POF光纤布线系统在局域网的应用

    一、概述


    在信息技术日益发达的今天,数据传输极为重要,为满足高速的计算机局域网络、会议电视、视频点播等应用寻求速率更快、信息传输量更大的信息传输媒介成为当今材料科学的一个重要课题。目前,在信息传输过程中,可以使用的是以金属为介质的铜缆,以石英玻璃为介质的石英光纤以及新兴的以高分子材料为介质的塑料光纤。铜缆由于不能支持传输所需的高带宽的要求,而且抗电磁干扰的能力差等缺点,正逐步被光纤所取代。长距离信息传输的石英光纤已经广泛应用,然而,尽管用于代替铜缆作为传输介质的石英光纤,以其低损耗、高抗电磁干扰性等特点在远距离传输中显示了一定的优势,但在光纤到户、以及光纤到桌面的密集的短距离应用中,由于连接难度大、成本昂贵、安装维护费用高等原因,无法得到广泛的推广。


    同时随着办公环境的计算机网络的传输速率不断发展,高数率到桌面的应用越来越普遍,LAN的速度也由10Mbps转向100Mbps,并且将很快发展到1000Mbps.为计算机网络传递数据的布线系统,在连接楼层的干线中,由于数量少,目前广泛使用多模石英光纤,而在水平方向上,还没有一种合适的媒介既能提供足够的带宽,同时还兼具有安装方便、成本低廉、抗干扰能力强等优点的材料。而新的以塑料光纤为传输媒介的全光纤网络则具备上述的全部优点。塑料光纤的直径一般在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、施工方便的优点可代替传统的石英光纤及铜缆,非常适合应用于连接点较多的局域网络。


    采用塑料光纤构造大规模局域网络,需要两方面的产品,即无源的布线连接产品及有源的塑料光纤网络设备


    二、POF光纤布线系统解决方案


    采用POF光纤的综合布线系统可作为智能大厦、计算机网络传输的解决方案。布线自产生后就得到了普遍的应用,该系统把一栋建筑内的布线,或一个计算机网络的连线,根据其各部分在建筑中位置及功能的不同,划分如下几个子模块系统:


    1. 工作区子系统


    工作区是工作人员与通讯设备之间进行对话的场所。它包括各种把客户终端、PC或工作站连接到通讯插座上的硬件。


    2. 水平布线子系统


    水平布线是系统中把通讯间连接到工作区的部分,采用的产品主要包括铜缆(4对双绞线)或光纤线缆(室内多模或单模)。


    3. 通讯间子系统


    通讯间安放通讯设备(主要包括局域网集线器或交换机)以及水平交叉连接(线缆端接和交叉拦截布线硬件),水平交叉连接为主干布线或通讯设备与水平布线之间提供连接。


    4. 垂直主干子系统


    主干布线是系统中连接各个楼层的干线系统。它由铜缆(大对数铜)、多芯光缆或两者组合所构成。


    5. 设备间子系统


    设备间一般安放语音和数据设备(PBX、各种网络服务器等),并且是网络主要节点的主交叉连接处,主交叉连接处为通讯设备与水平交叉连接处之间或在大建筑物或园区环境中的中间交叉连接处提供交叉连接。


    POF光纤的综合布线解决方案中,垂直干线一般采用传统的石英光纤如多模光缆。POF塑料光纤主要应用在连接点众多的水平系统中,用于解决水平方向上从网络交换机到各个工作区电脑的大数据量传输的需求。如图二所示。水平方向的数据连接,即光纤通讯到桌面的连接,由于连接数目多,采用传统的石英光纤无论在成本、工程,还是管理维护方面均较难实现普遍应用。而POF塑料光纤的直径大,为1mm,很易于实现光纤的端接、耦合以及布放施工,对线缆最小弯曲半径、安装环境要求也低。所以在高档的全光布线系统、千兆网络系统中以及防干扰、防信号泄漏的布线系统工程中,可以比其它类型的传输线路更具优势。


