低損耗通信級塑料光纖(POF)

11-11-2007DashengPOF1低損耗通信級塑料光纖（POF）在軍事上的應(yīng)用南京展瑞光電技術(shù)有限公司

2008年11月11日11-11-2007DashengPOF2提要PMMA塑料光纖大圣塑料光纖PMMA塑料光纖的應(yīng)用PMMA塑料光纖在軍事上的應(yīng)用11-11-2007DashengPOF3

是由以高折射率的聚合物材料制作的纖芯和以低折射率的聚合物材料制作的皮層所構(gòu)成的光導(dǎo)纖維作為塑料光纖的聚合物纖芯材料主要有PMMA，PS，PC等最成熟和廣泛商業(yè)化應(yīng)用和在軍事上應(yīng)用的，主要是低損耗PMMA塑料光纖塑料光纖（POF）－PlasticsOpticFiber11-11-2007DashengPOF4塑料光纖與其它傳輸介質(zhì)比較傳輸介質(zhì)雙絞線同軸電纜石英光纖塑料光纖價格高一般貴一般損耗高高最低稍高連接容易較容易難非常容易處理容易容易需要培訓(xùn)容易柔韌性柔韌柔韌易碎柔韌工作媒介電電紅外可見光數(shù)值孔徑低高帶寬低低最高高電磁干擾高低沒有沒有單段最大距離100米185米幾十公里100米到幾百米11-11-2007DashengPOF5PMMA塑料光纖的衰減和帶寬衰減：目前PMMAPOF在650nm的損耗小于200dB/km帶寬：理論上，傳輸帶寬最高可達(dá)10GHz.km，傳輸速率最高可達(dá)10Gbps。而銅芯雙絞線帶寬理論上只有幾百M(fèi)Hz.km，傳輸速率最大為1Gbps。目前通常的用銅纜寬帶上網(wǎng)，帶寬實(shí)際上只有幾兆11-11-2007DashengPOF6塑料光纖的應(yīng)用范圍光纖到戶FTTH，光纖到桌FFTD等局域網(wǎng)辦公自動化家庭電器、三網(wǎng)合一、智能化飛機(jī)、汽車和火車工業(yè)控制和工廠自動化照明和裝飾傳感器光纖跳線軍事應(yīng)用11-11-2007DashengPOF7

國內(nèi)兩大固網(wǎng)運(yùn)營商中國電信和中國網(wǎng)通，在努力發(fā)掘原有銅纜資源的同時，逐步大力開展FTTx光纖接入，尋找一條“光進(jìn)銅退”的演進(jìn)之路?，F(xiàn)有的銅線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始顯現(xiàn)出無力。全光接入已經(jīng)成為中國運(yùn)營商的普遍共識。塑料光纖的使用還可以節(jié)省寶貴的銅資源。據(jù)統(tǒng)計，鋪設(shè)1000公里的塑料光纖代替相同長度的8芯雙絞線，可節(jié)約2100公斤的銅。這對整合有限的金屬資源，有重大的意義。

“光進(jìn)銅退”11-11-2007DashengPOF8塑料光纖在通信領(lǐng)域中的應(yīng)用前景目前被稱為寬帶的ADSL、局域網(wǎng)以及有線、電視電纜上網(wǎng)都不是最終的接入方式。如果在網(wǎng)上看數(shù)字電視、參加遠(yuǎn)程教育、玩3D游戲，這三種方式都滿足不了需求，只有光纖到戶FTTH才能解決問題。FTTH能夠滿足現(xiàn)在和未來各種帶寬的需求，被業(yè)內(nèi)視為寬帶的終極目標(biāo)。塑料光纖可用于通信設(shè)備的互聯(lián)，為數(shù)據(jù)交換提供高速通道。我國3G網(wǎng)絡(luò)即將上馬，3G網(wǎng)絡(luò)要求更高的帶寬和速率，這為塑料光纖進(jìn)入通信領(lǐng)域提供了良機(jī)。目前正處于光電混合網(wǎng)階段，今后將逐步向全光網(wǎng)演進(jìn)。塑料光纖也將替代通信線纜成為短距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罴呀橘|(zhì)。由于我國通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)模巨大，POF的市場前景非常廣闊。11-11-2007DashengPOF9塑料光纖系統(tǒng)在局域網(wǎng)中的應(yīng)用

