤连接 器不适用于塑料光纤。同时，GI型塑料光纤的芯径及外径又小于SI型塑料光纤，GI型塑 料光纤插入SI型塑料光纤连接器容易出现光纤连接器与光纤配合不紧密，光点难对齐的 问题，所以SI型塑料光纤连接器也不适用于GI型塑料光纤。
【发明内容】
[0007] 本发明针对现有石英光纤安装维护不容易、SI型塑料光纤传输距离短及GI型塑 料光纤成本高的问题，提供了一种传输距离长，安装方便且成本较低的单芯双向塑料光纤 系统；同时还提供了几种塑料光纤连接器，解决了 GI型塑料光纤因直径大于石英光纤又小 于普通塑料光纤，而不能与现有光纤连接器配合使用的问题。
[0008] 本发明的技术方案是： 一种单芯双向塑料光纤系统，包含一根单芯塑料光纤和两个塑料光纤连接器，所述单 芯双向塑料光纤系统的信号传输方式为单芯全双工，所述塑料光纤为AGC的F0NTEX型号的 全氟塑料光纤，属于GI型塑料光纤的一种；两个塑料光纤连接器分别接于塑料光纤两端， 可进行更换。
[0009] 上述单芯双向塑料光纤系统所包含的塑料光纤连接器，包括一个延长盖、一个弹 簧、一个插芯、一个插芯外罩和一个套筒，所述延长盖、插芯、弹簧和插芯外罩依次组装在一 起，所述塑料光纤连接器还包括一个SC壳和一个尾管，所述SC壳带有插入式开关，所述尾 管包围于光纤到所述插芯外罩过渡区域。
[0010] 上述单芯双向塑料光纤系统所包含的塑料光纤连接器，包括保护帽、LC壳、弹簧、 插芯、插芯外罩、套筒和尾管，所述插芯依次贯穿所述插芯外罩、弹簧及LC壳中心位置，所 述套筒位于插芯外罩尾部，所述尾管包围于光纤到所述插芯外罩过渡区域。
[0011] 上述单芯双向塑料光纤系统所包含的塑料光纤连接器，包括金属环、套筒、连接 头、插芯、保护帽和尾管，所述插芯贯穿连接头中心位置，所述尾管、金属环、套筒及连接头 依次相接，所述连接头带有旋转套紧结构。
[0012] 上述多种塑料光纤连接器所包含的插芯为空心结构，所述插芯空心结构的内孔直 径为1. 〇_。
[0013] 本发明的有益效果是： GI型塑料光纤相对于传统金属线缆而言，实现了更高的传输速率和带宽，使用一根细 细的光纤即可高速传送lOGbps的超大容量；耗电量低，节约能源；不产生电磁噪音，不受电 磁干扰影响，零辐射；缆线比普通揽线要轻1/3 ;缆线直径更细，提升了外观性能与设计的 自由度。
[0014] 全氟塑料光纤相对于石英光纤与普通塑料光纤更有优势。氟素树脂特有的材料低 分散性为进一步提高传输速度提供了可能；具备塑料特有的"折不断"的特点，而且打结或 者弯曲也不影响通信效果，可以随意处理，自由地进行布线设计；能任意变更核心直径和光 纤外径，可以降低光纤连接器成本；不会折断且柔软安全，能够提高缆线终端处理的操作便 利性；传输距离长，克服了普通塑料光纤百米通信的限制。
[0015] 单芯双向塑料光纤系统利用单芯塑料光纤实现全双工通信，相比单芯单向的通信 系统，节约了一半的塑料光纤材料，进一步降低了系统造价，有益于推进全氟塑料光纤的普 及。
[0016] 同时，本发明还提供了几种塑料光纤连接器，可以实现全氟塑料光纤系统和带有 光纤接口设备的稳定连接。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1单芯双向塑料光纤系统 图2单芯双向塑料光纤系统的一种应用环境 图3F0NTEX数据传输潜力趋势 图4多种光纤直径对比 图5 (a) SC型塑料光纤连接器散装图 图5 (b) SC型塑料光纤连接器外观图 图6 (a) LC型塑料光纤连接器散装图 图6 (b) LC型塑料光纤连接器外观图 图7 (a) FC型塑料光纤连接器散装图 图7 (b)FC型塑料光纤连接器外观图。
【具体实施方式】
[0018] 光纤通信具有带宽、高速、免电磁干扰、无辐射、防窃听、安全可靠等多种优点。目 前光纤通信介质有石英光纤和塑料光纤两种，其中，塑料光纤又可以分为SI型塑料光纤和 GI型塑料光纤。
[0019] 石英光纤光点对接要求精度高，需要专业的工具、技术来操作，同时，石英光纤对 振动十分敏感，对应用环境要求高。SI型塑料光纤传输距离不过100m，目前只能用于光纤 入户的"最后百米"工程。GI型塑料光纤同时克服了石英光纤安装维护成本高以及SI型塑 料光纤传输距离短的缺点，但是，GI型塑料光纤生产成本高，难以普及。
