光纤传输培训讲座.ppt

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1、FiberFiber Options Inc.Options Inc.Light Years AheadLight Years Ahead 产品及技术培训产品及技术培训主讲：主讲：主讲：主讲：V Victorictor L.L.Milani Milani，技术总监技术总监技术总监技术总监主题主题 光纤总论光纤总论什么是光纤什么是光纤?为什么使用光纤为什么使用光纤?光纤怎么工作光纤怎么工作?光纤的连接方式光纤的连接方式光损耗计算方法光损耗计算方法测试设备测试设备 FiberFiber optionsoptions我们可以传输什么信号我们可以传输什么信号?我们怎么传输信号？我们怎么传输信号？典型应

2、用典型应用配置问题配置问题基本型号基本型号基本双工型号基本双工型号新产品新产品故障诊断故障诊断2Fiber Options Inc.light years ahead光纤光纤什么是光纤?三大类光纤三大类光纤 玻璃(硅石)塑封硅石(pcs)塑料4Fiber Options Inc.light years ahead光缆的构成光缆的构成 光纤(纤芯、包层及外护套)外护套用于减震外护套用于减震 缓冲层 加强单元 封装5Fiber Options Inc.light years ahead光缆结构光缆结构黑色聚亚安酯外护套缓冲层硅石保护层加强单元包层(硅石)纤芯(硅石)6Fiber Options I

3、nc.light years ahead基本光纤结构基本光纤结构 纤芯是纯玻璃材料 包层为不纯的玻璃材料7Fiber Options Inc.light years ahead包层包层 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18Fiber Options Inc.light years ahead缓冲层缓冲层缓冲层的三个作用 保护光纤表面不受损伤 使光纤不易受弯曲损伤 防潮9Fiber Options Inc.light years ahead缓冲层的类型缓冲层的类型 紧套型 室内使用室内使用 小角度的弯曲小角度的弯曲 抗温度变化性能不好抗温度变化性能不好 松套型 室外使

4、用室外使用 凝胶混合物保证低温性能凝胶混合物保证低温性能 抗温度变化性能好抗温度变化性能好10Fiber Options Inc.light years ahead松散型和紧套型缓冲松散型和紧套型缓冲层层松散型松散型无缓冲光纤紧套型紧套型有缓冲直接加在光纤上11Fiber Options Inc.light years ahead加强单元加强单元 增加光纤强度 安装过程中或者安装完毕之后安装过程中或者安装完毕之后 减缓光纤所受的张力 常用增加强度方法：Kevlar(Kevlar(最常用最常用)环氧树脂玻璃丝棒环氧树脂玻璃丝棒 钢铁钢铁12Fiber Options Inc.light year

5、s ahead外护套外护套 外护套可以保护光纤在以下环境中使用：恶劣环境恶劣环境 油、臭氧、酸等等油、臭氧、酸等等 潮湿潮湿 磨损磨损 高温高温13Fiber Options Inc.light years ahead外护套所使用的材料外护套所使用的材料 PVC 聚乙烯 聚丙烯 聚亚安酯 尼龙 特弗龙14Fiber Options Inc.light years ahead玻璃光纤玻璃光纤 单模 纤芯直径纤芯直径8 8到到1010um um 长距离长距离2121km(km(典型距离典型距离)多模 纤芯直径纤芯直径5050到到100100um um 中距离中距离 3 3km(km(典型距离典型距

6、离)15Fiber Options Inc.light years ahead多模光纤多模光纤 62.5um的光纤最常用 典型距离到3km 用于：CCTVCCTV 广播广播 数据通信数据通信16Fiber Options Inc.light years ahead多模光纤多模光纤 带宽达带宽达600 600 MHz/kmMHz/km 损耗为损耗为1 1至至4 4 dB/km dB/km(光纤光纤/波长固定波长固定)纤芯直径为纤芯直径为50/50/62.562.5/85/100/85/100微微米米 使用使用850850nmnm及及13101310nmnm传输传输 原器件及设备成本从中到低原器件

