西门子6ES7277-0AA22-0XA0详细资料

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1 引言

0、引言

物联网是新一代信息技术在经济生活中的应用，被称为继计算机、互联网和移动通信之后信息产业的三次浪潮。其理念初是基于RFID/EPC的技术而提出的，并在物流业进行了启蒙与推广，随后，物联网的理念又随着各种感知技术与网络技术的突破而提升和完善。现代意义上的物联网是指通过RFID识读器、红外感应器、GPS系统、激光扫描器等传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来。

进行信息交换和通信，以实现智能化识别、、跟踪、监控和管理的一种网络。

目前，物联网的发展在许多国家已经上升为国家战略，故在各行各业、社会管理和民生方面都将发挥重要作用。美国已将物联网上升为国家战略的之一，欧盟了促进物联网发展的14点行动计划，日本的U-Japan计划将物联网作为四项战略领域之一;我国已将物联网列入战略性新兴产业，工信部正式公布了《物联网“十二五”发展规划》。据不统计，我国2010年的物联网市场规模已经接近2000亿元。工信部预测，到2015年，我国物联网市场规模将逾5000亿元，2020年市场规模成熟时，将启动万亿元级别的市场规模。可以看出，物联网的发展前景广阔，蕴含着的经济。

1、物联网的体系架构

物联网应具有展示、传送、智能处理三大特性，包含感知、传输和处理三个关键环节，其体系架构可以划分为感知层、网络层和应用层。图1所示是物联网的体系架构图。

一是感知层，是物联网发展和应用的基础，包括传感器或读卡器等数据采集设备、数据接入到网关之前的传感器网络。感知层以RFID、传感与控制、短距离无线通信等为主要技术，其任务是识别物体和采集系统中的相关信息，从而实现对“物”的认识与感知。

二是网络层，是建立在现有通信网络和互联网基础之上的融合网络，国内通信设备和运营商实力较强，被认为是目前成熟的部分。网络层通过各种接入设备与移动通信网和互联网相连，其主要任务是通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现信息的传输、初步处理、分类、聚合等，用于沟通感知层和应用层。

三是应用层，是将物联网技术与技术相互融合，利用分析处理的感知数据为用户提供丰富的特定服务。应用层是物联网发展的目的。物联网的应用可分为控制型、查询型、管理型和扫描型等，可通过现有的手机、电脑等终端实现广泛的智能化应用解决方案。

2、物联网技术在物流中的应用

物流是物联网较早落地的行业之一，物联网技术在物业的应用对物业的发展有大的促进作用。物联网的应用从根本上提高了对物品生产、配送、仓储、销售等环节的监控水平，改变了供应链流程和管理手段，对于物流成本的降低和物流效率的提高具有重要意义。物联网在物流业中的主要应用有以下方面：

2.1物流过程的可视化智能管理

运用基于GPS卫星导航、RFID技术、传感技术等多种技术，在物流活动过程中实时实现对车辆定位、运输物品监控、在线调度与配送的可视化与管理系统。目前，有些技术比较的物流公司或企业大都建立与配备了GPS智能物流管理网络系统，可以实现对食品冷链的车辆定位与食品温度实时监控等，初步实现物流作业的透明化、可视化管理

2.2产品的智能可追溯网络系统

基于RFID等技术建立的产品智能可追溯网络系统的技术与政策等条件都已经成熟，应当加快推进。目前，这些智能产品的可追溯系统在医药、农产品、食品、等行业和领域已有很多成功应用，在货物追踪、识别、查询、信息与管理等方面发挥了作用，为食品、提供了坚实的物流。

2.3全自动化的物流配送管理

运用基于传感、RFID、声、光、电、机、移动计算等各项技术，在物流配送实现全自动化管理，建立配送智能控制、自动化操作网络，从而实现物流、商流、信息流、资金流的管理。目前，有些配送已经在货物拆卸与码垛采用码垛机器人、激光或电磁无人搬运车进行物料搬运，自动化输送分拣线作业，出入库作业也由自动化的堆垛机操作，整个物流配送作业系统实现自动化智能化。

