塑料光纤及应用

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塑料光纤传光原理及应用

塑料光纤传光原理及应用

塑料光纤传光原理及应用1.前言光纤通讯比传统的电缆通讯有三大优点: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。

但我们在以往的光纤通讯中,传输媒介均采用玻璃光纤,玻璃光纤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。

近些年随着对塑料光纤传输原理的研究及产品的成功试制、试用,发现其已能在部分领域代替玻璃光纤,用塑料光纤制成的商用产品在一些领域已进行广泛应用,如照明、信息传输等。

2.光在塑料光纤中的传输原理2.1 子午光线在阶跃型POF中的传输阶跃型POF是一种具有芯皮结构的光纤。

子午平面指的是包含有光纤轴的平面,所谓子午线,就是光线的传播路径始终在同一平面内,子午光线总是和光纤轴相交的,光在一种均匀介质传播时是一种直线式传播:当光从一种介质传至另一介质表面时,一般同时发生反射和折射;如果光从折射率小的光疏介质射入折射率大的光密介质时,则折射角小于入射角;而当光从光密介质射入光疏介质时折射角将大于入射角,因而当光从光密介质射入光疏介质时就有可能出现只有反射而无折射的现象,这就是全反射,全反射是光折射的一种边界效应,即光从一种透明介质进入到另一种介质里而发生弯曲的现象。

POF就是通过全反射原理进行光传输的。

2.2 子午线在阶跃型光纤中的几何行程和反射次数由于子午光线入射光纤中并不是同一角度,故而其在光纤中的几何行程也不相同。

无论是子午线在光线中的行程计算公式还是反射次数计算公式,都是假定光纤是处于非常理想状态下——光纤非常直,光纤直径均匀,光纤内部无缺陷和光纤入射端面平直等,倘若光纤不在这一理想条件下,则入射子午线全反射的状况就会发生变化,如有的会从光纤中反射出,有的反射角会发生变化等,因此光纤的传输损耗也会增加。

塑料光纤的特性与应用

塑料光纤的特性与应用

塑料光纤的特性与应用塑料光纤(Plastic Optical Fiber,缩写POF)作为一种新型的光传输媒介,在传感器、数据通信、医疗仪器和家庭娱乐等领域得到了广泛的应用。