7、及设备成本从中到低 通常使用通常使用LEDLED发射发射17Fiber Options Inc.light years ahead单模光纤单模光纤 典型距离达21km 用于：长途电信长途电信 长途长途CCTVCCTV 长途广播长途广播 长途数据通信长途数据通信18Fiber Options Inc.light years ahead单模单模 带宽为带宽为4 4 GHzGHz 损耗典型值为损耗典型值为0.30.3dBdB至至0.70.7dB/km dB/km(光纤光纤/波长固定波长固定)纤芯直径为纤芯直径为8 8 到到1010umum 使用使用 1310 1310nmnm至至15501550nm

8、nm传输传输 连续成本较高连续成本较高 用边发射用边发射LEDLED或激光发射或激光发射19Fiber Options Inc.light years ahead塑料和塑料和PCSPCS光纤光纤 纤芯直径为100um 9292米以内的短途传输米以内的短途传输 低速数据传输低速数据传输 医学应用医学应用20Fiber Options Inc.light years ahead塑封硅石光纤塑封硅石光纤Silica Glass Core High Refractive输入dexPlastic JacketPlastic Cladding Low Refractive输入dexLight21Fiber

9、 Options Inc.light years ahead光纤光纤为什么使用光纤？体积小体积小光缆与铜缆比较 光缆(8(8芯芯PVCPVC封装封装62.5/125)62.5/125)10 10mm mm=8 8芯光缆芯光缆(64(64视频视频 2 2km)km)铜缆 10.2910.29mm mm=RG-11/U(1RG-11/U(1视频视频 1 1km)km)23Fiber Options Inc.light years ahead重量轻重量轻光缆对铜缆 1 1芯芯PVCPVC封装光纤封装光纤 10.45 10.45kg/kmkg/km RG-11/U RG-11/U 121.68kg/k

10、m 121.68kg/km24Fiber Options Inc.light years ahead抗噪声抗噪声光纤是绝缘材料 不受电磁干扰不受电磁干扰(EMIEMI)不受无线电干扰不受无线电干扰(RFIRFI)不受高压影响不受高压影响 不受地回路电压影响不受地回路电压影响25Fiber Options Inc.light years ahead安全安全 发生火灾时不短路 用于下列环境非常理想：危险环境 爆炸环境26Fiber Options Inc.light years ahead不会短路不会短路光纤是玻璃材料的 不携带电流 不产生：热热 火花火花 27Fiber Options Inc.

11、light years ahead性能稳定性能稳定 光纤不易受潮湿影响 不易被腐蚀 无需定期维护 寿命长28Fiber Options Inc.light years ahead使用更少的中继器使用更少的中继器 光学性能更好 传输距离远 信号品质稳定29Fiber Options Inc.light years ahead传输保密传输保密 不产生辐射 不产生电磁脉冲 不产生无线电频率 不产生任何可以被检测的电信号30Fiber Options Inc.light years ahead高带宽高带宽 通过一根光缆可以传输更多的信息31Fiber Options Inc.light years a

12、head连接连接多模连接多模连接“ST”=现在工业标准(twist lock)twist lock)“SC”=将来工业标准(snap lock)snap lock)“SMA”=老工业标准(screw lock)screw lock)单模连接单模连接“ST”或“FC/PC”=现行工业标准“SC”=将来工业标准多模多模/单模连接单模连接 两种主要类型 熔接熔接 机械连接机械连接光纤如何工作？光纤如何工作？光光 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37Fiber Options Inc.light years ahead模式模式 多模=多条光路径(光纤直径大光纤直径

13、大)单模=单条光路径(光纤直径小光纤直径小)38Fiber Options Inc.light years ahead转换转换 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。39Fiber Options Inc.light years ahead光纤内部的光反射光纤内部的光反射外护套包层纤芯包层外护套入射角反射角 光线一内部反射方式传播小于临界角的光线被包层吸收 外护套纤芯包层40Fiber Options Inc.light years ahead损耗损耗光能在光纤中的损耗 两种主要类型：散射散射 吸收吸收 两种次要类型：微弯损耗微弯损耗 宏弯损耗宏弯损耗41Fiber