2.4企业的智慧供应链

化背景下的企业竞争将是供应链与供应链之间的竞争，对企业的物流系统、生产系统、采购系统与销售系统提出较高要求。面对大量的个性化需求与订单，准确预测客户需求等问题是企业经常遇到的，这就需要智慧物流和智慧供应链的后勤网络系统支持。物联网在物流业中的应用将产生智慧生产与智慧供应链的融合，各个物流供应链的参与者可以按照预定的权限和流程各行其事，企业物流智慧地融入企业经营之中，信息流无缝链接，既可分工协作，又相对立。

3、物联网在物流业中推广障碍

物联网在物流业具有广阔的发展前景，目前已初见端倪，但也要清晰认识到物联网在物业中的应用与推广仍然存在很多困难与挑战，存在着较多的制约因素。

3.1技术问题

物流业是一个个性需求多且复杂的行业。目前，市场上高频电子标签芯片大都以国外TI、NXP、HITACHI、INbbb公司为主生产，此频段的标签天线受工艺、标签面积以及基底材料的限制和影响较大，天线和芯片不能很好适配的问题。此外，标识物体本身的形状、物理特性以及包装介质都会对标签在使用过程中的识别率产生影响，尤其是金属和液体物品，在运输中通常会产生干扰问题。

3.2成本因素

物联网的相关技术在物流业中的应用尚未形成规模，不具备规模效应，在物业中的应用与推广成本较高。比如，远距离扫描的标签单个成本要1美元左右，一个器成本大约为1000美元，还需要进行接收设备、系统集成、计算机通信、数据处理平台等综合系统的建设等。物联网的应用无疑会增加企业的经营成本，若没有强烈需求，企业很少会主动应用。因此，目前主要集中在利润较高或单件物品较高的领域，而在实力较低、盈利能力较差的企业中则应用较少。

3.3标准问题

我国物流业本身的标准化程度不高，标准难以统一，给物联网各种技术与物流业的融合造成了障碍。比如，条码技术虽然有，但是推广力度不够，现在基本上每个领域应用时，都有各自的一套体系，从而阻碍了物流网在物流业的推广。目前，物联网的相关技术研发与标准化工作虽然了一定成果，但化的标准化编码体系尚未建立，对物联网在物业中的应用层次与应用范围有一定的制约。

3.4行业互通问题

由于物联网关联领域广、涉及部门多、产业间交叉融合，以及标准、商业机密、等原因，目前(以RFID为例)不论是交通、出入控制、电子支付，还是公路、铁路等物流领域，都是在行业系统内部和企业内部闭环应用，开环的应用还涉及到不**业之间的利益纠葛。需要建立统筹协调机制，政策法规，加强合作，为物联网营造良好的发展环境。

4、物联网在物流业应用的发展趋势

物联网的应用是物流业发展的助推剂。随着物联网理念的引入、技术的提升和政策的支持，将会推动物流业的飞速发展。未来的物联网在物流业的应用将会出现如下发展趋势：

4.1统一的物流物联网平台的建立

统一的物联网基础体系是物联网运行的前提，只有在统一的体系基础上建立的物联网才能真正做到信息共享和智慧应用，就像互联网体系一样。建立统一的标准是物联网发展的趋势，是物流行业应用市场的需求。不论从需求、上下层连接基础设施建设还是市场的发展状况来看，基于EPC的物流领域的物联网将形成。

4.2智慧物流网络开放共享，融入社会物联网

物联网是聚合型的系统，必将带来跨行业的应用。如产品的可追溯智能网络就可以方便地融入社会物联网，开放追溯信息可以让人们方便地实时查询、追溯产品信息。今后，其他的物流系统也将根据需要融入社会物联网络或与智慧网络互通，智慧物流也将成为人们智慧生活的一部分。

4.3多种物联网技术集成应用于智慧物流

目前，在物流业应用较多的感知手段主要是RFID和GPS技术。今后，随着物联网技术的发展，传感技术、蓝牙技术、视频、M2M技术等多种技术也将逐步集成应用于现代物流领域，用于现代物流作业中的各种感知与操作。如温度的感知用于冷链;侵入系统的感知用于物流防盗;视频的感知用于各种控制环节与物流作业引导等。

