光端机教程(适合初学者)

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散射
ä
光功率的损耗是由于：
ä ä ä
光纤中分子分布的不均匀所致 光纤材料不纯 散射
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吸收
ä
光纤材料的不纯致使光纤吸收光功率
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微弯损耗
ä
由于包层表面的不平整引起的损耗
ä 磨损
ä 高温
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外护套所使用的材料
PVC ä 聚乙烯 ä 聚丙烯 ä 聚亚安酯 ä 尼龙 ä 特弗龙
ä
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玻璃光纤
ä
单模
ä 纤芯直径8到10um
ä 长距离－40km(典型距离)
外护套 包层 纤芯
外护套
包层 纤芯 小于临界角的光线被包层吸收 入射角
包层 外护套
反射角
光线一内部反射方式传播
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损耗
光能在光纤中的损耗 ä 两种主要类型：
ä 散射
ä 吸收
ä
两种次要类型：
ä 微弯损耗 ä 宏弯损耗
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多模光纤
ä ä
带宽达400 MHz/km 损耗为1至4 dB/km (光纤/波长固定)
ä
ä
纤芯直径为50/62.5/85/100微米
使用850nm及1300nm传输
ä
ä
原器件及设备成本从中到低
通常使用LED发射
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单模光纤
典型距离达40km ä 用于：
Plastic Jacket
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光纤
为什么使用光纤？
体积小
光缆与铜缆比较
ä
光缆(8芯PVC封装62.5/125)
10mm = = 8芯光缆(64视频 > 2km) RG-11/U (1视频 < 1km)
ä
铜缆
10.29mm
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ä
单模连接
“ST” 或 “FC/PC” = 现行工业标准 ä “SC” = 将来工业标准
ä
多模/单模连接
两种主要类型
ä ä
ä
熔接
机械连接
光纤如何工作？
光
ä ä ä
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
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用边发射LED或激光发射
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塑料和PCS光纤
ä
纤芯直径为100um
ä 92米以内的短途传输 ä 低速数据传输 ä 医学应用
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塑封硅石光纤
Plastic Cladding Low Refractive输入dex Light Silica Glass Core High Refractive输入dex
ä
多模 @ 850nm (LED)，
距离达 2km
ä
ä
多模 @ 1310nm (LED)，
单模 @ 1310nm(激光)，
距离达10km
距离达40km
ä
单模 @ 1550nm (激光)，
距离达 60km
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计算方法
ä ä ä
例如：2km 62.5um 光纤，一个连接点 2km x 3.5dB (850nm) = 7dB 7dB (光损耗) + 2.0dB (连接损耗) = 9dB
不产生任何可以被检测的电信号
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高带宽
ä
通过一根光缆可以传输更多的信息
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连接
多模连接
“ST” =现在工业标准(twist lock) ä “SC” = 将来工业标准(snap lock) ä “SMA” = 老工业标准 (screw lock)
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模式
ä ä
多模 = 多条光路径 (光纤直径大) 单模 = 单条光路径 (光纤直径小)
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转换
ä
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。
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光纤内部的光反射
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重量轻
光缆对铜缆
ä
1芯PVC封装光纤
10.45kg/km
ä
RG-11/U
121.68kg/km
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抗噪声
光纤是绝缘材料
ä ä ä
不受电磁干扰(EMI) 不受无线电干扰(RFI) 不受高压影响
ä
不受地回路电压影响
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ä
视频 音频 数据 光纤 视频 音频 数据
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视频 单向 / 音频 收发 / 数据
收发
视频、音频、PTZ、和门禁系统 ä 数据格式 RS232、RS422、TTL、开关控 制或Manchester
加强单元
ä
增加光纤强度
ä 安装过程中或者安装完毕之后
ä
ä
减缓光纤所受的张力
常用增加强度方法：
ä
ä ä
Kevlar (最常用)
环氧树脂玻璃丝棒 钢铁
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外护套
ä
外护套可以保护光纤在以下环境中使用：
ä 恶劣环境
ä
油、臭氧、酸等等
ä 潮湿
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光损耗对波长
3.5
3 2.5
ä ä
光损耗以dB/km计量 与波长有关 单模损耗较小 波长又常常被称为“窗口” 在光谱的红外部分产生作用
2
1.5 1 0.5 0 850 1310 1550
多模 单模
ä
ä
ä
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典型距离 (连续光纤无连接点)
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宏弯损耗
ä ä
由于光纤架设过程造成的弯角引起的损耗 光线穿越包层
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光功率预算
多模 62.5um
850nm损耗典型值为3.5dB/km ä 1310nm损耗典型值为0.7dB/km ä 每一个连接点损耗为 0.05dB ä “ST”型连接处的损耗为0.5dB
ä
多模
ä 纤芯直径50到100um
ä 中距离－
2km(典型距离)
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多模光纤
ä ä ä
62.5um的光纤最常用 典型距离到3km 用于：
ä ä ä
CCTV 广播 数据通信
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安全
ä ä
发生火灾时不短路 用于下列环境非常理想：
ä ä
危险环境 爆炸环境
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不会短路
光纤是玻璃材料的
ä ä
不携带电流 不产生：
ä热
ä 火花
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性能稳定
ä ä ä ä
ä
视频 光纤
视频
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音频 单向
850nm，1310nm 或 1550nm，多模或单 模 ä 600ohm，线电平(0dBm)
ä
光纤
音频 音频
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数据 单向或双向
850nm，1310nm 或 1550nm，多模或单 模 ä RS-232，RS-422，RS-485，TTL，开关 控制或Manchester
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光纤
什么是光纤?