本文将从POF的特性和应用方面,深入探讨POF在未来的发展趋势。

一、塑料光纤的特性1.大直径:相比于玻璃光纤,塑料光纤的直径更大,最常见的为1mm或2mm。

这种大直径可以改善传输光信号的进入角度问题,提高了光纤的可靠性和稳定性。

2.机械强度高:塑料光纤的强度高,可以抵抗一定的拉伸力和弯曲力。

这种高强度还使得POF成为了柔性光纤的代表,能够适应弯曲和半径较小的场景。

3.成本低:相比于玻璃光纤,塑料光纤的材料成本和生产成本都低得多,可以大规模应用在传感器网络中。

4.光学性能较低:因为使用的是塑料材料,塑料光纤的光学性能相比玻璃光纤要低。

传输的距离较短,通常在100米以内,且受到环境光线、温度和湿度等因素的影响较大。

二、塑料光纤的应用1.医疗方面:PFO可以作为医疗设备的光源和传感器的传输媒介,如光导导管、输液管和手术仿真器等。

2.传感器方面:PFO可以将信号从传感器设备和检测器传输到控制系统中,可以应用在电气设备、物流、安全等领域。

3.家庭网络方面:POF可作为家庭网络的传输介质,用于数据、语音和视频通信,稳定性和速度都得到了很大程度的提升。

4.汽车航空方面:由于POF具有轻巧、柔性、高速传输等特点,在汽车和航空领域得到了广泛的应用。

在汽车中,PFO可以用作车载数据传输和娱乐系统音效传输,同时也可作为汽车与外部交互的传感器信息传输媒介。

三、未来发展趋势随着科技的进步,POF的应用场景会不断扩大。

特别是5G时代的到来,会迅速推动POF的发展。

通过POF实现5G网络的传输,可以提高数据传输速率、传输距离和稳定性。

同时,POF在智能家居、智慧城市等领域的应用也将推动其自身技术的不断改善,未来PFO的应用前景更加广阔。

总之,塑料光纤的特性和应用的不断发展,使得其在多个领域得到了广泛的应用。

塑料光纤POF的

塑料光纤POF的
传输速度快
塑料光纤的传输速度比铜缆快几个数量级,能够满足高速数据传输的需 求。
03
抗电磁干扰
塑料光纤不受电磁辐射干扰的影响,适用于恶劣的电磁环境。
定义和特性
柔韧性好
塑料光纤柔韧性好,可以随意弯曲,适用于 小型化、便携式的设备。
重量轻
塑料光纤重量轻,便于安装和维护。
弯曲半径小
塑料光纤的弯曲半径小,可以适应紧凑的空 间布局。
Polymer材料
塑料光纤主要使用高透明度的聚合物材料,如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和 聚苯乙烯(PS)等。这些材料具有高透光性、低衰减、低成本等优点。
掺杂剂
为了提高塑料光纤的传输性能,通常会向聚合物材料中掺杂一些物质,如染料 、荧光剂等。这些掺杂剂可以增强塑料光纤的发光性能和传输效率。
塑料光纤pof的制造过程
高传输速率:与玻璃光纤相比,塑料光纤具有更高的传输速率。
塑料光纤pof的优势和劣势
• 良好的柔性和耐冲击性:塑料光纤具有较好的柔性和耐冲 击性,便于安装和使用。
塑料光纤pof的优势和劣势
低带宽:与玻璃光纤相比,塑料光纤的带宽较低,限制 了传输容量。
寿命较短:与玻璃光纤相比,塑料光纤的使用寿命较短 ,限制了其在某些应用场景的使用。
市场竞争
全球塑料光纤pof市场的主要厂商包括日本的外围设备厂商、中国的通信设备制造商以及欧洲的汽车制造商。它 们通过自主研发和技术创新,不断提高产品性能和降低成本,进一步推动了塑料光纤pof的应用和市场发展。
塑料光纤pof的应用案例
家庭网络
塑料光纤pof被广泛应用于家庭网络中,特别是在一些难以铺设光纤的地区。由于其安装 简便、灵活性和低成本等特点,使得家庭用户可以享受到高速、稳定的网络服务。

塑料光纤应用及发展前景

塑料光纤应用及发展前景

塑料光纤特性研究及其应用摘要:塑料光纤是由高折射率的高聚物芯层和低折射率的高聚物包层所制成的光导纤维。

塑料光纤的研究己经历30年之久,最早的塑料光纤是美国杜邦公司于1968年开发的聚甲基内烯酸甲酯阶跃型塑料光纤。

最初生产的塑料光纤由于衰减大、色散大,带宽远远不能满足高速数据通信的要求,它仅仅用于照明、汽车车灯监控等非通信领域。

随着高聚物材料的合成工艺,改性方法等技术的发展,使得塑料光纤的芯、包材料的选择,制造工艺方法,性能的改善等方面得以长足发展,现今塑料光纤己达到成熟生产和实用化水平。

现在研制的新型氟树脂塑料光纤(POF)的传输速率为2. 5 Gbit/s,传输距离达200 m,其性能与现存的石英多模光纤技术性能完全接近,充分展示了塑料光纤的魅力和应用前景。

这种塑料光纤可以取代石英多模光纤应用到光纤入户的局域网建设中,市场潜力巨大。

塑料光纤与石英光纤相比,塑料光纤在高速短距离通信网络中具有显著的竞争优势,它在100~1 000 m范围内带宽可达数GHz,而成本与对称电缆相当同时塑料光纤具有加工容易、弯曲性能好、连接分路简单、操作简便、价格便宜、可以采用可见光作光源等一系列优点。

塑料光纤制备技术的不断提升正不断提升这塑料光纤的品质,在汽车,局域网,甚至战斗机等高速短距离通信要求较高,传输距离不高的地方,塑料光纤起着举足轻重的地位。

关键词:市场现状制备方法市场前景特性研究应用领域目录前言: (2)1.塑料光纤市场现状及前景 (2)1.1塑料光纤发展过程及前景 (2)1.2塑料光纤主要市场现状 (3)1.2.1汽车工业 (3)1.2.2.消费电子 (3)1.2.3工业控制总线系统 (4)1.2.4互连网 (4)2.塑料光纤的材料及性能 (5)2.1.塑料光纤的皮层材料 (5)2.2塑料光纤的芯材料 (5)2.3塑料光纤的性能 (6)3塑料光纤的制备技术及比较 (9)3.1塑料光纤制备技术 (9)3.1.1棒管法 (9)3.1.2共挤法 (10)3.1.3连续聚合纺丝法 (10)3.2.POF制备方法比较 (10)总述: (11)致谢: (11)参考文献: (11)前言:为了满足局域网用户的要求,各网络运营商都在积极发展自己的短距离高速传输系统。

