CN201311505Y - 塑料光纤通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型的塑料光纤通信系统，包括光发送器，光接收器，塑料光纤连接器，光发送器通过塑料光纤活动连接器与塑料光纤连接，塑料光纤和塑料光纤之间通过塑料光纤固定连接器连接，光接收器通过塑料光纤活动连接器与塑料光纤连接，光发送器设置与TTL电信号连接的FSK调制电路、与FSK调制电路连接发光二极管，光接收器设置与塑料光纤活动连接器连接的光探测器、以及与光探测器连接的FSK解调电路。由于采用了上述方案，可以有效提高发送和接收的灵敏度，可以实现接收端光接收灵敏度小于－40dBm，解决了目前市面上现有方案直流光信号收发时光输出功率小于－20dBm，光接收器的灵敏度弱，通信距离短的缺陷。

Description

塑料光纤通信系统

技术领域：

本实用新型涉及光纤通信系统，具体是塑料光纤的通信系统。

背景技术：

现有利用塑料光纤进行设计的厂家在国内为数不多，在这些有限的厂家中基本上都是利用塑料光纤作为通信信道，设计具体的设备，比如光交换机，光网卡等等。没有正式生产成系列的用于塑料光纤的元器件的厂家。国外的一些著名公司，如英飞凌、安捷伦、东芝等，推出了一些塑料光纤收发器系列产品，并在一些行业得到使用。

但是由于现有的方案使用的光发送器是直流(或突发性)光发送器，光接收器相应的也是直流光接收器，光输出功率小于于-20dBm，这样整个系统的灵敏度通常不够理想，从而使得通信距离比较有限，通常小于100m。

实用新型内容：

本实用新型的目的就是为在推动塑料光纤通信大规模应用提供一整套较为完整的系列元器件组成的系统——塑料光纤通信系统。解决接收灵敏度和通信距离短的技术缺陷，为进一步将塑料光纤通信应用于各种工业设备提供一整套完整的技术支撑，也为将来制定塑料光纤通信标准、使用塑料光纤连接全面代替电缆连接打下良好基础。

塑料光纤通信系统，包括塑料光纤通信光发送器，塑料光纤通信光接收器，塑料光纤连接器，本实用新型将接收TTL电信号并将电信号转变成光信号发送出去的的光发送器通过塑料光纤活动连接器与塑料光纤连接，塑料光纤和塑料光纤之间通过塑料光纤固定连接器连接，接收光信号并将光信号转变成TTL电信号发送出去的光接收器通过塑料光纤活动连接器与塑料光纤连接，光发送器设置与TTL电信号连接的FSK调制电路、一端与FSK调制电路连接另一端与塑料光纤活动连接器连接的发光二极管，光接收器设置与塑料光纤活动连接器连接的光探测器、以及与光探测器连接的FSK解调电路。

本实用新型的塑料光纤通信系统，采用FSK调制后驱动LED，再配合接收端也采用FSK调制、解调的方案，可以有效提高发送和接收的灵敏度，可以实现接收端光接收灵敏度小于-40dBm(10E-9误码率)，比目前市面上现有方案灵敏度大大提高，可有效延长通信距离，通信距离可达100m。从而解决了目前市面上现有方案直流(或突发性)光信号收发时光输出功率小于于-20dBm，光接收器的灵敏度弱，通信距离短的缺陷。

为了确保塑料光纤与塑料光纤通信光发送器的可靠连接，减少信号损耗，本实用新型将光发送器设置着与光发送器连成一体的接头，接头内固定着塑料光纤固定连接器件，一段正对着发光二极管的塑料光纤固定在塑料光纤固定连接器件中。

为了确保塑料光纤与塑料光纤通信光接收器的可靠连接，减少信号损耗，本实用新型将光接收器设置着与光接收器连成一体的接头，接头内固定着塑料光纤固定连接器件，一段正对着光探测器的塑料光纤固定在塑料光纤固定连接器件中。

新型的塑料光纤通信系统中，光发送器或光接收器的接头有一段外螺纹。活动连接器有一个与光发送器或光接收器的接头螺纹相匹配的套接螺帽，活动连接器外壳内中心线位置有一段由V型塑料光纤固定器件固定的内置塑料光纤，与内置塑料光纤正对着的且与整个壳体为一体的半圆的金属延伸器件外是金属固定套管，热缩套管位于金属固定套管之外。