14、 Options Inc.light years ahead散射散射 光功率的损耗是由于：光功率的损耗是由于：光纤中分子分布的不均匀所致光纤中分子分布的不均匀所致 光纤材料不纯光纤材料不纯 散射散射42Fiber Options Inc.light years ahead吸收吸收 光纤材料的不纯致使光纤吸收光功率光纤材料的不纯致使光纤吸收光功率43Fiber Options Inc.light years ahead微弯损耗微弯损耗 由于包层表面的不平整引起的损耗由于包层表面的不平整引起的损耗44Fiber Options Inc.light years ahead宏弯损耗宏弯损耗 由于光纤架

15、设过程造成的弯角引起的损耗由于光纤架设过程造成的弯角引起的损耗 光线穿越包层光线穿越包层45Fiber Options Inc.light years ahead光功率预算光功率预算 多模多模 62.5 62.5umum 850nm损耗典型值为3.5dB/km 1310nm损耗典型值为1dB/km 每一个连接点损耗为 2.0dB “ST”型连接处的损耗为1.0dB 47Fiber Options Inc.light years ahead 单模单模 8.3 8.3umum 1310nm损耗典型值为0.6dB/km 1550nm损耗典型值为0.4dB/km 每一个连接点损耗为 2.0dB “ST

16、”型连接处的损耗为1.0dB 48Fiber Options Inc.light years ahead光损耗对波长光损耗对波长00.511.522.533.585013101550多模多模单模单模 光损耗以光损耗以dB/kmdB/km计量计量 与波长有关与波长有关 单模损耗较小单模损耗较小 波长又常常被称为波长又常常被称为“窗口窗口”在光谱的红外部分产生作用在光谱的红外部分产生作用49Fiber Options Inc.light years ahead典型距离典型距离 (连续光纤无连接点连续光纤无连接点)多模多模 850 850nm(LED)nm(LED)，距离达距离达 3 3kmkm 多

17、模多模 1310 1310nm(LED)nm(LED)，距离达距离达6 6kmkm 单模单模 1310 1310nm(nm(激光激光)，距离达距离达1616kmkm 单模单模 1550 1550nm(nm(激光激光)，距离达距离达 25 25kmkm50Fiber Options Inc.light years ahead计算方法计算方法 例如：例如：2 2km 62.5um km 62.5um 光纤，一个连接点光纤，一个连接点 2 2km x 3.5dB(850nm)=7dBkm x 3.5dB(850nm)=7dB 7dB(7dB(光损耗光损耗)+2.0)+2.0dB(dB(连接损耗连接损

18、耗)=9)=9dB dB 光纤设备的光损耗大于光纤设备的光损耗大于9dB9dB51Fiber Options Inc.light years ahead光纤测试设备光纤测试设备 两种主要类型 光功率计光功率计 时域反射仪时域反射仪(OTDR)OTDR)52Fiber Options Inc.light years ahead信号如何传输？信号如何传输？视频视频 单向单向 850nm，1310nm 或 1550nm，多模或单模 彩色或黑白 NTSC，PAL，或 SECAM视频视频光纤54Fiber Options Inc.light years ahead音频音频 单向单向 850nm，1310

19、nm 或 1550nm，多模或单模 600ohm，线电平(0dBm)音频音频光纤55Fiber Options Inc.light years ahead数据数据 单向或双向单向或双向 850nm，1310nm 或 1550nm，多模或单模 RS-232，RS-422，RS-485，TTL，开关控制或Manchester数据数据光纤56Fiber Options Inc.light years ahead视频视频 单向单向/音频音频 双向双向 视频和 PTZ，音频 音频格式(DTMF，FSK)视频音频音频视频光纤57Fiber Options Inc.light years ahead视频视频

20、 单向单向/数据数据 双向双向 视频和 PTZ 数据格式RS-232，RS-422，TTL，开关控制，Manchester或叠加传输视频数据数据视频光纤58Fiber Options Inc.light years ahead视频视频 单向单向/音频音频 收发收发 视频和 PTZ、对讲、Modem 音频格式(DTMF、FSK)视频音频音频视频光纤59Fiber Options Inc.light years ahead视频视频 单向单向/数据数据 收发收发 视频和 PTZ、门禁系统、键盘 数据格式RS-232、RS-422、RS-485、TTL、开关控制或Manchester视频数据数据视频光