塑料光纤(POF)的研究及其应用

塑料光纤(POF)的研究及其应用

塑料光纤(POF)的研究及其应用————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:塑料光纤的研究及其应用重庆工业职业技术学院毕业论文学生姓名:陶有兴指导教师:陈媛媛专业:计算机通信重庆工业职业技术学院自动化系二O一二年十一月目录中文摘要 ............................................... ..4 绪论.................................................... .6 1网络与通信的发展趋势.................................. ..8 1.1网络的发展趋势......................................................... .8 1.2通信的发展趋势...................................................... 。

8 2光纤通信的优势 . .................................... 。

.11 2.1铜缆传输的缺陷。

.................................................... .。

11 2.2采用光纤通信的优点. ................................................. 。

.11 3塑料光纤。

......................................... 。

13 3。

1塑料光纤的概念. ................................................... 。

13 3。

2塑料光纤和石英光纤的比较。

........................................ 。

塑料光纤的性能及其应用和制备

塑料光纤的性能及其应用和制备

塑料光纤的性能及其应用和制备塑料光纤是一种在远程通讯、光源传输、传感器以及医疗领域等方面有着广泛应用的塑料纤维。

相对于传统的玻璃光纤,塑料光纤具有柔韧性强、成本低廉、易于加工等优点。

在本文中,我们将探讨塑料光纤的性能、应用以及制备方法。

1. 塑料光纤的性能塑料光纤在光学性能、机械性能、电性能等方面表现出了独特的性能。

在光学性能方面,塑料光纤透光度高、波导损耗低,能够突破玻璃光纤制备的技术和成本瓶颈,实现更广泛的应用。

在机械性能方面,塑料光纤柔性好、弯曲半径小、抗松弛性强,形状可变性能显著,可根据不同需求进行制备。

在电性能方面,塑料光纤具有较好的耐电压、绝缘性能,能够在高电场条件下工作。

2. 塑料光纤的应用(1)通讯领域塑料光纤在通讯领域广泛应用,如局域网(LAN)、高清晰度电视(HDTV)、数字音频和视频等领域。

由于塑料光纤的波导损耗低、成本低廉,因此在短距离通讯中得到了广泛的应用。

(2)传感器领域塑料光纤在传感器领域应用十分广泛,如温度传感器、压力传感器、应力传感器、气体传感器等。

由于塑料光纤能够测量光的传输时间和强度,因此在传感器领域有着广泛的应用。

(3)医疗领域塑料光纤在医疗领域应用广泛,如内窥镜、激光手术、光学诊断等领域。

由于塑料光纤有良好的柔性、成本低廉等特点,因此在医疗领域得到了广泛的应用。

3. 塑料光纤的制备方法(1)熔融纺丝法该方法是将高分子聚合物溶解在溶剂中,将纤维形成成分溶解液浸润在玻璃管内,使成分溶液与空气接触凝固,从而形成塑料光纤。

(2)涂布法该方法是将高分子聚合物涂布在玻璃纤维表面,然后经过固化,形成了塑料光纤。

(3)喷射纺丝法该方法是将高分子物质在高温下溶解,然后通过高压空气将溶液喷成高速流,使溶液顺着高速气流拉伸成光纤,从而形成塑料光纤。

总之,塑料光纤在现代科技中起着至关重要的作用,它的研究和应用将进一步拓展未来高新技术的领域。

但需要注意的是,塑料光纤还存在一些问题和挑战,如寿命问题、抗拉强度需要改善等。

塑料光纤介绍和应用情景

塑料光纤介绍和应用情景
1966年,第一根塑料光纤由美国杜邦公司研制成功,损耗是1000dB/km,PMMA材料。 1980年,三菱公司以高纯MMA单体聚合PMMA,使塑料光纤损耗下降到100-200dB/km。 1982年,日本电报公司(NTT)成功研制了损耗为20dB/km的全氘化PMMA塑料光纤,并可 传输近红外到可见光波段的光。? 同时PF-GI-POF以及PMMA-GI-POF被研究以及改进,为主要的通信发展方向。
塑料光缆
Polymer Optical Fiber Cable
光缆是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的,它是利用置于包覆护套中的一 根或多根光纤作为传输媒质并可以单独或成组使用的通信线缆组件。 按缆中光纤状态分:按光纤在光缆中是否可自由移动,光缆可分为松套光纤光缆、紧套 光纤光缆。
我们用的一般都是紧套 光纤:将裸光纤的表面 再挤上一层塑料后,紧 套光纤中光纤被套管紧 紧箍住,不能在其中松 动,它与塑料护套层是 一个整体结构,这就是 紧套光纤(光缆)。
光纤
光导纤维,Optical Fiber 光纤分类:按用途分为通信光纤和特种光纤;按材质分为塑料光纤、塑料包层光纤、多组分玻璃光纤、 石英光纤等;按传输模式分为多模光纤和单模光纤等。
通信光纤分类以及结构:
50/125 um
62.5/125 um
9/125 um
980/1000 um
1.0/2.2 mm
塑料光缆
Polymer Optical Fiber Cable
按照中国通信行业标准YD/T 1258.6-2006室内光缆系列,通常塑料光缆分为:单芯光缆、双芯光 缆和多芯光缆。
单芯光缆
双芯光缆
多芯光缆
光缆的基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成,另外根据需要还有防水 层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。可以根据需求,做成合适的保护层。如图,可以做金属披覆, 增强光缆的耐磨耐压性能;也可以用凯夫拉线进行披覆,对光缆的抗拉性能进行加强。

