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光纖傳輸技術(shù) 淺談高速、清晰、視頻模擬光纖傳輸技術(shù)
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監(jiān)控系統(tǒng)中的信號有三類：圖像、音頻、數(shù)據(jù)，如何將這三種信號置于有效的控制之下要考慮的因素之一是傳輸問題。在光纖應用之前，銅纜因為費用低廉而被大量采用(但在遠距離傳輸上采用光纖傳輸?shù)某杀疽陀诓捎勉~纜傳輸)，但是銅纜傳輸越來越暴露其缺點，傳輸距離短，保密性差，容易受到電磁干擾，維護費用高等等。光纖出現(xiàn)之后，光纖通訊的應用得到迅猛發(fā)展，已經(jīng)成為遠距離/近距離傳輸(超過500/800米的距離)的首選，可以預料當光纖成本進一步下降，光纖必將取代銅纜大量應用。
光纖監(jiān)控系統(tǒng)的傳輸中，按傳送信號的模式大致可分為兩種方式：其一是模擬光纖傳輸，其二是數(shù)字光纖傳輸。目前，模擬光纖傳輸因為其成熟的技術(shù)保證而得到廣泛的應用。通常采用的模擬光纖傳輸，大致可分為以下幾類：VIDEO、DATA、AUDIO、VIDEO+DATA、VIDEO+AUDIO、VIDEO+DATA+AUDIO等。
在本篇中主要討論模擬光纖傳輸?shù)募夹g(shù)、工藝、設(shè)備類型、視頻信號的幾個重要參數(shù)名詞解釋、測試問題以及設(shè)計方案(選用設(shè)備)要考慮的安全、有效的維護保證和成本等因素。
一、光纖傳輸設(shè)備的技術(shù)和工藝
(1)傳統(tǒng)的模擬光端機所采用的技術(shù)有兩種：FM和AM。早期各大公司的光纖傳輸設(shè)備大多采用AM技術(shù)，而隨著時間的推移，F(xiàn)M技術(shù)已經(jīng)成為市場的主流，表1將AM與FM的特點作以定性比較：
由表1比較可知，F(xiàn)M技術(shù)較AM技術(shù)更為可靠：抗干擾能力強，保真度高，在線形良好的介質(zhì)中傳輸，對非線形失真的要求不高，可大幅度提高光接收機的靈敏度。
(2)早期的光纖傳輸設(shè)備所采用的焊接工藝為插件式，插件焊接工藝有其先天不足的一面，如板間電磁干擾大，設(shè)備功耗大，產(chǎn)品體積大等等，這樣就對傳輸系統(tǒng)造成了一定的影響，由于板間電磁干擾較大，系統(tǒng)引入的噪聲也較大，從而影響到系統(tǒng)的信噪比和系統(tǒng)的視頻指標。現(xiàn)在的產(chǎn)品大多采用SMT工藝，降低了系統(tǒng)的電磁噪聲影響，可以更好的體現(xiàn)設(shè)計意圖。
二、光纖傳輸設(shè)備的類型
光纖傳輸設(shè)備傳輸方式可簡單的分成：多模光纖傳輸設(shè)備和單模光纖傳輸設(shè)備。
(1)多模光纖傳輸設(shè)備所采用的光器件是LED，通常按波長可分為850nm和1300nm兩個波長，按輸出功率可分為普通LED和增強LED——ELED。多模光纖傳輸所用的光纖，有62.5mm和50mm兩種。
在多模光纖上傳輸決定傳輸距離的主要因素是光纖的帶寬和LED的工作波長，例如，如果采用工作波長1300nm的LED和50微米的光纖，其傳輸帶寬是400MHz.km，鏈路衰減為0.7dB/km，如果基帶傳輸頻率F為150MHz，對于出纖功率為-18dBm，接收靈敏度為-25dBm的光纖傳輸系統(tǒng)，其最大鏈路損耗為7dB，則可計算：ST連接器損耗：2dB(兩個ST連接器)
光學損耗裕量：2
則理論傳輸距離：
L=(7dB-2dB-2dB)/0.7dB/km=4.2km
L為傳輸距離，而根據(jù)光纖的帶寬計算：
L=B/F=400MHz.km/150MHz=2.6km
其中B為光纖帶寬，F(xiàn)為基帶傳輸頻率，那么實際傳輸測試時，L￡2.6km，由此可見，決定傳輸距離的主要因素是多模光纖的帶寬。
(2)單模傳輸設(shè)備所采用的光器件是LD，通常按波長可分為850nm和1300nm兩個波長，按輸出功率可分為普通LD、高功率LD、DFB-LD(分布反饋光器件)。單模光纖傳輸所用的光纖最普遍的是G.652，其線徑為9微米。
1310nm波長的光在G.652光纖上傳輸時，決定其傳輸距離限制的是衰減因數(shù);因為在1310nm波長下，光纖的材料色散與結(jié)構(gòu)色散相互抵消總的色散為0，在1310nm波長上有微小振幅的光信號能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻帶傳輸。
1550nm波長的光在G.652光纖上傳輸時衰減因數(shù)很小，單純從衰減因數(shù)考慮，1550nm波長的光在相同的光功率下傳輸?shù)木嚯x大于1310nm波長的光下的傳輸?shù)木嚯x，但是實際情況并非如此，單模光纖帶寬B與色散因數(shù)D的關(guān)系為：
B=132.5/(Dl*D*L)GHz
其中L為光纖的長度，Dl為譜線寬度，對于1550nm波長的光，其色散因數(shù)如表3為20ps/(nm.km)，假設(shè)其光譜寬度等于1nm，傳輸距離為L=50公里，則有：
B=132.5/(D*L)GHz=132.5MHz
也就是說，對于模擬波形，采用1550nm波長的光，當傳輸距離為50公里時，傳輸帶寬已經(jīng)小于132.5MHz，如果基帶傳輸頻率F為150MHz，那么傳輸距離已經(jīng)小于50km，況且實際應用中，光源的譜線寬度往往大于1nm。
從上式可以看出，1550nm波長的光在G.652光纖上傳輸時決定其傳輸距離限制的主要是色散因數(shù)。
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