11-11-2007DashengPOF10軍事變革的特征自20世紀(jì)80年代末、90年代初，世界軍事領(lǐng)域興起了一場新的深刻變革。這場變革的直接推動者：一是國際戰(zhàn)略格局發(fā)生了重大的變化，二是以信息技術(shù)為核心的高新技術(shù)的迅猛發(fā)展這場軍事變革的兩大特征：武器裝備智能化，指揮控制自動化11-11-2007DashengPOF11在軍事信息基礎(chǔ)設(shè)施上的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和軍隊信息化程度的日益提高，軍隊信息資源的開發(fā)利用呈現(xiàn)出了下列新的特點(diǎn) （1）信息種類多，工作量浩大，海量信息的采集、處理、存儲對傳輸網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求 （2）信息動態(tài)性強(qiáng)，準(zhǔn)確性、保密性要求高軍事信息基礎(chǔ)設(shè)施主要包括各種偵察監(jiān)視預(yù)警探測系統(tǒng)、指揮信息系統(tǒng)、計算機(jī)數(shù)據(jù)庫、軍隊日常業(yè)務(wù)工作平臺、信息安全防護(hù)設(shè)備、與武器系統(tǒng)交鏈的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)、用于信息傳輸?shù)母黝愅ㄐ啪W(wǎng)絡(luò)等。塑料光纖具有非常明顯的優(yōu)勢（速度和帶寬）11-11-2007DashengPOF12塑料光纖的使用對信息安全有著重要意義隨著信息技術(shù)的發(fā)展和敵對雙方的通信、雷達(dá)、計算機(jī)等電子信息設(shè)備在戰(zhàn)場上的廣泛應(yīng)用，使得信息環(huán)境惡化，對通信網(wǎng)絡(luò)的信息安全保密性能構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。這種威脅主要由以下2個方面造成：電磁干擾嚴(yán)重?，F(xiàn)代電磁信號的密度強(qiáng)、種類多，干擾嚴(yán)重；強(qiáng)敵也可能對我實(shí)行全時域，全頻段，全方位的阻塞式和壓制式強(qiáng)電磁干擾電子偵察竊密活動猖獗。強(qiáng)敵可以在整個作戰(zhàn)時域?qū)ξ译姶泡椛湫盘枌?shí)施全天候的偵察竊聽，通信網(wǎng)信息保密問題尤為突出11-11-2007DashengPOF13塑料光纖避免泄密和失真塑料光纖傳輸?shù)氖枪庑盘枺趥鬏斶^程中不會輻射電磁波，從而可以有效避免電子設(shè)備間的電磁干擾和因此造成的信息泄漏塑料光纖不受電磁干擾的影響。這就保障了信號準(zhǔn)確的傳輸，對信息安全由重要意義11-11-2007DashengPOF14塑料光纖適合于軍事信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)根據(jù)測試，目前塑料光纖的傳輸速率是銅芯線纜的10－100倍。隨著工藝水平的提高，這種速度優(yōu)勢將越來越明顯塑料光纖不受電磁輻射的影響，傳輸準(zhǔn)確性高；不輻射電磁波，保密性好，所傳信息不會遭到竊取塑料光線的優(yōu)勢正在于此：高帶寬、高速率、抗干擾、保密性好等特性可以很好的服務(wù)于軍事信息基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)軍事基地、通信機(jī)房、交換中心等軍事設(shè)施的局域網(wǎng)非常適合用光纖。共享服務(wù)器時，塑料光纖的傳輸速度和帶寬優(yōu)勢非常明顯11-11-2007DashengPOF15參考資料（1）1993年美國政府高級防衛(wèi)研究計劃局（DARPA）成立了高速聚合物聯(lián)合體（HSPN），目標(biāo)是研究GI-POF技術(shù)。見《國防信息化》2006年第一期41頁《美軍網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)中的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)》，作者：李申、黃憲東2001年7月；參考資料，美國國防部向國會提交了《網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)》報告。該報告進(jìn)一步表明，美國國防部已經(jīng)開始了網(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)（NCW）能力的全面建設(shè)?！熬W(wǎng)絡(luò)中心戰(zhàn)”的實(shí)現(xiàn)必須依賴于無縫、保密、寬帶和互操作的信息基礎(chǔ)設(shè)施。美國國防部已經(jīng)注意到了塑料光纖在信息基礎(chǔ)設(shè)施中的巨大價值11-11-2007DashengPOF16塑料光纖在武器裝備上的應(yīng)用通訊車、指揮車、戰(zhàn)機(jī)、戰(zhàn)艦以及智能戰(zhàn)士，塑料光纖都將成為每個國家的重點(diǎn)研究項目。由于POF在能滿足原有介質(zhì)的功能外并且有數(shù)量級的信息傳輸量提升的事實(shí)。加之重量的減輕，提升武器的性能以及戰(zhàn)士在戰(zhàn)爭的推進(jìn)速度起到重要作用11-11-2007DashengPOF17塑料光纖在艦船上的應(yīng)用大型艦船（如航母）上使用大量的通信線纜。以一艘航母需100000米銅芯線纜計，這些線纜至少為3300kg。如果使用塑料光纖，大約只有1200kg，可減少一噸的載荷。如果增加一噸的其他物資，對于現(xiàn)代化的戰(zhàn)爭意義重大。艦船尤其是潛艇上可以使用POF傳感器。POF傳感器可以測量許多不同的參數(shù)，如距離、位置、形狀、顏色、亮度、透明度、粒子濃度、流量、折射率、半徑、密度和濁度等。在艦船上，塑料光纖可用于分布式計算機(jī)系統(tǒng)。分布式計算機(jī)系統(tǒng)處理大量的傳感器所返回的圖象和數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)量是非常大的，如何快速有效的處理這些信息，已經(jīng)成為海戰(zhàn)制勝的關(guān)鍵?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭形勢瞬息萬變，海上交戰(zhàn)以分甚至以秒計。作為穩(wěn)定高速的傳輸介質(zhì)，塑料光纖可以高速傳遞海量數(shù)據(jù)，為決戰(zhàn)制勝贏得時間。11-11-2007DashengPOF18參考資料（2）美國“小鷹”號航母中已經(jīng)采用了波士頓公司的POF布線；POF用于信息化單兵設(shè)備上的研究也在進(jìn)行。見2005年3期《光通信》文章《聚合物光纖的應(yīng)用技術(shù)》，作者：張永生、鄭榮升、馬輝、明海。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系

