摘 要：隨著綜合寬帶業(yè)務(wù)向用戶終端的延伸，光纖到戶（FTTH）的發(fā)展步伐大大加快。在解決最后一公里的通信問題時，產(chǎn)生了瓶頸問題，傳統(tǒng)的雙絞線達(dá)不到帶寬速率要求，石英光纖又有很多不便，為了解決這個問題，我們嘗試使用塑料光纖搭建一個云智能家居系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：塑料光纖；智能家居

中圖分類號：TM933.4；TN253

如今，計(jì)算機(jī)技術(shù)，電子技術(shù)等帶動了通信技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)正快速的發(fā)展著。在通信的發(fā)展過程中，光纖通信是不容忽視的，光纖通信以其傳輸容量大，低損耗，抗電磁干擾，保密性好，節(jié)省金屬材料的優(yōu)勢，在長距離通信中有著廣泛的應(yīng)用。然而隨著綜合寬帶業(yè)務(wù)向用戶終端的延伸，光纖到戶（FTTH）的發(fā)展步伐大大加快，在搭建智能家居系統(tǒng)時，傳統(tǒng)的石英、雙絞線無法滿足需求，由此我們想到了使用塑料光纖，依托云計(jì)算平臺，成功的解決了家居的通信問題。

1 塑料光纖的相關(guān)介紹

近年來，POF光器件配套的通信系統(tǒng)的研究已經(jīng)取得了很大的成就，由便宜的光器件構(gòu)成的可實(shí)用的通信系統(tǒng)已經(jīng)由試驗(yàn)階段逐漸進(jìn)入商用。塑料光纖，即構(gòu)成光纖的芯與包層都是塑料材料。與大芯徑50-125μm和62.5-125μm的石英玻璃多模光纖相比，塑料光纖的芯徑高達(dá)200-1000μm，其接續(xù)時可使用價廉的塑料連接器，即便是光纖接續(xù)中芯對準(zhǔn)產(chǎn)生±30μm偏差都不會影響耦合損耗。塑料光纖結(jié)構(gòu)賦予了其施工快捷，接續(xù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。與傳統(tǒng)的其它媒介相比塑料光纖具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.1 與石英（玻璃）光纖相比

（1）重量輕、柔性好、易連接安裝

由于塑料材質(zhì)本身的特點(diǎn)，使得塑料光纖本身很輕，柔性好、易彎曲、易連接，在建筑物內(nèi)安裝時，可根據(jù)實(shí)際要求，現(xiàn)場切斷與連接，工具簡單，普通人員就可操作。塑料光纖兩端沒有任何接頭，直接插入光設(shè)備的接口即可，非常容易。維護(hù)成本低，不用像石英光纖那樣一定要專業(yè)人員才可以連接。

（2）耦合性好，單位衰減較大

塑料光纖比石英光纖粗很多，所以它的耦合性很強(qiáng)，通光角度較大。

1.2 與銅介質(zhì)的雙絞線相比

（1）抗干擾能力強(qiáng)，帶寬更高，數(shù)據(jù)流更大

塑料光纖抗電磁干擾能力強(qiáng)，又無電磁輻射，保密性好，通信容量大，使用壽命長，無雙絞線的近端串?dāng)_等問題。國產(chǎn)的塑料光纖其帶寬已達(dá)到100Mb/s以上，傳輸距離已達(dá)100米。

（2）連接更容易，價格便宜成本低

塑料光纖直接插入設(shè)備的光接口即可，非常簡單且容易，為網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)帶來極大的方便。由于已批量化生產(chǎn)，國產(chǎn)的塑料光纖價格已與五類雙絞線價格接近，使得敷設(shè)光網(wǎng)絡(luò)已成為現(xiàn)實(shí)。

（3）衰減為恒量，滿足特定場合的要求

650nm塑料光纖的一個特點(diǎn)是：無論工作在何種帶寬下，其衰減系數(shù)不變，可預(yù)知其工作狀下的衰減狀況。塑料光纖的優(yōu)勢讓其有廣泛的應(yīng)用前景，而基于塑料光纖的智能家居系統(tǒng)正是塑料光纖應(yīng)用于局域網(wǎng)。

2 云智能家居系統(tǒng)

我們設(shè)計(jì)的基于塑料光纖的智能家居系統(tǒng)完全支持快速以太網(wǎng)100Mbit/s的傳輸速率，系統(tǒng)在100米范圍內(nèi)，可完全取代傳統(tǒng)的銅線系統(tǒng)，為家庭用戶打造一個高速全互聯(lián)的全光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。塑料光纖由于自身的優(yōu)勢其接入網(wǎng)屬于屏蔽系統(tǒng)，整個系統(tǒng)不受電磁影響，具有良好的抗電磁干擾特性，安全保密。在運(yùn)營商線路入戶后可接至塑料光纖無線路由器，下接塑料光纖交換機(jī)，通過塑料光纖連接至整個房間內(nèi)的IP數(shù)字設(shè)備，對于客廳、衛(wèi)生間等不方便布線的區(qū)域，可通過無線方式連至中心設(shè)備或者使用電力貓接收信號。整個塑料光纖智能家居解決方案包括互連網(wǎng)有線及無線接入上網(wǎng)、IP網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、Iptv數(shù)字電視及智能化家電控制等多層面，整個接入系統(tǒng)為家庭用戶提供了立體、舒心方便的網(wǎng)絡(luò)空間，能更好地自由自在的感受科技，享受生活。