21、纤60Fiber Options Inc.light years ahead视频视频 单向单向/音频音频 收发收发/数据数据 双向双向 视频、音频和 PTZ 数据格式 RS232、RS422、TTL、开关控制、Manchester或叠加传输视频音频数据数据音频视频光纤61Fiber Options Inc.light years ahead视频视频 单向单向/音频音频 收发收发/数据数据 收发收发 视频、音频、PTZ、和门禁系统 数据格式 RS232、RS422、TTL、开关控制或Manchester视频音频数据数据音频视频光纤62Fiber Options Inc.light years a

22、head视频视频 收发收发/音频音频 收发收发/数据数据 收发收发 视频、音频、PTZ、和门禁系统 数据格式RS232、RS422、TTL、开关控制或Manchester视频音频数据数据音频视频光纤63Fiber Options Inc.light years ahead信号如何传输？信号如何传输？64Fiber Options Inc.light years ahead方式方式 电子多路复用 光多路复用 调制 65Fiber Options Inc.light years ahead电子多路复用电子多路复用 信号以副载波方式发送 使用一个波长进行切换 单向发送 66Fiber Options

23、 Inc.light years ahead光多路复用光多路复用 波分多路复用波分多路复用(WDM)一条光纤上传输多个波长一条光纤上传输多个波长 一条光纤上双向传输一条光纤上双向传输 多路复用信号传输方向相同多路复用信号传输方向相同 棱镜棱镜67Fiber Options Inc.light years ahead调制技术调制技术 强度调制强度调制(IM)频率调制频率调制(FM)多个副载波多个副载波68Fiber Options Inc.light years ahead 多模多模 WDM WDM 单工传输单工传输1310nm850nm光纤69Fiber Options Inc.light y

24、ears ahead多模多模 WDM WDM 双工传输双工传输1310nm850nm光纤70Fiber Options Inc.light years ahead单模单模WDM WDM 单工传输单工传输1310nm1550nm光纤71Fiber Options Inc.light years ahead单模单模WDM WDM 双工传输双工传输1310nm1550nm光纤72Fiber Options Inc.light years ahead视频和音频视频和音频单向单向 同一波长发送 音频作为视频 FM 的副载波发送视频音频音频视频光纤73Fiber Options Inc.light yea

25、rs ahead视频和数据视频和数据单向单向 同一波长发送 数据作为视频 FM 的副载波发送视频数据数据视频光纤74Fiber Options Inc.light years ahead音频和数据音频和数据单向单向 同一波长传输 数据作为音频 FM 的副载波发送音频数据数据音频光纤75Fiber Options Inc.light years ahead视频、视频、音频和数据音频和数据 单向单向 同一波长发送 音频作为数据 FM 的副载波发送视频音频数据数据音频视频光纤76Fiber Options Inc.light years ahead视频视频 双向双向 以两个波长发送视频视频光纤77F

26、iber Options Inc.light years ahead音频音频 双向双向 以两个波长发送音频音频光纤78Fiber Options Inc.light years ahead数据数据 双向双向 以两个波长发送数据数据光纤79Fiber Options Inc.light years ahead典型应用典型应用视频和视频和PTZ/PTZ/一根光纤一根光纤视频单向,数据单向带PTZ的摄像机控制接收器数据光纤控制发射器监视器81Fiber Options Inc.light years ahead视频和视频和 PTZ/PTZ/一根光纤一根光纤视频单向，数据双向带PTZ的摄像机控制接收器

27、数据光纤控制发射器接收器收发器收发器82Fiber Options Inc.light years ahead视频和视频和 PTZ/PTZ/一根光纤一根光纤视频单向，控制信号叠加带PTZ的摄像机控制接收器数据光纤控制发射器监视器收发器收发器83Fiber Options Inc.light years ahead4 4 视频和视频和 PTZ/PTZ/两根光纤两根光纤4 视频单向，数据单向带PTZ的摄像机控制接收器光纤控制发射器监视器带PTZ的摄像机光纤4 通道视频发送4 通道视频接收数据接收数据发送分配单元1/4 4/41/44/484Fiber Options Inc.light years

