光纤传输系统及基础知识

（四）、原则4：监控点集中，光缆资源紧缺 • 在光缆资源紧缺或是租用光缆、传输容量 较大且集中的极端情况下，只能选择大路 数（≥16路）视音频、数据复用光端机： （虽然这种用法有很大缺陷，比如造价较 高、维护难度较高、光器件互换性差等， 但也只能这样做。）
典型应用一：上海外环－中环光纤电视监控系 统 • 传输距离只有1公里左右，共有64路视频图 像+1路双向数据传输，但不允许重新布缆， 只能用原有光缆中剩余的1芯光缆传输，最 终采用64路视频+1路双向数据复用光端机。
（二）、原则2：短距离、监控点分散, 采用小路数光 端机 • 在短距离（1~3公里）传输、信号容量不大、各监 控点不便集中、且能够实际使用的光缆芯数足够的 情况下，尽量多采用小路数（≤4路）视频、及音频、 数据复用光端机： • 短距离传输在条件允许的情况下应多使用光缆芯数， 虽然光缆及工程造价提高，但可大大节省的光端机 造价。 • 例如典型应用：长春一汽大众生产车间光纤电视监 控系统最远传输距离2.8公里，28个监控点（点分散 不便集中），采用1路视频+1路反向数据复用光端 机。
二：光缆基础知识
1：优点 a:传输频带宽，通讯容量大； 光纤的带宽为几千兆赫兹甚至更高
b:信号损耗低，传输距离远； 目前的实用光纤采用纯净度很 高的石英材料，在光波长为 1550nm附近衰减只有0.2dB/KM， 所以它的传输距离可以很远，可 以达到100多KM。
c:不受电磁干扰；
光纤是绝缘材料
按芯径直径分：
50/125um 62.5/125um 9/125um
都是多模光纤
单模光纤
按外观颜色分：
多模光纤 单模光纤 棕色 黄色
3:光缆结构
光纤 (纤芯、包层及外护套)
– 外护套用于减震 • 缓冲层 • 加强单元 • 封装
4：辅助器件
5：光缆的种类 a:埋地 b:架空 c:室内光缆
2：光纤的分类 按传输模式分
a: 单模光纤 单模光纤只传输主模，没有模式色 散，传输带宽很宽。主要用于长距 离大容量的光纤通讯。通常使用的 波长有1310nm或1550nm
b:多模光纤 在一定的工作波长中（主要是 850nm或1300nm）有多个模式同时 在光纤中传输，称之为多模光纤。 由于存在色散和像差，因此此种光 纤的传输性能很差，频带很窄，传 输容量小，距离也短。
宏弯损耗
由于光纤架设过程造成的弯角引起 的损耗
光线穿越包层
7：常用光器件 分路器 波分复用器 粗波分复用器
a: 分路器 （同一波长）
50% 100% 50%
b:波分复用器 WDM
1550nm 1310nm/1550nm 1310nm
c:粗波分复用器 CWDM
1550nm 1310nm/1510nm/1550nm 1510nm 1310nm
距离达 3km 距离达6km 距离达30km 距离达 60km
价格： 单模光缆比多模光缆便宜
光端机选型阐述
一、前提：光端机的选型必须就下面几大方面综 合考虑 能够实际使用的光缆芯数； 需要传输的视频、音频、数据等信号的容量； 传输距离； 工程量、工程繁简程度； 设备互换及稳定性； 维护、维修简便；
（三）、原则2：短距离、监控点集中 • 即在短距离（1~3公里）传输、信号容量大、各 监控点集中、且能够实际使用的光缆芯数足够的 情况下，应尽量采用单波段传输容量大的视音频、 数据复用光端机，采用1310nm、1550nm波段： • 因为对于数字光端机采用的时分复用方式来说， 单波段所能传输的容量越大，光端机的性价比就 越高。比如：10路视频+1路双向数据复用光端机， 采用2个波段（1310/1550nm）传输，其中 1310nm波段可传输10路视频+1路同向数据， 1550nm传输1路反向数据，其性价比远高于4路 视频+1路双向数据复用光端机。
二、光端机选型原则： 在光缆造价（包括熔接、光配线产品）和 光端机造价之间达成一个平衡点。
（一）、原则1：长距离光缆传输尽量采用大 路数光端机,少用光缆．
Light- wave
• 在长距离光缆传输的情况下，应尽量采用大路数 （≥16路）视音频、数据复用光端机，或者采用 链路式级联光端机，虽然光端机造价有提高，但 节省的光缆造价更高。 • 因为对于长距离传输几十公里、上百公里，节省 光缆资源有着极其重要的价值！ • 例如：节省一条100公里，4芯单模光缆，节省光 缆的造价约为28万元左右。节省100公里8芯单模 光缆则约为40万左右，这还未包括光缆接续熔接， 挖沟等施工费用摊入。