塑料光纤传输和通信系统的优势和应用分析

塑料光纤传输和通信系统的优势和应用分析

塑料光纤传输和通信系统的优势和应用分析与电缆相比,作为传输介质,光纤具有很多优点,但是普通通信用的石英光纤连接难度大、成本昂贵、安装维护费用高,不能广泛应用于短距离数据通信或桌面数据连接。

塑料光纤不但具有光纤的优点,而且其直径一般在0.3~3mm,大的直径宜于连接,光的耦合效率也较高,同时还兼有柔软、抗弯曲、耐震动、抗辐射、价格便宜、施工方便等优点,可在一定程度上代替传统的石英光纤及铜缆。

因此塑料光纤通信系统非常适合于短距离(100m左右)、中小容量(几Kb/s至100Mb/s)、低成本(几十元)的桌面数据连接,以及设备之间、设备内部总线的数据连接。

塑料光纤传输系统的优势采用塑料光纤通信系统取代电缆连接后,将会在以下几个方面提高设备的性能。

● 提高设备的抗电磁干扰和抗核辐射能力。

● 无串扰。

使用光缆来传输信号,各路信号之间不会产生串扰。

● 减轻系统的重量。

1500m直径1mm的塑料光纤的重量只有不到2kg。

● 抗雷击能力强。

无金属的光缆本身是很好的绝缘体,即使暴露在室外,也不会引来雷电击坏设备。

塑料光纤通信的系统描述塑料光纤通信系统的基本组成为:光发送器、光接收器、塑料光纤及一些无源器件。

光发送器将电信号(如TTL电平的信号)转化为光信号,光信号被耦合到塑料光纤中,通过塑料光纤传输到光接收器,光接收器将光信号还原为电信号(如TTL电平的信号)。

塑料光纤通信系统侧重于短距离通信,低成本、简单易操作、高可靠性,因此在具体系统实现上,完全不同于石英光纤通信系统。

1 塑料光纤通信收发器塑料光纤收通信发器是塑料光纤通信系统中核心部分,包含光发送器和光接收器。

图1是光发送器结构示意图,发光二极管(LED)是普通显示用的高亮度表面贴装发光二极管,驱动电流小于20mA,中心波长590nm(橙$光)。

之所以选取590nm的发光二极管,是因为这种波长的发光二极管很廉价,而且在590nm波长处,塑料光纤的损耗值相对较低。

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塑料光纤 节能 环保 铜资源是有限的,而且价格在不断的上升。
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二、塑料光纤基本特征
POF的研发简史
六十年代 美国杜邦公司开始研究塑料光纤。 八十年代 日本三菱开发出可用于通信领域的PMMA塑料光纤 九十年代 日本公司又开发出含氟通信用塑料光纤 2000年 日本旭硝子公司开发出氟化梯度型通信用塑料光纤 2006年 深圳大圣开发出PMMA通信用塑料光纤
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博物馆
设备内部照明
特定的照明光源
a、小型公司应用解决方案
光纤 modem 五口或八口交换机
办公室1
公司安防
四口POF路由器
石英光纤
办公室 2 办公室 4
塑料光纤
铜缆跳线
办公室 3
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b、中型公司应用解决方案
机房
光纤modem 防火墙 服务器
五口或八口交换机
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我们的产品质量
大 圣
光 纤 衰 减 测 试 (dB/km)
大 三 东 圣: 184 菱: 167 丽: 176
三 菱
东 丽
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塑料光纤的社会效益
每生产百公里塑料光纤
节能环保 无任何排放
We have only a earth
节省: 5600kg铜资源 1600度电资源 减少排放:1600kg二氧化碳 植树:8 棵
公司每年产生 POF: 节省: 6720吨铜资源 192万度电资源 减少排放:1920吨二氧化碳 相当植树:超一万棵
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工业控制应用 (工业以太网)
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RS232/485/422-塑料光纤转换器
• 功能简介 特点: 使用塑料光纤(POF)作通信介质 作用:解决了电磁干扰、地环干扰和雷电破坏的难题 效果:提高了数据通信的可靠性、安全性和保密性 • 应用范围 各种工业控制、过程控制和交通控制等场合 特别适合银行、电力、通信及对电磁干扰环境有特殊要 求的部门和系统。
5.国防及军事工业应用领域
• • • • • • 战地移动网络 战车、指挥车、坦克和装甲车信息设备连接 潜艇舰船分布式数据传输系统 单兵穿戴式的轻型计算机系统 要求安全、保密的自动化网络系统 各类飞行器具中的信号传递
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光纤交接箱 (内置光分路器) 1:32
32 接各楼宇ONU
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f、分布式以太网应用解决方案
公寓与餐厅
公寓交换机
塑料光纤 石英光纤
办公楼 办公室网络
楼层交换机
部门光交换机
厂房 二
去各办公室
楼层交换机 车间交换机
去各办公室
CATV
石英光纤 塑料光纤
PC
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塑料光纤以太FTTH中的拓扑结构
楼宇安防 楼宇交换机
塑料光纤路由器
家庭交换机
楼宇交换机
家庭交换机
塑料光纤中心交换机
石英光纤 塑料光纤
