聚合物光纖在千兆以太網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

        目前，千兆以太網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成為主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。大到成千上萬(wàn)人的大型企業(yè)，小到幾十人的中小型企業(yè)，在建設(shè)企業(yè)局域網(wǎng)時(shí)都會(huì)把千兆以太網(wǎng)技術(shù)作為首選的高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。千兆以太網(wǎng)以高效、高速、高性能為特點(diǎn)，正取代快速以太網(wǎng)，成為新建網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。

　　千兆以太網(wǎng)絡(luò)是由千兆交換機(jī)、千兆網(wǎng)卡、綜合布線系統(tǒng)等構(gòu)成，綜合布線系統(tǒng)包括模塊、配線架、傳輸線及其它接插件。千兆以太網(wǎng)傳輸速率是快速以太網(wǎng)的10倍，這種高速率的傳輸對(duì)傳輸介質(zhì)提出了更高的要求。

　　常見(jiàn)的千兆以太網(wǎng)傳輸介質(zhì)主要有六類雙絞線、超六類雙絞線、多模光纖、單模光纖。其中，六類雙絞線最大傳輸距離100米，為了增強(qiáng)其抗干擾能力還會(huì)增加屏蔽層。這也增加了其生產(chǎn)工藝的復(fù)雜度，也使得其成本大大增加。同時(shí)，六類線在布線中也有嚴(yán)格的工藝要求，非標(biāo)準(zhǔn)的布線、配線、水晶頭制作，將無(wú)法達(dá)到預(yù)期的傳輸帶寬。

　　光纖的價(jià)格相對(duì)于六類線，已經(jīng)有很大的優(yōu)勢(shì)。在大規(guī)模的FTTH建設(shè)中所廣泛使用的皮線光纜的價(jià)格約為六類雙絞線的三分之一，不足1元/米。制約千兆光纖以太網(wǎng)大規(guī)模普及的，一是光纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)備較之電口的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備價(jià)格較高。如一臺(tái)24口的普通千兆交換機(jī)不足千元，而同樣端口數(shù)量的千兆光纖交換機(jī)約在5000元左右。二是光纖本身施工難度較大，對(duì)施工人員的專業(yè)性要求較高，同時(shí)專業(yè)設(shè)備如熔接機(jī)、測(cè)試儀器等價(jià)格高昂，小型網(wǎng)絡(luò)公司無(wú)法組織實(shí)施。

　　雖然有以上不足，千兆光纖以太網(wǎng)系統(tǒng)仍然取得了很大的市場(chǎng)規(guī)模。特別是在大型企業(yè)、政府機(jī)構(gòu)、金融機(jī)構(gòu)、醫(yī)療行業(yè)等對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬、網(wǎng)絡(luò)安全性有較高需求的專業(yè)領(lǐng)域。究其原因，主要有以下幾點(diǎn)：

　　1. 千兆光纖以太網(wǎng)突破了雙絞線系統(tǒng)所遭遇的百米傳輸困局。采用多模光纖，其最高傳輸距離可達(dá)550m，而單模光纖的無(wú)中繼傳輸距離更是高達(dá)數(shù)十公里。

　　2. 網(wǎng)絡(luò)安全性大大提高。光纖傳輸無(wú)電磁輻射，對(duì)電磁干擾免疫，信號(hào)傳輸穩(wěn)定可靠。特別是在一些保密性要求高的單位，這一特性可有效防止利用電信號(hào)在網(wǎng)線中傳輸多輻射的電磁波偵聽(tīng)。光纖本身絕緣，在一定程度上避免了由于雷擊等造成的網(wǎng)絡(luò)故障。

　　3. 光纖壽命長(zhǎng)，可達(dá)30年以上。雙絞線往往標(biāo)稱質(zhì)保15年，但其實(shí)際壽命往往不到10年就會(huì)因?yàn)榫€路老化而達(dá)不到標(biāo)稱的傳輸帶寬。這也是網(wǎng)吧幾年就要更換一次網(wǎng)線的原因。