28、 ahead视频、视频、PTZPTZ和对讲和对讲/一根光纤一根光纤视频单向、对讲双向以及PTZ带PTZ的摄像机控制接收器数据光纤控制发射器监视器收发器收发器主通讯器远程通讯器转换器转换器85Fiber Options Inc.light years ahead视频、对讲及门禁系统视频、对讲及门禁系统/一根光纤一根光纤摄像机数据光纤监视器收发器收发器主通讯器远程通讯器转换器转换器远程控制器CPU视频、对讲双向以及数据双向数据86Fiber Options Inc.light years ahead对讲和门禁系统对讲和门禁系统对讲双向和数据双向远程控制器数据光纤CPU收发器收发器主通讯器远程通讯器

29、转换器转换器数据87Fiber Options Inc.light years ahead配置问题配置问题88Fiber Options Inc.light years ahead系统系统 我们需要传输什么样的信号？有多少信号需要传输？扩展要求是什么？89Fiber Options Inc.light years ahead光纤光纤 现有的：什么类型？（多模或单模）什么类型？（多模或单模）有多少损耗？有多少损耗？(dB)dB)距离多少？距离多少？(km)km)有多少光纤可以使用？有多少光纤可以使用？(#)(#)如何连接的？如何连接的？(?)(?)90Fiber Options Inc.ligh

30、t years ahead光纤光纤 新的 距离多远？距离多远？(km)km)可以安装多少光纤？可以安装多少光纤？(#)(#)将安装何种类型的光纤（多模或单模）将安装何种类型的光纤（多模或单模）?光功率预算是多少？光功率预算是多少？(dB)dB)91Fiber Options Inc.light years ahead设备设备 将要传输什么样的信号？将要传输什么样的信号？光纤是什么类型？光纤是什么类型？有多少光纤要使用？有多少光纤要使用？光功率预算是多少？光功率预算是多少？连接类型是什么？连接类型是什么？模块式还是机箱式安装？模块式还是机箱式安装？92Fiber Options Inc.ligh

31、t years ahead型号定义（安保）型号定义（安保）三位数字=多模 四位数字=单模(#)(#)(#)(#)(#)(#)(L)L)(#)=光纤数-T=发射器-R=接收器(L)-L)-R=机箱式安装93Fiber Options Inc.light years ahead典型的型号系列典型的型号系列94Fiber Options Inc.light years ahead监视器发射器接收器850nm光纤摄像机监视器发射器接收器1310nm光纤摄像机监视器发射器接收器1310nm或1550nm光纤摄像机系列：110V，111V，112V，170V系列：121VL系列：2123V视频单向视频单向

32、95Fiber Options Inc.light years ahead发射器接收器850nm光纤发射器接收器1310nm光纤发射器接收器1310nm或1550nm光纤系列：310A系列：310AL系列：2310A音频单工音频单工音频输出音频输入音频输入音频输入音频输出音频输出96Fiber Options Inc.light years ahead发射器接收器850nm光纤发射器接收器1310nm光纤发射器接收器1310nm或1550nm光纤系列：210D，215D，220D，230D，290D系列：210D2L，215D2L 220D2L,230D2L,290D2L 系列：2210D，2

33、215D，2220D，2230D，2290D数据单工及双工数据单工及双工数据 I/O数据 I/O数据 I/O数据 I/O数据 I/O数据 I/O97Fiber Options Inc.light years ahead典型双工型号系列典型双工型号系列98Fiber Options Inc.light years ahead视频视频 22通道通道视频视频视频视频发射器接收器多模=142V单模=2142V99Fiber Options Inc.light years ahead视频视频 4 4 通道通道多模=140V，904V，&908V(8 视频)单模=9904V，9908V(8视频)+视频视频

34、视频视频发射器接收器视频视频视频视频100Fiber Options Inc.light years ahead视频视频 1 1 至至 32 32 通道通道 9000V 系列(单模光纤)视频视频视频视频发射器接收器101Fiber Options Inc.light years ahead数据数据 8/12 8/12 通道通道多模=214D/219DRS-232，RS-422或TTL单模=2214DRS-232，RS-422或TTL收发器收发器1根或2根光纤数据 数据102Fiber Options Inc.light years ahead开关控制开关控制 16 16 通道通道多模=250D