三大类光纤
玻璃 (硅石) ä 塑封硅石 (pcs) ä 塑料
ä
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光缆的构成
ä
光纤 (纤芯、包层及外护套)
ä 外护套用于减震
缓冲层 ä 加强单元 ä 封装
光纤不易受潮湿影响 不易被腐蚀 无需定期维护 寿命长
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使用更少的中继器
光学性能更好 ä 传输距离远 ä 信号品质稳定
ä
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传输保密
ä ä ä ä
不产生辐射 不产生电磁脉冲 不产生无线电频率
FIBER LIGHT.
…光纤传输系统
产品及技术培训
北京飞博来特科技有限公司
主题
ä
光纤总论
什么是光纤? 为什么使用光纤? 光纤怎么工作? 光纤的连接方式 光损耗计算方法 测试设备
ä
Fiber light
我们可以传输什么信号? 我们怎么传输信号？ 典型应用 配置问题 基本型号 基本双工型号 新产品 故障诊断
ä
紧套型
ä
室内使用
ä
ä
小角度的弯曲
抗温度变化性能不好
ä
松套型
ä ä ä
室外使用 凝胶混合物保证低温性能 抗温度变化性能好
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松散型和紧套型缓冲 层
松散型 紧套型
无缓冲 光纤
有缓冲 直接加在光纤上
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ä
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单模 9um
1310nm损耗典型值为0.35dB/km ä 1550nm损耗典型值为0.25dB/km ä 每一个连接点损耗为 0.05dB ä “ST”型连接处的损耗为0.5dB
ä
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视频和 PTZ、门禁系统、键盘 ä 数据格式RS-232、RS-422、RS-485、TTL 、 开关控制或Manchester
ä
视频
数据
光纤
视频
数据
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视频 单向 / 音频 收发 / 数据
双向
视频、音频和 PTZ ä 数据格式 RS232、RS422、TTL、开关控制 、Manchester或叠加传输
ä
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光纤设备的光损耗大于9dB
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光纤测试设备
ä
两种主要类型
ä 光功率计 ä 时域反射仪
(OTDR)
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信号如何传输？
视频 单向
850nm，1310nm 或 1550nm，多模或单模 ä 彩色或黑白 ä NTSC，PAL，或 SECAM
ä
ä 长途电信
ä 长途CCTV ä 长途广播 ä 长途数据通信
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单模
ä ä
带宽为1000GHz 损耗典型值为0.2dB至0.35dB/km (光纤/波长固定)
ä
ä
纤芯直径为8 到10um
使用 1310nm至1550nm传输
ä
ä
连续成本较高
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包层
ä ä ä
折射率不同 可使光线在内部全部反射 包层的折射率比纤芯小不到1％
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缓冲层
缓冲层的三个作用
保护光纤表面不受损伤 ä 使光纤不易受弯曲损伤 ä 防潮
ä
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缓冲层的类型
ä
视频
数据
光纤
视频
数据
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视频 单向 / 音频 收发
视频和 PTZ、对讲、Modem ä 音频格式 (DTMF、FSK)
ä
视频 音频
光纤
视频 音频
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视频 单向/ 数据 收发
ä
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光缆结构
黑色 聚亚安酯 外护套 加强单元
缓冲层 硅石保护层 包层 (硅石) 纤芯(硅石)
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基本光纤结构
ä ä
纤芯是纯玻璃材料 包层为不纯的玻璃材料
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ä
光纤 数据 数据
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视频 单向 /音频 双向
视频和 PTZ，音频 ä 音频格式 (DTMF，FSK)
ä
视频 音频
光纤
视频 音频
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视频 单向 / 数据 双向
视频和 PTZ ä 数据格式RS-232，RS-422，TTL，开关 控制，Manchester或叠加传输