[0020] 本发明针对GI型塑料光纤生产成本高的缺陷，提供了一种单芯双向塑料光纤系 统，以全双工的方式进行通信，节约了近一半的塑料光纤生产成本；同时，还提供了几种适 用于该单芯双向塑料光纤系统的塑料光纤连接器，有利于推进该单芯双向塑料光纤系统的 普及。
[0021] 本发明所提供的单芯双向塑料光纤系统，包含一根单芯塑料光纤和两个塑料光纤 连接器。该单芯双向塑料光纤系统的信号传输方式为单芯全双工，所用塑料光纤为AGC的 F0NTEX型号的全氟塑料光纤或其他GI型塑料光纤，两个塑料光纤连接器分别接于塑料光 纤两端，可进行更换，用于连接全氟塑料光纤和带有塑料光纤接口的设备。
[0022] 本发明所提供的塑料光纤连接器的一种实施方式是：包括一个延长盖、一个弹簧、 一个插芯、一个插芯外罩和一个套筒，延长盖、插芯、弹簧和插芯外罩依次组装在一起。该塑 料光纤连接器还包括一个SC壳和一个尾管，其中SC壳带有插入式开关，尾管包围于光纤 到所述插芯外罩过渡区域，上述插芯为内孔直径为1. 〇_的空心结构。
[0023] 本发明所提供的塑料光纤连接器的另一种实施方式是：包括保护帽、LC壳、弹簧、 插芯、插芯外罩、套筒和尾管，插芯依次贯穿所述插芯外罩、弹簧及LC壳中心位置，套筒位 于插芯外罩尾部，尾管包围于光纤到所述插芯外罩过渡区域。上述插芯为内孔直径为1. 〇_ 的空心结构。
[0024] 本发明所提供的塑料光纤连接器的又一种实施方式是：包括金属环、套筒、连接 头、插芯、保护帽和尾管，所述插芯贯穿连接头中心位置，所述尾管、金属环、套筒及连接头 依次相接，上述插芯为内孔直径为1. 〇mm的空心结构，上述连接头带有旋转套紧结构。
[0025] 本发明提供的几种塑料光纤连接器均包含一个插芯，该插芯为内孔直径为1. 0_ 的空心结构，组装时，插芯固定在塑料光纤连接器中心位置，塑料光纤穿入插芯内孔。由于 插芯内孔直径为1. Omm，而GI型塑料光纤外层直径为0. 5_，二者结合松紧适宜，GI型塑料 光纤易于插入插芯内孔，同时，施加外力的情况下，也可以将塑料光纤从插芯中抽出，与其 他连接器配合使用。例如某个单芯双向塑料光纤系统两端连接的是SC型连接器，可与带有 SC型塑料光纤接口的设备连接，如果要将该单芯双向塑料光纤系统应用到带有LC型塑料 光纤接口的设备上时，可直接将塑料光纤从SC型连接器的插芯内孔中抽出，重新插入LC型 塑料光纤连接器的插芯内孔中，从而配合带有LC型塑料光纤接口的设备。
[0026] 以下结合几个实施例对本发明做进一步阐释。
[0027] 实施例一：一种单芯双向塑料光纤系统实施方案。
[0028] 本发明提供的单芯双向塑料光纤系统如图1所示，包含一根全氟塑料光纤101和 两个塑料光纤连接器100,塑料光纤连接器100紧紧固定在塑料光纤两端，塑料光纤通过塑 料光纤连接器100中的插芯连接带有光纤接口的设备。本实施方案中所选用的全氟塑料光 纤101属于GI型塑料光纤的一种，具体实施时，也可以选用其他GI型塑料光纤。
[0029] 图2所示为单芯双向塑料光纤系统的一种应用环境，包括两个塑料光纤连接器 100, 一根全氟塑料光纤101和带有光纤接口 121的设备102和103,其中两个塑料光纤连接 器100和一根全氟塑料光纤101组成单芯双向塑料光纤系统。光纤接口 121包含一个内置 的塑料光纤收发模块1211，塑料光纤连接器100所包含的插芯3通过光纤接口 100直接插 在塑料光纤收发模块1211上，实现单芯双向塑料光纤系统与设备102和103的光纤通信。 值得注意的是，塑料光纤连接器100组装时，一定要保证光纤端面与插芯3插入端口齐平。 该系统的通信方式为单芯全双工。本实施例中所用塑料光纤连接器100区别于现有的石英 塑料光纤连接器及SI型塑料光纤所用的塑料光纤连接器，而是经过改进的适用于GI型塑 料光纤的塑料光纤连接器，此类塑料光纤连接器皆带有一根空心结构的插芯，且插芯内孔 直径为1. 0mm，这是针对GI型塑料光纤的直径而设计的。
