光纖監(jiān)控系統(tǒng)模型的安裝與測(cè)試

徐素枚

【摘要】 本文應(yīng)當(dāng)前光纖通信潮流，設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的光纖監(jiān)控系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)備選材和安裝，并選用了線路測(cè)試的手持光源和手持光功率計(jì)進(jìn)行測(cè)量，還介紹了測(cè)量的方法。

【關(guān)鍵詞】 光纖 監(jiān)控 光源 光功率計(jì) 衰減

光纖通信是利用光波在光導(dǎo)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(guó)光纖通信已全面進(jìn)入實(shí)用階段。

智能交通監(jiān)控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、電視電話會(huì)議、遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)、校園監(jiān)控、樓宇控制系統(tǒng)等越來(lái)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(yàn)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(gè)簡(jiǎn)單的監(jiān)控系統(tǒng)模型。

一、原理圖

按照設(shè)計(jì)步驟，設(shè)計(jì)一個(gè)最簡(jiǎn)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(jì)原理

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

三、選材

材料/設(shè)備 特點(diǎn) 價(jià)錢(qián)

攝像頭云臺(tái) 聚焦夜視一體機(jī)，防水夜視，最低照度彩色、紅外燈開(kāi)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(dòng)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(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的完全兼容、最遠(yuǎn)傳輸距離可達(dá)80km，視頻帶寬8MHz、光纖連接器類(lèi)型SM/FC、工作波長(zhǎng)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(gè)

彩色電視機(jī) 二手29寸彩色電視機(jī)，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(shí)物連接圖

如圖2所示。

五、線路性能測(cè)試

發(fā)送機(jī)輸出光功率，接收機(jī)接收光功率。接收機(jī)靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍的測(cè)量，實(shí)際上也是在滿足一定誤碼率條件下測(cè)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(cè)量，實(shí)際上也是測(cè)量光纖兩端的光功率。而光功率計(jì)就是測(cè)量光功率的儀表。

使用光功率計(jì)對(duì)光纖進(jìn)行定量測(cè)量，可測(cè)出光纖的衰減和接頭的衰減，甚至可測(cè)出光纖的斷點(diǎn)位置。

5.1選材

測(cè)量?jī)x器 特點(diǎn)

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

光功率計(jì) OPM200手持式光功率計(jì)，波長(zhǎng)測(cè)量范圍是800～1600nm，能以nw、uw、mw、dBm為單位顯示光功率測(cè)量值，以dB為單位顯示相對(duì)測(cè)量值，顯示分辨率為0.01dBm。

5.2 測(cè)量步驟

（1）打開(kāi)光功率計(jì)，通過(guò)λ鍵來(lái)選擇正確的工作波長(zhǎng)。

（2）打開(kāi)光源（發(fā)射源），選擇正確的波長(zhǎng)并使其穩(wěn)定（本過(guò)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(jì)相連。

（4）路線較長(zhǎng)時(shí)則需要核算系統(tǒng)的衰減余量，核算可按公式進(jìn)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(zhǎng)度×單位。

衰減：?jiǎn)挝凰p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(diǎn)；冷熔0.1～0.3dB/點(diǎn)；接頭衰減與接頭的質(zhì)量有很大關(guān)系，一般為1dB/點(diǎn)。系統(tǒng)衰減余量一般不少于4dB。

（5）核算不合格時(shí)，應(yīng)視情況修改設(shè)計(jì)，然后再核算。這種情況有時(shí)可能會(huì)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(gè)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(gè)連接衰減為：2點(diǎn)×1dB/點(diǎn)=2dB；熔接兩個(gè)點(diǎn)為2點(diǎn)×0.03dB/點(diǎn)=0.06dB。最后衰減余量=-16dBm-（-30dBm）-5dB-2dB-0.06dB=6.94dB。

經(jīng)過(guò)上面的計(jì)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(cè)試效果

光纖衰減 14dB 28dB 46dB

電視機(jī)顯示效果 清晰 模糊 沒(méi)有視頻輸入信號(hào)

六、拓展

可加入錄像機(jī)將監(jiān)控視頻錄下來(lái)存檔。