4.4物流领域物联网应用模式将不断涌现

物联网带来的智慧物流远不止我们能够想到的以上几种模式。目前，就有很多公司在探索物联网在物流领域应用的新模式，随着物联网的发展，多的模式会不断涌现，这是未来智慧物流大发展的基础。

5、结语

“十二五”期间，我国物联网将进入规模发展阶段，物联网的发展将对提升传统产业的经济附加值，促进经济发展方式转变和产业结构调整具有重要意义。物联网的发展正推动着物流行业的变革，可以预见，随着物联网理念的引入，随着我国物联网标准体系、研发基地、行业应用等多项工作的推进，物联网无疑将对物流业产生的影响，并必将带来智能化的物流配送网络、敏捷的智能供应链、物流系统中物品的透明化与实时化管理，实现物流的可追踪管理。我们有理由相信，一个智慧物流的美好前景将很快在物流业实现。

采用工业控制计算机（ipc）作为操作员站，实现对整个的监控和管理功能。plc之间以rs422方式组成网络，并和上位机之间采用hostbbbb方式连接。系统结构图如图1所示。

每个圆筒仓下的设备使用一个c200h型plc对其进行控制，并配置一个com06通信模块。它能够为plc提供rs422/485方式的通讯。这样可以方便的将其联网。rs422采用平行发送接收方式，具有传输距离长，抗干扰能力强和多点通信能力，多可以连接32台plc。在plc和上位机之间使用一个rs422/232转换模块，将rs422信号转换为rs232信号，这里使用的是研华adam4520。这种网络通信方式经济实用，能满足生产运行的需要。

3 系统软件开发及串行通信的实现

上位机监控系统开发c++ builder6.0编程软件。c++builder是borland公司的产品，它采用面向对象的c++语言，实时性好，运算速度快，编程效，人机界面功能强大。近年来越来越多地应用于工业控制。

plc与上位机的串行通信程序的编制是监控系统开发的关键部分。使用c++builder开发系统人机界面的部分较为容易，不是本文讨论的主要内容，在此不作详细叙述。

一、PLC的故障现象与查找处理

       1、故障现象：PLC停止在某些输出被激励的地方（通常是处于中间状态）。查找与处理：查找引起下一步操作发生的信号（输入、定时器、线川、鼓轮控制器等），将编程器置于显示那个信号的ON/OFF状态。 

       2、故障现象：输入信号后编程器显示的状态与输入模块的LED指示结果不一致。查找与处理：换输入模块；若发现在扩展架上有多个模块需换则在换前，应先检查I/O扩展电缆和她的连接情况。 

       3、故障现象：输入状态与输入模块的LED指示一致，而比较发光二管与输入装置（按钮、限位开关等）的状态二者不同。查找与处理：测量一下输入模块，若发现问题则换I/O装置、现场接线或电源；否则，要换输入模块。 

       4、故障现象：信号是线川，而没有输出或输出与线川的状态不同。查找与处理：用编程器检查输出的驱动逻辑并检查程序清单。检查应按从左到右进行，找出个不接通的触点，没有通的那个若是输入则检查该输入点。后确认使主控继电器不影响逻辑操作。 