打印机
PC
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Internet
楼宇或楼层POF光交换机
4.智能家电--家庭智能网 络连接示意图
家庭四口或八口 POF光交换机
IP 电话
IP TV机顶盒
高清电视
IP CAMERA
台式电脑 多媒体 PC 笔记本电脑
笔记本电脑 台式电脑
HI-FI
办公室基本设备
可扩展设备
塑料光纤
石英光纤
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连接简单 无需接头 方便快捷
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POF光网络的主要设备、器件 光元件:
RC—LED 比普通LED亮 光源利用率更高
光模块:
内含收发光元件 带有活动光纤插接口
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6. 照明用塑料光纤
主要特点: 光纤传光、发光,不发热、不导电; 只透可见光,几乎不透红外线与紫外线; 光损耗小,透光性强;柔韧性好,易于加工; 点线结合,艺术性强,可点发光、线发光,随意变色; 柔软,可随意弯曲、造型; 安全、节能、环保、免维护;防水、防紫外线; 使用寿命长,使用范围广。
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办公室 办公室 办公室 办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
楼宇主机房 24口楼层 POF交换机
楼宇安防
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
服务器
光路由器
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
办公室
中心光交换机
楼宇主 机房
办公室
办公室
办公室
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3.工业控制和监测系统
发电厂及变电站强磁场中的控制线路 工业企业自动化生产线控制
设备与设备的控制连接
还有:
• 传感器的信息连接 • 特别适用于悬浮行程和长达15米以上 的长行程 • 可将POF做为传感器,监测目标的变化 • 可通过网络传递监测图像信息 36
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ISO 9001:2008
认证证书
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我们的产品 —通信用塑料光纤
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工信部科技成果鉴定书
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工信部科技成果鉴定
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鉴定专家
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江西省新产品证书
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POF的结构与传光
传输介质不同,其折射率不同
POF芯材为光密介质,POF皮材为光疏介质 折射与反射
数值孔径NA
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通信用塑料光纤的结构
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工艺流程图
塑料
挤出机
拉丝机
光纤
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塑料光纤的特点
• • • • • • 可替代铜缆,节省铜资源 节能环保,低碳绿色产业 抗干扰能力强,适合军事国防 不用熔接与焊接 防腐,防水,防雷,柔性好 故障率低,维护简单
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长距离用石英光纤 短距离用塑料光纤 楼外石英光纤 楼内塑料光纤 共同实现FTTH 的全光网
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塑料光纤PON-FTTH的拓扑结构
ONU
电视
IP数据网
ONU
1:32 OLT ODN
含POF接口的ONU
ONU
电话
POF交换机
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塑料光纤网络设备
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三网融合用塑料光纤网络设备 POF - ONU
GOF
POF
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三、 塑料光纤的应用
办公室1
公司安防
光纤路由器
POF交换机
办公室 N
办公室 3
办公室 2
石英光纤 塑料光纤 铜缆跳线
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C、三网融合(FTTB)全光网解决方案
四、分布式解决方案
塑料光纤 石英光纤
楼层ONU 住户
家庭光路由器
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