徐素枚

【摘要】 本文應(yīng)當前光纖通信潮流，設(shè)計了一個簡單的光纖監(jiān)控系統(tǒng)，進行設(shè)備選材和安裝，并選用了線路測試的手持光源和手持光功率計進行測量，還介紹了測量的方法。

【關(guān)鍵詞】 光纖 監(jiān)控 光源 光功率計 衰減

光纖通信是利用光波在光導纖維中傳輸信息的通信方式。光纖通信是現(xiàn)代通信網(wǎng)的主要傳輸手段，采用光纖通信是通信史上的重大變革，光纖發(fā)展的歷史只有幾十年，但現(xiàn)在普遍使用的3G、正要全面普及的4G都是光纖通信。中國光纖通信已全面進入實用階段。

智能交通監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、電視電話會議、遠程多媒體教學、校園監(jiān)控、樓宇控制系統(tǒng)等越來越多的監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展迅速，而傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)都是使用電纜作為傳輸介質(zhì)，在這里將體驗一下光纖飛速傳輸?shù)某绷鳎褂霉饫w作為傳輸介質(zhì)，建立一個簡單的監(jiān)控系統(tǒng)模型。

一、原理圖

按照設(shè)計步驟，設(shè)計一個最簡單的監(jiān)控光纖系統(tǒng)。如圖1所示。

圖1 光纖監(jiān)控系統(tǒng)原理圖

二、設(shè)計原理

攝像頭云臺采集到視頻信息，利用視頻電纜傳到發(fā)射光端機，發(fā)射光端機將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，光信號通過光纖傳輸?shù)浇邮展舛藱C，接收光端機將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，再把視頻電信號通過視頻電纜送到電視機播放，形成簡單的監(jiān)控光纖系統(tǒng)。

三、選材

材料/設(shè)備 特點 價錢

攝像頭云臺 聚焦夜視一體機，防水夜視，最低照度彩色、紅外燈開啟，紅外距離100米左右，角度45°。 約100元

光纖收發(fā)器 可在一根光纖上傳輸1路單向視頻，能支持任何高分辨率的靜態(tài)和動態(tài)圖像的高質(zhì)量傳輸，與其他廠家的網(wǎng)卡、中繼器、集線器和交換機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的完全兼容、最遠傳輸距離可達80km，視頻帶寬8MHz、光纖連接器類型SM/FC、工作波長1310/1550nm、數(shù)據(jù)速率0～500Kbps、以太網(wǎng)數(shù)據(jù)速率10/100Mbps 約70元/個

彩色電視機 二手29寸彩色電視機，清晰顯示監(jiān)控到的視頻。 50元

光纖跳線 3米，帶有FC接頭，不需再另外做。 約5元

視頻電纜 帶接頭，不需另外做。 約30元/15米

四、實物連接圖

如圖2所示。

五、線路性能測試

發(fā)送機輸出光功率，接收機接收光功率。接收機靈敏度和動態(tài)范圍的測量，實際上也是在滿足一定誤碼率條件下測量，能接收的最小光功率和最大光功率，光纖衰耗、接頭衰耗的測量，實際上也是測量光纖兩端的光功率。而光功率計就是測量光功率的儀表。

使用光功率計對光纖進行定量測量，可測出光纖的衰減和接頭的衰減，甚至可測出光纖的斷點位置。

5.1選材

測量儀器 特點

手持光源 LSM200C手持式光源分單波長光源、雙波長光源和三波長光源，發(fā)光器件可根據(jù)實際需要選擇LD和LED，波長有1310nm、1550nm，可集成紅光源，光接口FC（可選擇SC、ST）。

光功率計 OPM200手持式光功率計，波長測量范圍是800～1600nm，能以nw、uw、mw、dBm為單位顯示光功率測量值，以dB為單位顯示相對測量值，顯示分辨率為0.01dBm。

5.2 測量步驟

（1）打開光功率計，通過λ鍵來選擇正確的工作波長。

（2）打開光源（發(fā)射源），選擇正確的波長并使其穩(wěn)定（本過程大約需要1-2分鐘）。

（3）用發(fā)射源跳線將光源（發(fā)射源）與光功率計相連。

（4）路線較長時則需要核算系統(tǒng)的衰減余量，核算可按公式進行：衰減余量=發(fā)射光功率-接受靈敏度-線路衰減-連接衰減（dB），其中線路衰減=光纜長度×單位。

衰減：單位衰減與光纖質(zhì)量有很大關(guān)系，一般單模為0.4～0.5dB/km；多模為2～4dB/km。連接衰減包括熔接衰減接頭衰減，一般熱熔為0.01～0.3dB/點；冷熔0.1～0.3dB/點；接頭衰減與接頭的質(zhì)量有很大關(guān)系，一般為1dB/點。系統(tǒng)衰減余量一般不少于4dB。

（5）核算不合格時，應(yīng)視情況修改設(shè)計，然后再核算。這種情況有時可能會反復(fù)幾次。

5.3系統(tǒng)衰減核算

一般多模設(shè)備在2km范圍內(nèi)衰減核算不用核算，這里只做個例子。 發(fā)射功率-16dBm；接收靈敏度-30dBm；線路衰減：2km×2.5dB/km=5dB；接頭2個連接衰減為：2點×1dB/點=2dB；熔接兩個點為2點×0.03dB/點=0.06dB。最后衰減余量=-16dBm-（-30dBm）-5dB-2dB-0.06dB=6.94dB。

經(jīng)過上面的計算，可以看出系統(tǒng)容量大于4dB，以上選擇可以滿足要求。

5.4系統(tǒng)測試效果

光纖衰減 14dB 28dB 46dB

電視機顯示效果 清晰 模糊 沒有視頻輸入信號

六、拓展

可加入錄像機將監(jiān)控視頻錄下來存檔。