       5、故障现象：信号是定时器且停在小于999.9的非零值上。查找与处理：换CPU模块。 

       6、故障现象：该信号控制在一个计数器。查找与处理：检查控制复位的逻辑，然后是计数器信号。

       二、PLC组建主要部件的换 

       1、换框架 

       ⑴切断AC电源；

       ⑵如装有编程器，拔掉编程器。

       ⑶从框架右端的接线端板上，拔下塑料盖板，拆去电源接线。

       ⑷拔掉所有I/O模块。如果原先在安装时有多个回路的话应记下每个模块在框架的位置，不要搞乱IU/O的接线，以便对应重新插上。

       ⑸若是CPU框架，拔除CPU组建和模块后将其放置适当以免毁坏。

       ⑹卸去底部的二个固定框架的螺丝，松开上部二个螺丝，但不用拆掉。

       ⑺将框架向上推移一下，然后把框架向下拉出来放在侧旁。

       ⑻将拟换新框架从部螺丝上套进，再装上底部螺丝并均匀拧紧螺丝。

       ⑼按记录位置插入I/O模块，以免模块插错位置引起控制系统错误操作。

       ⑽将卸下的CPU模块和模块重新插入。

       ⑾在框架右边的接线端子上重新接好电源并盖好电源接线塑料盖。

       ⑿检查电源接线无误后再接通电源。

       ⒀调试整个控制系统，以确保所有的I/O模块运行正常，程序没有变化。 

       2、CPU模块的换 

       ⑴切断电源。

       ⑵带有编程器的，拔掉编程器。

       ⑶挤压CPU模块面板的上下紧固扣，使其脱出卡口。

       ⑷把CPU模块垂直用力从槽中拔出。

       ⑸若原CPU上装有EPROM储存器则将EPROM拔下后再装于新CPU上。

       ⑹将印刷线路板对准底部导槽后再将新CPU模块插入底部导槽。

       ⑺小心移动CPU模块，以使CPU模块对准部导槽。

       ⑻把CPU模块插进框架，并把紧固扣锁进卡口。

       ⑼插上编程器。

       ⑽接通电源。

       ⑾对系统编程初始化，并把录在磁带上的程序重新装入。

       ⑿调试整个系统的操作。 

       3、I/O模块的换 

       ⑴切断框架电源

       ⑵切断I/O系统的电源。

       ⑶拆下I/O模块上的接线。

       ⑷视模块的类型，拆去I/O接线端的现场接线或卸下可拆式接线插座，并将每根线贴上标签与对应标记。

       ⑸向中间挤压I/O模块的上下弹性锁扣，使它们脱出卡口。

       ⑹垂直向上拔出I/O模块。

       ⑺插入拟换装的I/O模块。

       ⑻将I/O模块的紧固扣锁进卡口。

       ⑼按记录标签与对应标记连接I/O模块的接线。

       ⑽接通框架电源和I/O模块系统的电源。

       ⑾调试I/O模块，确认其功能正常。

光分路器是FTTH光器件中的，它蕴藏着大的增长潜力，将成为FTTX市场增长的主要驱动，无疑将对光通信制造业带来了生机和挑战，同时也给光通信企业带来再一次高速发展的空间。本文综述了PLC分路器市场、产业情况及技术发展现状。对PLC芯片、光纤阵列及耦合封装工艺技术的发展进行了浅析。

1. 引言

当前，我国FTTx(光纤接入网)建设逐步展开，三大运营商及广电系统都确定了“加快光进铜退、推进接入网战略转型”的思路，实现FTTC(光纤到路边)、FTTB(光纤到大楼)、FTTH(光纤到家庭)、FTTD(光纤到桌面)、三网融合(语音网、数据网、有线电视网)等多媒体传输以及PDS(综合布线系统)方案。要建成全光纤网络，除了需要各种各样结构配线光缆、引入光缆实现光纤网络的接续和再分配外，在E-PON、G-PON技术中，还大量需要光分路器来终完成光纤到户的目的。

FTTx系统由局端机房设备(OLT)、用户终端设备(ONU)、光配线网(ODN)三部分组成。ODN作为FTTx系统的重要组成部分，是OLT和ONU之间的光传输物理通道，通常由光纤光缆、光连接器、光分路器以及安装连接这些器件的配套设备组成。从局端机房的ODF架到光缆分配点的馈线段，作为主干光缆，实现长距离覆盖;从光缆分配点到用户接入点的配线段，对馈线光缆的沿途用户区域进行光纤的就近分配;用户接入点到终端的入户段由蝶形引入光缆来完成，而所有分支及接点连接均由光分路器完成并实现光纤入户。