    POF塑料光纤产品


    a) POF塑料水平光缆


    POF塑料水平光缆用于综合布线的水平子系统,用来实现各个工作区的终端与楼层通讯间设备的连接。一般为2芯。内部为直径1mm的塑料光纤,外护套采用阻燃的聚乙烯材料。光缆为全塑料结构,使用中无须接地。


    b) POF塑料光纤插头


    塑料光纤插头是塑料光缆与设备连接的接插件。


    c) POF塑料光纤跳线


    塑料光纤跳线是光纤配线架与设备之间的交叉连接,或工作区光纤插座与设备之间连接线。


    d) 塑料光纤标识跳线


    采用塑料光纤标识跳线,可以在配线架大量的跳线的容易地查找每一根跳线端到端连接,减轻维护工作。这种跳线是在常规的双绞线跳线或光纤跳线内敷设2根POF塑料光纤,当在跳线的一端(外部)采用红色光源照射时,在跳线的另一端,出现醒目的红色亮点。


    e) POF光纤插座


    POF光纤插座是塑料光纤布线的系统工作区信息出口。面板为双口结构,插座本身设有防尘设计及标识。


    f) POF塑料光纤耦合器


    POF塑料光纤耦合器是用来连接2根光纤的连接器,POF光纤耦合器为一体全塑料成品,标准模块。既可安装于19“配线架中,也同时适用于POF光纤插座中。


    g) POF塑料光纤配线架


    光纤配线架是光纤的端接设备,一般用于通讯间内。用于实现光纤与光纤、光纤与设备间的交叉连接管理。POF塑料光纤配线架为标准19“机柜式,内置光纤连接护板,本配线架高为1U(1.75英寸),可容纳16根塑料光纤。同时,该配线箱与ST、SC、FC适配器兼容,也可同时端接多模或单模光缆。


    三、 塑料光纤局域网


    在现代的智能大厦内部及各种办公环境内,计算机网络广泛使用,尤其是以太网技术为核心的局域网技术,占据了大部分市场。各种网络中,节点、端口的数量越来越多,传输速度也越来越快。目前由10Mbps、100MBps已经开始向1GBps发展。全光纤端口设备也开始由主干连接逐渐向桌面发展。目前网络主干部分主要采用石英光纤,以保证足够的传输带宽,而工作组与客户端由于连接数量非常多,还没有一种合适的全光解决方案。而塑料光纤网络产品在局域网中主要就是实现工作组交换机与计算机设备之间的网络高速连接。


    在全光的网络中,网络的主干部分一般采用石英光纤网络设备,以保证传输距离。而在工作组与工作组之间、工作组与用户之间,采用塑料光纤设备,实现整个局域网内全部采用光来传递信息。


    1. 塑料光纤部门交换机


    此交换机为部门级的交换设备。可以提供多个以太网络光纤端口。可在工作组之间或工作组内部提供高带宽、高性能的光纤连接,让用户能更快速存取整个网络资源。解决计算机与工作组交换机之间网络带宽的瓶颈。


    2. 塑料光纤网卡


    具有以太网塑料光纤接口的计算机PCI网卡,符合IEEE标准,即插即用,支持全双工模式。


    3. POF-RJ45光纤收发器


    POF-RJ45光纤收发器是以太网光纤接口至RJ45的转换器。它提供一个POF的光纤端口以及一个RJ45连接口的双绞线端口。它将以太网网络的电信号转换为可在POF塑料光纤上传输的光信号,反之亦然。POF-RJ45光纤收发器可作为一个独立设备为无POF光纤接口的以太网络设备提供接口转换。


    四、 总结


    塑料光纤材料及塑料光纤网络设备的研制与开发,将会为更高速率的网络连接提供更佳的解决方案。目前世界上多家公司、标准化协会纷纷加入这个行列,并投入了大量人力、物力。POF塑料光纤作为铜缆以及石英光纤的替代产品,其应用也得到各种技术标准的支持,如以太网、1394、ATM等均已制定相关的POF技术标准。可以预见,在近年内,POF塑料光纤技术以其独有的技术特点,在综合布线、局域网络、多媒体应用中将具有更加广阔的发展前景。