典型应用二：嘉兴中国银行光纤电视监控系统 • 共有18个储蓄所，传输距离为1~3公里，每个 储蓄所共有16路视频图像+8路对讲+2路电话 +100M计算机网络+1路双向报警数据+1路门禁控 制数据的信号需要传输至控制中心，但到每个储 蓄所的传输媒质是租用电信光缆中的一芯且只有 一芯，最终采用16路视频+8路双向音频+2路双向 数据+1路100M IP（2路电话采用IP电话机通过 100M网络进行传输）。
• 例如典型应用：三福高速光纤电视监控系统（最 远传输距离200公里，最近传输距离12公里）， 以其中一段为例（见下图）：采用大路数链路式 级联光端机，主干缆1芯传输72路非压缩视频图 象+1路反向数据，前端分散点采用小光端机传输 至集中点。尽可能节省光缆，降低工程造价和工 程量。 • 但级联式光端机价格比普通点对点光端机较贵， 互换性差，器件的可获得性较差。由于采用 CWDM技术，对激光器等光器件要求较高。
三、对于本系统中的光端机选型： 1、本系统先有条件：
–
– –
光缆为6芯光缆，其中有些光缆可使用3芯，需要备 用3芯； 各个监控点比较集中，采用集中点光纤传输方式； 每个集中点需要传输20~50路视频+多路双向数据信 号。
2、考虑到在不降低监控质量、性能的条件下，以 减少工程施工量、配件产品、降低工程总造价 为目的，应当尽可能采用10路视频+1路双向数 据光端机；采用每条6芯光缆中的2~3芯进行传 输；对于个别监控点视频图像较多（≥60路视频 图像），可采用20路视频光端机、或采用更多 的光纤（4、5芯）进行传输。
• 不受ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ磁干扰(EMI)
• 不受无线电干扰(RFI)
• 不受高压影响
• 不受地回路电压影响
d:线径细，重量轻； 光缆对铜缆
1芯PVC封装光纤
10.45kg/km
RG-11/U
121.68kg/km
e:性能稳定;
光纤不易受潮湿影响 不易被腐蚀 无需定期维护 寿命长
f:资源丰富；
缺点： 光纤质地脆，机械强度低， 要求比较好的切割，连接技 术；分路，耦合比较麻烦等 等。
6:光是如何工作？
A：光 光是一种电磁能量 光在真空中的传播速率是30万公里/秒 光以波长来描述
B：模式 单模
单模 = 单条光路径 (光纤直径小)
多模
多模 = 多条光路径 (光纤直径大)
C：转换 将电脉冲转换为光脉冲，然后通 过光纤传输，到另一端后再转换 为电信号。
D：光纤内部的光反射
E：损耗 光能在光纤中的损耗 • 两种主要类型： – 散射 – 吸收 • 两种次要类型： – 微弯损耗 – 宏弯损耗
三：如何设计光缆系统
1：从以下方面来考虑 a:视频，数据，音频，网络，电话 b:单向还是双向 c:传输距离
2：选择是单模光缆还是多模光缆 a:距离 b:价格
距离：
• 多模 @ 850nm (LED)， • 多模 @ 1300nm (LED)， • 单模 @ 1310nm(激光)， • 单模 @ 1550nm (激光)，
• 链路级联式光端机传输的介绍 • 下图采用8路视频+1路反向数据链路级联式光端机。 • 利用CWDM技术，充分利用光纤的带宽。即通过开波段 的方式，在1芯光缆上，不断地增加传输容量。如上图示， 通过开7个波段，传56路图象。其中，每1波段传8路视频。 • 一般地说来，CWDM可达8波（最多12波）。由于，生产 周期，器件的可获得性，以及与自配套激光器的生产等方 面的考虑，建议最多采用8波。个别情况下，采用9波或 10波。 • 由于链路式光端机大多用于长途干线传输，可达上百公里。 所以，须对远端距离远的相应波段进行中继。
光纤传输系统及基础知识
一：电缆传输与光缆传输 1：电缆传输
2：光缆传输
VIDEO VIDEO
DATA
DATA
3：区别 a:传输距离 b:复杂
光传输系统所需设备：
• • • • • • • • 8芯多模埋地光缆 单视频光端机 一路视频+一路反向数据控制光端机 机笼 光缆终端盒 光纤跳线ST 光纤连接头 光缆熔接点
• 光端机一般采用1310nm、1550nm这两种光器件， 一来供货充足：市场上都有现货，使得可替换性 好；二来造价较便宜：使得光端机造价降低，从 而降低整个工程造价。 • 典型应用：青海西宁监狱光纤电视监控系统3个集 中点距离监控中心1~2公里，每个集中点采用4芯 光缆传输24个视频图像+12路对讲+1路报警数据， 最终采用8路视频+8路双向音频+1路双向数据复 用光端机。