11-11-2007DashengPOF19塑料光纖在戰(zhàn)機(jī)上的應(yīng)用塑料光纖可以用在軍用戰(zhàn)機(jī)的指揮、控制、通信、計算機(jī)、情報、監(jiān)視、目標(biāo)獲取和偵察系統(tǒng)的構(gòu)建方面。目前“光纖通道”的傳輸速率已達(dá)2.124Gbps（甚至4.125Gbps），這就允許軍用飛機(jī)在數(shù)據(jù)網(wǎng)上進(jìn)行實(shí)時的數(shù)字視頻信號傳輸；抗電磁干擾能力強(qiáng)，可有效減少敵人阻塞式或者壓制式強(qiáng)電磁干擾，保障通信，增強(qiáng)安全性。塑料光纖的使用還可以有效降低戰(zhàn)機(jī)載荷。據(jù)計算，每千米的塑料光纖比相同長度的銅芯線纜至少輕20公斤！

11-11-2007DashengPOF20參考資料（3）美軍計劃采用POF組成千兆比特航空骨干網(wǎng)絡(luò)，不僅用于第四代戰(zhàn)斗機(jī)，同時還將用于美軍現(xiàn)役主力軍用飛機(jī)的航空電子系統(tǒng)升級（如F/A-18大黃蜂戰(zhàn)斗機(jī)、AH-64D阿帊奇武裝直升機(jī)和B-1B轟炸機(jī)等）。將實(shí)時雷達(dá)圖象信號注入到數(shù)字地圖系統(tǒng)中并在座艙顯示器上，生成高分辨率的三維動態(tài)目標(biāo)圖象，以滿足超視距作戰(zhàn)的要求。11-11-2007DashengPOF21塑料光纖在武器裝備上的應(yīng)用通過塑料光纖，可以將坦克內(nèi)部的成像系統(tǒng)、數(shù)字化地形圖、以及數(shù)字化指揮、控制、通信裝備連接起來，構(gòu)建有效的作戰(zhàn)系統(tǒng)在坦克和裝甲車上，塑料光纖也有其重要的作用。塑料光纖抗擾曲度高，接續(xù)維護(hù)容易，特別適應(yīng)裝備在有劇烈機(jī)械震動和炮火攻擊的野戰(zhàn)環(huán)境11-11-2007DashengPOF22塑料光纖在單兵系統(tǒng)上的應(yīng)用用于士兵穿戴式的輕型計算機(jī)系統(tǒng)，并能夠插入通信網(wǎng)絡(luò)下載、存儲、發(fā)送、接受關(guān)鍵任務(wù)信息，且可以在頭盔顯示器中顯示11-11-2007DashengPOF23參考資料（4）據(jù)《國際金融報》報道，美國喬治亞理工學(xué)院應(yīng)海軍部門的要求，設(shè)計了一種“聰明T恤”（SmartT-shirt）。該T恤都是由塑料光纖和傳導(dǎo)纖維編織