光分路器是FTTH光器件中的，它蕴藏着大的增长潜力，将成为FTTX市场增长的主要驱动，无疑将对光通信制造业带来了生机和挑战，同时也给光通信企业带来再一次高速发展的空间。根据接入网建设热潮的到来，从市场现阶段和未来需求发展态势看,PLC光分路器将成为PON市场的主力已无可非议，他具有数字化、网络化、宽带化、小型化及维护方便等特点，是未来市场需求的。

2. PLC(光分路器)市场及产业情况

2.1 PLC(光分路器)市场情况

PLC(光分路器)主要用在接入网无源光网络(PON)中，使局与多个用户相连，实现光纤到户。2008年的需求量约2400万通道，总销售额1.1亿美元，平均4.6美元∕通道。市场在不同地区有所差异，日本、韩国在连续数年高速发展后，需要数量已趋于平稳，但是仍占有一半市场份额，北美地区占有市场份额的30%。中国、印度、巴西等发展中国家的FTTH刚开始建设，将成为市场的主要生长点。

2009年，中国光器件市场需求旺盛，尤其是从二季度开始，销售收入连续三个季度保持增长。产品方面，10G光模块与PLC产品表现显眼，增长强劲。2010年、二季度，国内无源器件厂商订单状况良好，市场需求量约达6亿元人民币，同比增长16%。在运营商加快FTTX部署的推动下，国内PLC器件市场延续了2009年的强劲增长态势，PLC分路器、AWG等产品需求旺盛。目前，光纤连接器，耦合器，隔离器、衰减器等无源器件的市场需求保持平稳增长，但由于市场竞争进一步加剧，价格不断下滑。

在运营商方面，三大运营商已明确要求FTTX网络中全部采用PLC型光分路器。从2009年开始到2010年中国电信、中国联通已经连续两年对PLC分路器进行了集采招标，2010年中国移动也已开始对GPON使用的包括PLC分路器在内的所有器材进行集采。

如果说2009年光器件市场增长是3G因素，那么2010年增长因素将是FTTX因素。虽然中国大规模部署FTTX网络仍有很多阻碍因素，但决定推进三网融合将给FTTX带来强大动力，光器件市场也将从中受益。2010年上半年，在运营商积进行FTTH建设以及3G网络建设的推动下及2010年1月13日，主持召开常务会议，决定加快推进电信网、广播电视网和互联网三网融合，这表明将开始推动FTTX网络部署，光器件市场将受益。据ICCSZ预测，2010年国内光器件市场将保持平稳增长，国内无源器件市场销售额保持快速增长，二季度国内无源器件销售额约为7亿元，同比增长17.8%。二季度，国家发布《关于推进光纤宽带网络建设的意见》，加快推进光纤宽带网络建设;目前，三网融合试点方案也已通过。这些因素有效的促进了光器件市场需求的进一步增长，也为无源器件厂商带来了大量的订单。目前，国内FTTx网络部署进程加快，PLC产品作为FTTX的器件，也将获得大量应用，中国光器件市场需求量将达36亿元人民币，同比增长7.5%。预计2010年下半年，中国光器件市场仍将持续保持增长。

2.2 PLC(光分路器)产业情况

目前中国已经是PLC器件的制造大国，的产品大都在中国和韩国生产。国内可生产光分路器企业有百家左右(包括外资企业)，具备生产及研发能力的有20家左右(从中国电信2010年PLC集采信息中，全国共有近百家企业参加集采投标)，其中烽火通信、武汉光迅科技、博创科技、富创光电、奥康光通器件、无锡爱沃富、富春江光电、深圳日海通讯、成都飞阳科技、上海上诚、大唐通讯(昆山)、南京普天、浙江普森等企业成规模生产，除了芯片外购外，其他均由自己生产。除此之外大部分企业不管是在产品品种还是在生产规模上尚未形成大的气候，并且部分企业基本上是分路器主体买进，然后加跳线头子和外壳组装模式。