[0030] 本发明利用单芯系统来实现双向通信，所以塑料光纤收发模块1211同时包含发 光单元和受光单元，即设备102和103所带塑料光纤接口 121将塑料光纤接到同时包含发 光单元和受光单元的塑料光纤收发模块1211，利用同一根全氟塑料光纤101来实现光信号 的收发，实现全双工通信。此时，为保证不同方向传播的光信号不产生干扰，两者应该工作 于不同的波长，即同一台设备的发光单元和受光单元发射光线和接收光线的波长不同，相 连接的另一台设备的发光单元与受光单元的工作波长与其交叉匹配。例如，设备102的发 光单元发射光线为850nm，受光单元接收光线为1330nm，则设备103的发光单元发射光线 为1330nm，受光单元接收光线为850nm。发光单元发射光线不受塑料光纤中的光信号影 响，但受光单元接收塑料光纤传播来的光信号，由于塑料光纤中有两种波长的光信号，为保 证受光单元接收到准确的光信号，塑料光纤两端的受光单元与塑料光纤之间需设置一个滤 光镜。例如设备102的受光单元接收光线为1330nm，则在受光单元前设置一个滤光镜滤去 850nm的光线。
[0031] 具体实施时，塑料光纤收发模块1211可采用基于半导体激光器技术的光纤收发 器，以实现收发一体化。
[0032] 全氟塑料光纤是一种新型的塑料光纤，以AGC生产的F0NTEX为代表。F0NTEX是世 界首创的可以进行10千兆比特每秒（Gbps)大容量数据通信的光纤，与现有的石英光纤相 t匕，具有能在弯折、卷曲状态下保持通信的特点，即使用在家庭内，遭遇到不小心踩踏或弯 折等，仍然非常安全、放心。FONTEX环境负荷低的特点，降低了安装维护成本。FONTEX耗电 量少、重量轻，同时，在传输速率、功耗、抗噪声及弯曲度等方面也有着显著的优势，最重要 的是FONTEX克服了普通塑料光纤传输距离短的缺点，实现了高速率长距离的光通信。表1 和表2分别使用不同光纤收发器，对SI型塑料光纤（SI P0F)、普通GI型塑料光纤（GI P0F) 及FONTEX采用不同传输速率时的传输距离及损耗所作的比较。
[0033] 采用基于RCLED技术的光纤收发器时，SI型塑料光纤（SI P0F)、GI型塑料光纤（GI P0F)及FONTEX在不同传输速率（lGbps、100Mbps、10Mbps)时的传输距离及损耗可见表1， 其中基于RCLED技术的光纤收发器的工作波长为650nm的可见光。
[0034] 表 1 采用 RCLED(650nm)。
【权利要求】
1. 一种单芯双向塑料光纤系统，其特征在于，包含一根单芯塑料光纤和两个塑料光纤 连接器，所述单芯双向塑料光纤系统的信号传输方式为单芯全双工，所述塑料光纤为GI型 塑料光纤，其型号为AGC的FONTEX ;两个塑料光纤连接器分别接于塑料光纤两端。
2. 如权利要求1所述单芯双向塑料光纤系统，其特征在于，所述塑料光纤连接器，包括 一个延长盖、一个弹簧、一个插芯、一个插芯外罩和一个套筒，所述延长盖、插芯、弹簧和插 芯外罩依次连接在一起，所述塑料光纤连接器还包括一个SC壳和一个尾管，所述SC壳带 有插入式开关，所述尾管包围于光纤到所述插芯外罩过渡区域。
3. 如权利要求1所述单芯双向塑料光纤系统，其特征在于，所述塑料光纤连接器，包括 保护帽、LC壳、弹簧、插芯、插芯外罩、套筒和尾管，所述插芯依次贯穿所述插芯外罩、弹簧及 LC壳中心位置，所述套筒位于插芯外罩尾部，所述尾管包围于光纤到所述插芯外罩过渡区 域。
4. 如权利要求1所述单芯双向塑料光纤系统，其特征在于，所述塑料光纤连接器，包括 金属环、套筒、连接头、插芯、保护帽和尾管，所述插芯贯穿连接头中心位置，所述尾管、金属 环、套筒及连接头依次相接，所述连接头带有旋转套紧结构。
5. 如权利要求2或3或4所述单芯双向塑料光纤系统，其特征在于，所述塑料光纤连接 器所包含的插芯为空心结构，所述插芯空心结构的内孔直径为1. 〇_。
【文档编号】G02B6/02GK104280829SQ201310279050
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月5日 优先权日:2013年7月5日
【发明者】郑强, 王亚辉, 郑徐平 申请人:深圳市中技源专利城有限公司