第9章_光纤监控系统.doc

监控系统中的信号有三类：图像、音频、数据，如何将这三种信号置于有效的控制之下要考虑的因素之一是----传输问题。 在光纤应用之前，铜缆因为费用低廉而被大量采用（但在远距离传输上采用光纤传输的成本要低于采用铜缆传输），但是铜缆传输越来越暴露其缺点，传输距离短直线超出（300/500米的距离）图像变形干扰纹加大，必威体育官网网址性差，容易受到电磁干扰，维护费用高等等。 光纤出现之后，光纤通讯的应用得到迅猛发展，已经成为远距离/近距离传输（超过300/500米的距离）的首选。  光纤监控系统的传输中，按传送信号的模式大致可分为两种方式：其一是模拟光纤传输，其二是数字光纤传输。目前，数字光纤传输因为其成熟的技术保证而得到广泛的应用。通常采用的数字光纤传输，大致可分为以下几类：VIDEO、DATA、AUDIO、VIDEO+DATA、VIDEO+AUDIO、VIDEO+DATA+AUDIO等。  在本篇中主要讨论数字光纤传输的技术、工艺、设备类型、视频信号的几个重要参数名词解释、测试问题以及设计方案（选用设备）要考虑的安全、有效的维护保证和成本等因素。 一、 光纤传输设备的技术和工艺 （1）数字光端机所采用的技术有两种：FM和AM。早期各大公司的光纤传输设备大多采用AM技术，而随着时间的推移，FM技术已经成为市场的主流，下表将AM与FM的特点作以定性比较： AM FM 系统允许光衰减 小 较大 视频信号传输带宽 小 大 传输信噪比（S/N） 低 高 对光源线形的要求 高 低 抗干扰性 差 好  由上表比较可知，FM技术较AM技术更为可靠：抗干扰能力强，保真度高，在线形良好的介质中传输，对非线形失真的要求不高，可大幅度提高光接收机的灵敏度。 （2）早期的光纤传输设备所采用的焊接工艺为插件式，插件焊接工艺有其先天不足的一面，如板间电磁干扰大，设备功耗大，产品体积大等等，这样就对传输系统造成了一定的影响，由于板间电磁干扰较大，系统引入的噪声也较大，从而影响到系统的信噪比和系统的视频指标；现在的产品大多采用SMT工艺，降低了系统的电磁噪声影响，可以更好的体现设计意图。 二、光纤传输设备的类型 光纤传输设备传输方式可简单的分成：多模光纤传输设备和单模光纤传输设备。 （1） 多模光纤传输设备所采用的光器件是LED，通常按波长可分为850nm和1300nm两个波长，按输出功率可分为普通LED和增强LED----ELED。多模光纤传输所用的光纤，有62.5mm和50mm两种。不同波长的光在多模光纤上的传输特性如下： 62.5mm 50mm  工作波长 带宽 衰减 带宽 衰减  850nm 160MHz.km 2.7---3.8dB/km 400MHz.km 2.3---3.0dB/km 1300nm 400MHz.km 0.6---0.8dB/km 400MHz.km 0.5---0.7dB/km 由上表可见，在多模光纤上传输决定传输距离的主要因素是光纤的带宽和LED的工作波长，例如，如果采用工作波长1300nm的LED和50微米的光纤，其传输带宽是400MHz.km，链路衰减为0.7dB/km，如果基带传输频率F为150MHz，对于出纤功率为-18dBm，接收灵敏度为-25 dBm的光纤传输系统，其最大链路损耗为7 dB，则可计算： ST连接器损耗：2dB（两个ST连接器） 光学损耗裕量：2 dB 则理论传输距离： L=（7 dB-2 dB-2 dB）/0.7dB/km=4.2 km L为传输距离，而根据光纤的带宽计算： L=B/F=400MHz.km/150MHz=2.6km 其中 B为光纤带宽，F为基带传输频率， 那么实际传输测试时，L￡2.6km，由此可见，决定传输距离的主要因素是多模光纤的带宽。 （2） 单模传输设备所采用的光器件是LD，通常按波长可分为850nm和1300nm两个波长，按输出功率可分为普通LD、高功率LD、DFB-LD（分布反馈光器件）。单模光纤传输所用的光纤最普遍的是G.652，其线径为9微米。不同波长的光在G.652光纤上传输特性见下表 工作波长 衰减 色散 1310nm ≤0.34dB/km ≤3.5ps/(nm.km) 1550nm ≤0.22 dB/km ≤20 ps/(nm.km)  由上表可知，1310nm波长的光在G.652光纤上传输时，决定其传输距离限制的是衰减因数；因为在1310nm波长下，光纤的材料色散与结构色散相互抵消总的色散为0，在1310nm波长上有微小振幅的光信号能够实现宽频带传输。  1550nm波长的光在G.652光纤上传输时衰减因数很小，单纯从衰减因数考虑，1550nm波长的光在相同的光功