目前各国都在大力推广FTTH、FTTx的工程，国内随着FTTx(光纤接入网)建设的深入开展，市场对于PLC分路器的需求明显大，PLC光分路器可能是下一步无源器件市场需求的。除了光器件厂加大开发和增加产能力度外，一些度较大的光纤光缆厂家也在这方面加大了投入力度，积开发无源器件产品，同时还在增添生产设备，并将此作为技术和产品储备，以其有准备、有计划的占有市场，可见PLC光分路器在未来几年的市场上的重要性及各大光器件企业、光纤光缆企业对此项目的重视程度。但是国内尚未掌握芯片技术，只能外购芯片进行封装或做代工。

2.3 PLC(光分路器)市场价格走势

未来中国将占据PLC分路器市场主导地位，预计3年后将占据市场的35%。当前PLC-Splitter的技术芯片还控制在欧美和日韩企业手中，国内企业由于没有技术，只能研制出Fiber Array购买芯片做封装或直接给芯片企业做代工。

任何事物均有着两面性，需求量的增大总是伴随着产品价格的下降，由于国内的大量器件封装企业涌入这个市场，再加上三大运营对PLC光分路器进行集采，市场价格将会面临下滑的趋势，随着需求的不断增大，价格将越来越低，代工企业和靠封装企业的利润也将越来越薄。图1给出了上PLC价格走势。

2.4 PLC(光分路器)产业发展存在的问题

我国PLC光分路器产业发展中也存在一定的问题。虽然市场需求很大，但产能的扩展及市场供大于求的潜在风险也在加大。是由于制造成本压力越来越大，特别是只有耦合和封装后续工序的企业，PLC光分路器现在的价格与2008年初时相比，已经降了40%左右，而且目前PLC分路器相对比较成熟，随着大规模生产，价格和毛利率也将继续往下掉，市场整合趋势越发明显。二国内厂商的同质化竞争，芯片、V型槽甚至FA全部依赖进口，成本压力非常大。如果公司规模较小，所要面临的成本压力反而会大，因为材料来源主要采用外购，而成本与采购量成反比，而外购量小的话，外购价格也会相对较高，这个价格可以是20%到30%的差异。三就是WDM-PON对PLC分路器的冲击，光纤接入技术除了我们经常提到的EPON和GPON，还有WDM-PON。下一代光纤接入技术的演进很可能是WDM-PON技术，而且欧美国家也热衷于这项技术。但从技术原理上讲，现有的EPON的复用方式是功率分割型的，而WDM-PON则属于波分复用，也就是说，现有的PLC分路器不适用于WDM-PON技术，如果这个技术演进的过程较短，目前PLC分路器厂商将面临严重考验，设备和资金投入成本将难以收回。

3. PLC(光分路器)技术发展情况

、高性是FTTH工程中对光分路器件的基本要求。光通信用光分路器从技术工艺上主要可以分为光纤熔融拉锥型和平面集成光波导型两种。

· 光纤熔融拉锥技术是制作2´2光分路器为成熟的技术，光分路器目前主要是以全光纤型光分路器为主，其主要特点是：技术成熟，与光纤的连接方便，插入损耗小。但随着功分路数的增加，如1×8以上的光功分路器体积大，效率低，成本高，而且分光均匀性较差。此外基于融熔拉锥技术的光纤光分路器通带等特性方面有很大局限性。

PLC基于平面技术的集成光学器件。与传统的分立式器件不同他采用的是半导体工艺制作，能够把不同功用的光学元件集成到一块芯片上，是实现光电器件集成化、规模化、小型化的基础工艺技术。与熔融拉锥技术相比，平面波导技术具有性能稳定、廉、适于规模化生产等**特点。所以，今后在光纤到户系统中将不再使用光纤融熔拉锥光功分器件，而平面波导为、接入网用光器件的生产提供了一条有效的途径。

3.1 PLC芯片技术

PLC芯片一般在六种材料上制作，它们分别是：铌酸锂(LiNbO3)，波导是通过在铌酸锂晶体上扩散Ti离子形 成波导，波导结构为扩散型;Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物，波导以InP为称底和下包层，以InGaAsP为芯层，以InP或者InP/空气为上包层，波导结构为掩埋脊形或者脊形; SOI(Silicon-on-Insulator, 绝缘体上硅)，波导是在SOI基片上制作，称底、下包层、芯层和上包层材料分别为Si、SiO2、Si和空气，波导结构为脊形以及聚合物(Polymer)、二氧化硅(SiO2)、玻璃离子交换等。