我們的智能家居系統(tǒng)在利用塑料光纖解決了速率瓶頸之后，在此基礎(chǔ)上，依托云計(jì)算平臺，以用戶需求為出發(fā)點(diǎn)，個性定制各種云端應(yīng)用，通過塑料光纖網(wǎng)絡(luò)將家用電器互聯(lián)，賦予家居以智慧。

智慧家庭燈控、窗簾及家電系統(tǒng)。房間內(nèi)開關(guān)內(nèi)置的傳感系統(tǒng)與云端進(jìn)行信息互聯(lián)，用戶通過手機(jī)軟件查詢云端信息，從而可以查詢房間內(nèi)的開關(guān)的狀態(tài)與設(shè)置開關(guān)時間，并遠(yuǎn)程通過手機(jī)控制開關(guān)。

智能家居安防系統(tǒng)利用安裝在用戶家中的傳感器終端，采集溫濕度數(shù)據(jù)、煤氣泄漏、門窗磁控開關(guān)、火災(zāi)、視頻音頻監(jiān)控等設(shè)備的信號及數(shù)據(jù)，當(dāng)采集的數(shù)據(jù)被判斷為緊急情況時，系統(tǒng)會通過云平臺自動告警，用戶在手機(jī)上就可以收到預(yù)警信息，使得用戶無論身在何處，都可以隨時知道家里的隱患。

依托云平臺，通過塑料光纖搭建的高速家庭網(wǎng)絡(luò)，所有的屏幕都可以支撐云媒體視頻全業(yè)務(wù)，通過智能終端和強(qiáng)大的云平臺組合來為廣大家庭用戶提供豐富多彩的創(chuàng)新業(yè)務(wù)。

（1）精彩云電視

依托云平臺，通過塑料光纖搭建的高速網(wǎng)絡(luò)，終端用戶可以在全國范圍內(nèi)同步收看多種視頻格式的高清及3D視頻節(jié)目，塑料光纖網(wǎng)絡(luò)提供的高速互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，視頻節(jié)目可在智能機(jī)頂盒、手機(jī)、電腦、平板等多種終端之間自由切換，沒有過去‘銅時代’的速率瓶頸限制，由此可以向用戶提供清晰、流暢的視頻，享受塑料光纖帶來的高速體驗(yàn)。

（2）智能家庭信息服務(wù)

通過塑料光纖搭建的高速網(wǎng)絡(luò)，云平臺廣泛地支持家庭信息服務(wù)，如水、電、燃?xì)?、的自動采集?？蓪?shí)現(xiàn)賬單的查詢、代扣、代繳等功能。在家居遠(yuǎn)程智能化方面，可實(shí)現(xiàn)照明控制、窗簾控制、電話遠(yuǎn)程控制、防盜報警等功能，具備無縫即時連接、可管可控的特點(diǎn)。

（3）便捷云商城和云支付

在商務(wù)領(lǐng)域，利用云計(jì)算技術(shù)、云存儲技術(shù)等，用戶可以方便地購物，在家庭智能支付終端實(shí)現(xiàn)刷卡支付，通過多級安全認(rèn)證機(jī)制，可多重保障用戶資金安全。

因此，塑料光纖與云計(jì)算結(jié)合的家庭智能系統(tǒng)，依托云計(jì)算先進(jìn)、智能的信息處理能力，也使基于塑料光纖的云智能家居系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)智能融合。

3 結(jié)束語

家庭內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的各個家電單元之間信息量的交流非常大，要想保證優(yōu)質(zhì)的視聽效果，用傳統(tǒng)的音頻視頻線和雙絞線作為聯(lián)網(wǎng)線纜已經(jīng)不能滿足要求，只有光纖才能負(fù)載如此巨大的音、視頻等數(shù)據(jù)流。玻璃光纖雖然帶寬高、傳輸損耗小，但由于價位較高、熔接和成端難度大，而塑料光纖具有柔韌性好、重量輕、高帶寬、可靠性高、成本低等優(yōu)點(diǎn)，特別是接續(xù)非常方便，越來越受到數(shù)字家電行業(yè)和消費(fèi)者的歡迎。我們設(shè)計(jì)的基于塑料光纖的高速家庭網(wǎng)絡(luò)依托先進(jìn)的云計(jì)算、云存儲平臺，成功地滿足了智能家居的現(xiàn)代通信需求。

但是，我們研究發(fā)現(xiàn)制約塑料光纖發(fā)展的瓶頸是標(biāo)準(zhǔn)，由于智能家居中的家電設(shè)備種類多，要保證各部分之間協(xié)調(diào)有效，即插即用，取決于完善的信息及通信協(xié)議的制定，所以制定標(biāo)準(zhǔn)成為這個系統(tǒng)推廣的關(guān)鍵所在，而這也需要我們在實(shí)踐中不斷探索。

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作者單位：華北電力大學(xué)，北京 102206