本实用新型塑料光纤固定连接器的V型槽体有比塑料光纤的直径略大的塑料光纤槽，V型槽体的上部设置向下挂钩和向上挂钩。

所述的塑料光纤通信光收发器中光发送器是由一个FSK调制电路、一个激光二极管(LED)、一个与光发送器联成一体的接头构成。激光二极管(LED)是XK-650激光二极管，由门电路直接驱动激光二极管(LED)，激光二极管(LED)输出的光信号直接耦合进入，进入接头中的塑料光纤中，再耦合进入活动连接器的内置塑料光纤中。光接收器是由一个Si-PIN探测器、一个FSK解调电路、一个与光接收器联成一体的接头构成。由塑料光纤送来的光信号直接耦合进入活动连接器的内置塑料光纤中，再耦合进入接头中的塑料光纤中，最后耦合进入光探测器，经FSK解调后以TTL电平方式送出。

所述塑料光纤固定连接器用于塑料光纤和塑料光纤的连接。塑料光纤固定连接器的结构是V型槽结构，将要连接的两段塑料光纤的切面切平后，在塑料光纤槽内对齐切口，后用夹线钳夹紧，上下挂钩就可闭合，即可实现塑料光纤和塑料光纤的连接。V型槽结构的方式可以达到快速、简便地制作塑料光纤固定连接的目的，同时由于塑料光纤的直径较大(1mm)，连接损耗也不会大。

所述塑料光纤活动连接器用于塑料光纤与光发送器或光接收器的连接。光发送器或光接收器的接头的一段外螺纹与活动连接器的套接螺帽相匹配，通过旋紧套接螺帽，就可以将活动连接器连接在光发送器或光接收器的接头上。活动连接器外壳内中心位置的一段由V型塑料光纤固定器件固定的内置塑料光纤就实现了与光发送器或光接收器的接头内的塑料光纤相耦合。与内置塑料光纤正对着的且与整个壳体为一体的半圆的金属延伸器件内可以伸入外部的塑料光纤，使外部塑料光纤与内置塑料光纤相耦合，在外接的塑料光纤与内置光纤对接好后，用夹线钳夹紧金属延伸器件外的金属固定套管，即可固定好外接塑料光纤。然后在连接处套好热缩套管防止磨损。

本实用新型的优点是：

能充分利用塑料光纤通信的优点(a、电磁兼容性很好。b、无串扰。使用光缆来传输信号，各路信号之间不会产生串扰。c、抗雷击能力强。d、同样长度的光缆重量远低于电缆重量)，为大规模取代电缆连接创造条件；

接收端具有较高的灵敏度，可有效延长通信距离。

附图说明：

图1为本实用新型的塑料光纤通信系统的一种形式；

图2为光发送器的一种形式；

图3为光接收器的一种形式；

图4是一种活动连接器；

图5是一种固定连接器。

具体实施方式：

下面结合附图，对本实用新型的实施过程作进一步的详细描述。

在图1中，描述了整个塑料光纤光收发器的系统组成。塑料光纤通信系统的基本组成为：光发送器1、光接收器2、塑料光纤及一些固定连接器5。光发送器1内设置与TTL电信号连接的FSK调制电路3、一端与FSK调制电路3连接另一端与塑料光纤活动连接器连接的发光二极管4，光接收器2设置与塑料光纤活动连接器连接的光探测器6、以及与光探测器6连接的FSK解调电路7。

光发送器1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2，光接收器2将光信号还原为电信号(如TTL电平的信号)。

光发送器的结构如图2所示。

引入TTL电信号的外部引脚8连接在电路板10的FSK调制模块11上，在电路板10中，FSK调制模块11与LED驱动模块12电连接，激光二极管13焊接在电路板上，并与LED驱动模块12电连接。塑料光纤固定器件15被固定在接头16内，塑料光纤固定件15固定着一段塑料光纤14，塑料光纤14正对着激光二极管13。在本发送器内电路板塑料固定件17被卡在不锈钢外壳18中，接头16与不锈钢外壳18制成一体。器件固定脚9与整个器件外壳18为一体。接头16有一段外螺纹。

其中FSK调制模块使用74HC4066进行FSK调制；LED驱动模块使用74ATC00驱动发光管XK-650激光二极管。

在发送器端，外部输入的TTL电平信号送到FSK调制模块11进行调频，把TTL电平信号转换成更适合塑料光纤传输的载波信号。FSK调制模块11输出的载波信号送到LED驱动模块12驱动激光二极管13发光。

本实用新型的接收器如图3所示。

接收器部分主要包括光探测模块27，放大电路模块22，限幅模块23，FSK解调模块24，滤波器模块25，判决电路模块26。光探测模块27与塑料光纤28正对着，光探测模块27顺序连接着放大电路模块22，限幅模块23，FSK解调模块24，滤波器模块25和判决电路模块26。它们均被设置在电路板21上，并相对固定。外部引脚19输出TTL电信号，外部引脚19连接在电路板21的判决电路模块26上。