目前光纤到户(FTTH)网络技术已不存在问题，但能否在我国发展和普及，除了政策面外，重要的也是为关键的一点就是降低网络各环节的成本。PLC光分路器是FTTx网络中的器件之一，是其重要的技术发展目标。从技术、成本及上述表中给出的光波导材料特性可以看出，二氧化硅、聚合物及玻璃是为适合制作PLC芯片。下列简单介绍了三种成本，容易产业化实现的PLC芯片技术：

(1)聚合物(旋涂—刻蚀)

聚合物波导以硅片为称底，以不同掺杂浓度的Polymer材料为芯层，波导结构为掩埋矩形。聚合物波导及器件制作工艺简单，，如果是光敏好，制作成本较低(理论值)，很有发展前景。问题存在氟化材料成本高;老化疑虑、损耗会相对略高;产品的稳定性上还需考虑其影响。目前仅上海NITTA公司有此芯片作的光分路器产品。

(2)二氧化硅

二氧化硅波导以硅片为称底，以不同掺杂的SiO2材料为芯层和包层，波导结构为掩埋矩形。硅基二氧化硅光波技术是20世纪90年代发展起来的新技术，国外已比较成熟。其制造工艺有火焰水解法(FHD)、化学气相淀积法(PECVD,日本NEC公司开发)、等离子CVD法(美国Lucent公司开发)、多孔硅氧化法和熔胶-凝胶(Sol-gel)等。这种波导和损耗很小，约为0.05dB/cm以下。国外利用这种波导已研制出60路、132路的AWG。目前采用较多的是火焰水解法(FHD)、化学气相沉积法(PECVD)进行多层二氧化硅材料的生长，利用干法刻蚀技术完成波导刻蚀。其优势是具有非常好的物理和化学稳定性技术，器件集成度高，。同时与光纤之间有着很好的兼容性，传输损耗低，工艺成熟(主要依赖于设备的进口)，产品稳定，理论上还可以制作AWG等其他PLC器件。此工艺技术目前是芯片产品的制造主流技术，上比较普遍采用。问题存在设备投入高，而且维护成本高，原材料要求高(全部采用进口材料);国内仅有几家科研院所及大学实验设备在线和武汉光迅科技二氧化硅PLC工艺线，还没有可用于产业化规模生产设备。此技术及制造基本上被韩国、日本等国外厂商。

(3)玻璃基(离子交换)

玻璃波导是通过在玻璃材料上扩散Ag离子形成波导，波导结构为扩散型。 优势是工艺较简单，设备也比较简单，总投入不大，产品较稳定。玻璃光波导的制作工艺流程分为五步： 1) 在玻璃基片上溅射一层铝，作为离子交换时的掩模层;2) 进行光刻，将需要的波导图形用光刻胶保护起来; 3) 采用化学腐蚀，将波导上部的铝膜去掉;4) 将做好掩模的玻璃基片放入含Ag+-Na+离子的混合溶液中，在适当的温度下进行离子交换，Ag+离子提升折射率，得到沟道型光波导; 5)对沟道型光波导施以电场，将Ag+离子驱向玻璃基片深处，得到掩埋型玻璃光波导。该技术的主要问题：① 是否会成为未来主流技术，目部分存在疑虑?② 因为没有大规模形成商用化和产业化生产，对产品的实际工艺稳定性还需验证。

上述技术工艺目前上仅法国Teemphotonics公司以及以色列Colorchip公司生产，据说：原E-TeK公司有此技术，但具体详情不知，无法考证。国内浙江大学信电系王明华教授的课题组，早在几年前就开始与通信企业合作研发基于玻璃离子交换光波导的分路器，了一定的成果。他们的优势是关键技术成熟，所有的原材料进口，国内能满足，并且研制出了性能指标达到国外同类产品水平的光分路器，而且知识产权方面全部是自己的。目前商用及产业化技术还没有过关，还要进行中间试验，且进一步完善各项技术参数。因此，国内从产业化的情况来看，PLC芯片制造技术与国外有着相当大的差距，技术实用化、产业化进程还需一段漫长路要走。