35、单模=2250D接收器发射器开关输入继电器输出通道 1通道 1通道 16通道 16103Fiber Options Inc.light years ahead新产品新产品 数字插分技术 9600 9600 系列系列系列系列(现有的现有的现有的现有的)9800 9800 系列系列系列系列(7/99)(7/99)通用叠加传输系列 739739V V 系列系列系列系列(3/99)(3/99)104Fiber Options Inc.light years ahead96109610V V 系列系列 一个主光端机可以附带10个节点 每节点每节点1010视频视频 一个主光端机可以附带1至10个视频 点对

36、点点对点1010视频视频 时分多路复用(TDM)和FM操作 只用于单模光纤105Fiber Options Inc.light years ahead96109610V V 系列系列 双向数据作为PTZ控制 RS-232RS-232，RS-422RS-422，TTLTTL，Manchester Manchester 数据模数据模式式 一条或两条光纤 数据双向 作用距离大于 100km 1010节点系统，每节点之间相距节点系统，每节点之间相距 10 10km km 106Fiber Options Inc.light years ahead22根光纤传输根光纤传输1010路摄像机信号，带双向数据

37、路摄像机信号，带双向数据遥控单元9610V2-T10主控单元9610V2-R光纤摄像机#1#2#10监视器#1#2#10数据输入数据输出107Fiber Options Inc.light years ahead11根光纤传输根光纤传输1010路摄像机信号，带双向数据路摄像机信号，带双向数据遥控单元9610V1-T10主控单元9610V1-R光纤摄像机#1#2#10监视器#1#2#10数据输入数据输出108Fiber Options Inc.light years ahead1010个遥控插分节点个遥控插分节点每节点每节点一路视频一路视频/数据，数据，22根光纤根光纤摄像机#1#2#3#10遥

38、控9610V2-T1遥控9610V2-T1遥控9610V2-T1遥控9610V2-T1主控单元9610V2-R监视器#1#2#3#10数据输入PUT109Fiber Options Inc.light years ahead1010个遥控插分节点个遥控插分节点每节点每节点11路视频路视频/数据，一根光纤数据，一根光纤摄像机#1#2#3#10遥控9610V1-T1遥控9610V1-T1遥控9610V1-T1遥控9610V1-T1主控单元9610V1-R监视器#1#2#3#10数据输入110Fiber Options Inc.light years ahead33个遥控插分节点个遥控插分节点视频视

39、频/数据，数据，22根光纤根光纤主控单元9610V2-R监视器#1#2#3#10摄像机#1#2#3遥控9610V2-T4#2#4#5#6遥控9610V2-T4#7#8#9#10遥控9610V2-T2数据输入111Fiber Options Inc.light years ahead故障诊断故障诊断 诊断指示器112Fiber Options Inc.light years ahead光纤同轴电缆同轴电缆发射器接收器STATUS LEVELSTATUS绿色灯绿色灯绿色灯系统工作正常系统工作正常113Fiber Options Inc.light years ahead光纤同轴电缆同轴电缆发射器接

40、收器STATUS LEVELSTATUS红色灯红色灯绿色灯系统工作不正常系统工作不正常故障原因：至摄像机的同轴电缆故障故障原因：至摄像机的同轴电缆故障114Fiber Options Inc.light years ahead光纤同轴电缆同轴电缆发射器接收器STATUS LEVELSTATUS绿色灯红色灯红色灯系统不工作系统不工作故障原因：光纤故障故障原因：光纤故障115Fiber Options Inc.light years ahead光纤同轴电缆同轴电缆发射器接收器STATUS LEVELSTATUSOFF红色灯红色灯系统不工作系统不工作故障原因：发射器无电源故障原因：发射器无电源116Fiber Options Inc.light years ahead 光纤同轴电缆同轴电缆发射器接收器STATUS LEVELSTATUS绿色灯绿色灯绿色灯系统不工作系统不工作故障原因：至监视器的同轴电缆故障故障原因：至监视器的同轴电缆故障117Fiber Options Inc.light years ahead