其余的器件固定脚20、电路板21、塑料光纤28、塑料光纤固定器件29、接头30、电路板塑料固定件31、不锈钢外壳32的结构、连接与位置以及功能，均与图2所示的光发送器中的相同。但在这里，是将外部塑料光纤传来的光信号耦合到光探测模块27。

在接收器端，光探测器27探测到光信号并产生感应电流，后经放大模块22两级放大，由限幅模块23限幅，输入到FSK解调模块24由触发器进行解调。解调出的信号仍含有高频干扰，经滤波器模块25进行滤波后，再由判决模块26进行判决，即可还原成输入的TTL信号。

本实用新型的活动连接器见图4。

所述塑料光纤活动连接器用于塑料光纤与光发送器或光接收器的连接。套接螺帽33位于头部，其大小尺寸规格与光发送器或光接收器的接头的一段外螺纹相匹配，活动连接器外壳34内中心线位置是一段内置塑料光纤35，由V型塑料光纤固定器件40固定以便于与光发送器或光接收器的接头内的塑料光纤相耦合。与内置塑料光纤35正对着的且与整个壳体为一体的半圆的金属延伸器件37内可以伸入外部的塑料光纤36，使外部塑料光纤36与内置塑料光纤35相耦合，在外接的塑料光纤36与内置光纤35对接好后，在金属延伸器件37外套上金属固定套管38，用夹线钳夹紧金属延伸器件37外的金属固定套管38，即可固定好外接塑料光纤36。然后在连接处套好热缩套管39防止磨损。

将本活动连接器的头部，即有套接螺帽的这一端与光发送器或者光接收器的接头对正，然后通过旋紧套接螺帽，就可以将活动连接器连接在光发送器或光接收器的接头上，这时活动连接器中的内置光纤(图4的35)就正对着光发送器或光接收器的接头中的固定塑料光纤(图2中的14和图3中的28)实现光纤耦合。

本实用新型的固定连接器见图5。

本实用新型塑料光纤固定连接器的V型槽体41有比塑料光纤的直径略大的塑料光纤槽42，V型槽体1的上部设置向下挂钩43和向上挂钩44。

塑料光纤固定连接器用于塑料光纤和塑料光纤的连接。塑料光纤固定连接器的结构是V型槽结构，将要连接的两段塑料光纤的切面切平后，在塑料光纤槽42内对齐切口，后用夹线钳夹紧，向下挂钩43和向上挂钩44就可闭合并在挂钩处钩紧，即可实现塑料光纤和塑料光纤的连接。V型槽结构的方式可以达到快速、简便地制作塑料光纤固定连接的目的，同时由于塑料光纤的直径较大(1mm)，连接损耗也不会大。

Claims (6)

1、一种塑料光纤通信系统，包括光发送器，光接收器，连接器，其特征是：接收TTL电信号并将电信号转变成光信号发送出去的的光发送器通过塑料光纤活动连接器与塑料光纤连接，塑料光纤和塑料光纤之间通过塑料光纤固定连接器连接，接收光信号并将光信号转变成TTL电信号发送出去的光接收器通过塑料光纤活动连接器与塑料光纤连接，光发送器设置与TTL电信号连接的FSK调制电路、一端与FSK调制电路连接另一端与塑料光纤活动连接器连接的发光二极管，光接收器设置与塑料光纤活动连接器连接的光探测器、以及与光探测器连接的FSK解调电路。

2、根据权利要求1所述的塑料光纤通信系统，其特征是：光发送器设置着与光发送器连成一体的接头，接头内固定着塑料光纤固定连接器件，一段正对着发光二极管的塑料光纤固定在塑料光纤固定连接器件中。

3、根据权利要求1所述的塑料光纤通信系统，其特征是：光接收器设置着与光接收器连成一体的接头，接头内固定着塑料光纤固定连接器件，一段正对着光探测器的塑料光纤固定在塑料光纤固定连接器件中。

4、根据权利要求1、2或3所述的塑料光纤通信系统，其特征是：接头有一段外螺纹。

5、根据权利要求1所述的塑料光纤通信系统，其特征是：活动连接器有一个与光发送器或光接收器的接头螺纹相匹配的套接螺帽，活动连接器外壳内中心线位置有一段由V型塑料光纤固定器件固定的内置塑料光纤，与内置塑料光纤正对着的且与整个壳体为一体的半圆的金属延伸器件外是金属固定套管，热缩套管位于金属固定套管之外。

6、根据权利要求1所述的塑料光纤通信系统，其特征是：塑料光纤固定连接器的V型槽体有比塑料光纤的直径略大的塑料光纤槽，V型槽体的上部设置向下挂钩和向上挂钩。

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