3.2 PLC光纤阵列技术

PLC分光器的输出端采用阵列光纤带(ribbon)与PLC中每条输出光波导相互耦合。光纤带中每根光纤利用V-型槽定位，以**全部光波导能与光纤带一次自动对准。V-型槽基板可由单晶硅片通过选择性湿法刻蚀工艺造成，也可以用石英玻璃板经精密机械加工制造。

由于光纤阵列(Fiber Array)采用V型槽制作，利用特殊的粘合工艺实现的光纤定位和高性，以满足不同的需求。热膨胀系数匹配的封装设计**了光纤阵列板无应力、高性和高温下无光纤移位。所以，的V型槽和高性的UV胶水是制作光纤阵列中的关键技术。

光纤阵列产品的基体材料有石英玻璃、耐热玻璃可选，但一般采用石英玻璃板经精密机械加工制作，从性的角度来说采用石英玻璃的较好，且研磨的时候也不容易裂。端面抛光角度亦可根据客户的要求订制，如：90度、98度、82度等，带纤排列的颜色和长度也可以根据客户需要进行定制。

由于光纤阵列属于劳动密集型产品，国外许多制造商均将生产环节向中国转移生产，目前国内能够自行研发生产的企业有博创科技、富创光电、奥康光通器件、东莞东源及浙江同星等，国外主要为日本Hataken和AIDI公司。在技术研发和自主方面国内光纤阵列技术发展也有所突破，如：的U型槽，采用自主知识产权的刻蚀制造工艺，这种技术一但突破并进入实用化，将大幅度降低光纤阵列的成本。还有方形毛细管阵列，在AWG及单通道阵列中具有很好的特性。

高性的UV胶水是制作光纤阵列中另一项关键技术。光分路器制作工艺对光纤阵列具有很高的要求，除了要求V型槽具有外，还要求UV胶水应具有耐高温高湿和足够的硬度等特性。目前日本NTT-AT公司开发生产的系列复合产品，在技术上为，国内在此项技术上还是空白。

3.3 PLC耦合及封装技术

PLC光分路器技术除了芯片和光纤阵列外，另一项关键技术就是芯片与光纤间的耦合和封装，他涉及到光纤阵列与光波导的六维紧密对准。

PLC分路器的封装是指将平面波导分路器上的各个导光通路(即波导通路)与光纤阵列中的光纤一一对准，然后用特定的胶(如环氧胶)将其粘合在一起的技术。其中PLC分路器与光纤阵列的对准度是该项技术的关键，封装过程包括耦合对准和粘接等操作。PLC分路器芯片与光纤阵列的耦合对准有手工和自动两种，它们依赖的硬件主要有六维精密微调架、光源、功率计、显微观测系统等，而常用的是自动对准，它是通过光功率反馈形成闭环控制，因而对接精度和对接的耦合效。目前国外较的耦合对准设备供应商主要有：日本骏河精机(Suruga)、日本久下精机(Kuge)、美国Newport等;国内也有开发，但六维精度无法达到耦合的要求。

随着FTTH对光分路器需求的大量增加，国内PLC器件封装产业发展较快，具有规模和研发力量的代表企业有博创科技、富创光电、光迅科技、日海通讯、无锡爱沃富、富春江光电、成都飞阳、大唐通讯(昆山)、中山奥康AgileCom、上海上诚等，还有多的光器件企业和部分光纤光缆企业已经上和正在上PLC光分路器封装项目。因为光分路器的封装技术工艺相对简单，投资不大(一台手动对准系统20万元人民币左右)，项目容易完成。目前有很多高附加值PLC器件产品，封装技术有特别的工艺技术和专有技术，国内封装厂家还需在这方面加大研发和投入力度。