　　4. 支持網(wǎng)絡(luò)帶寬升級(jí)。光纖支持萬(wàn)兆以太網(wǎng)的應(yīng)用，為以后的帶寬升級(jí)奠定基礎(chǔ)。。

　　出于以上考慮，人們?cè)敢飧冻鲚^大成本來(lái)部署千兆光纖以太網(wǎng)。集成商卻在工程實(shí)施中遇到下列問(wèn)題：

　　1. 石英光纖質(zhì)地脆弱，雖然用于室內(nèi)布線的光纖有著較小的彎曲半徑，但彎曲半徑過(guò)小仍然會(huì)折斷。一旦斷裂，故障排除就比較困難。這給光纖布放和今后的維護(hù)帶來(lái)一定的難度。

　　2. 石英光纖芯徑小，只有幾個(gè)微米到幾十個(gè)微米。這樣小的芯徑使得對(duì)準(zhǔn)精度要求非常高，光纖的接續(xù)、連接器制作難度大，需要專業(yè)設(shè)備和經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的技術(shù)人員操作。

　　聚合物光纖的出現(xiàn)，一定程度上彌補(bǔ)了石英光纖在千兆以太網(wǎng)布線系統(tǒng)中所遇到的困境。聚合物光纖(Polymer optical fibers，也稱為塑料光纖)是由高折射率的聚合物材料作為纖芯和低折射率的聚合物材料作為包層所構(gòu)成的光導(dǎo)纖維。

　　聚合物光纖具有以下特點(diǎn)：

　　1. 直徑大，一般可達(dá)0.5—1mm，大的芯徑使得接續(xù)容易，易對(duì)準(zhǔn)，從而可以使用廉價(jià)的注塑連接器，安裝成本低。

　　2. 數(shù)值孔徑大，與光源和接受器件耦合效率高。

　　3. 帶寬高，最高可達(dá)萬(wàn)兆;無(wú)電磁輻射，不受電磁干擾。

　　4. 直徑小、重量輕，韌性好，抗拉伸，壽命長(zhǎng)，非常適合狹小空間敷設(shè)。

　　聚合物光纖非常適合多節(jié)點(diǎn)的短距離通信網(wǎng)，如辦公局域網(wǎng)、有線電視網(wǎng)，特別適合FTTH的應(yīng)用。

　　聚合物光纖彎曲半徑小(<5mm)，長(zhǎng)期處于小半徑彎曲狀態(tài)對(duì)信息傳輸幾乎沒(méi)有什么影響，而石英光纖若長(zhǎng)期處于這種彎曲狀態(tài)則可能發(fā)生斷裂。因此，聚合物光纖更適合用于樓宇布線，特別是具有較多彎角的樓層、室內(nèi)布線。聚合物光纖接續(xù)簡(jiǎn)單，施工容易，可現(xiàn)場(chǎng)制作連接器而無(wú)需借助任何特殊設(shè)備。普通工人只需短短幾分鐘的學(xué)習(xí)就能掌握聚合物光纖連接器的制作。這極大的方便了工程布線，降低了施工成本。

　　聚合物光纖已經(jīng)受到了越來(lái)越多的關(guān)注，被認(rèn)為是短距離光纖到桌面的最佳傳輸介質(zhì)。聚合物光纖已經(jīng)在傳輸帶寬(可達(dá)萬(wàn)兆)和傳輸距離(千兆速率傳輸可達(dá)200米)上都超越了雙絞線。

　　聚合物光纖由于損耗較大，傳輸距離受到限制。在150米以上的千兆光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中仍然建議采用石英光纖傳輸，150米以內(nèi)的傳輸可采用聚合物光纖。聚合物光纖和石英光纖采用相同的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，不存在兼容性的問(wèn)題。這樣做，可最大限度的縮短工期，減少施工成本。

　　聚合物光纖已經(jīng)應(yīng)用于車載系統(tǒng)、艦載系統(tǒng)、機(jī)載系統(tǒng)、工業(yè)控制領(lǐng)域、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，并逐步向視頻監(jiān)控、樓宇對(duì)講、家居智能化等領(lǐng)域延伸。聚合物光纖經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，其傳輸性能和傳輸距離已經(jīng)超過(guò)五類、六類雙絞線。隨著國(guó)家光進(jìn)銅退，F(xiàn)TTH、三網(wǎng)融合等產(chǎn)業(yè)政策的實(shí)施，聚合物光纖的觸角將延伸至各種短距離傳輸領(lǐng)域，市場(chǎng)前景看好。