光通信培训材料
一、 光纤通信原理:
〈一〉、光纤通信发展概况
光纤通信是以光波为媒介传输的,光波是一种电磁波,频率是为10的14次方数量级HZ。
电磁波谱:音频—长波—中波—短波—超短波—微波—毫米波—红外线—可见光—紫外线—X射线—r射线。光纤通信使用的波长在近红外区内,波长为0.8-1.8之间。其中短波长为0.84um,长波长为1.31um和1.55um。这几种是最常用的,也是在光纤传输中衰减最小的。
〈二〉、光纤通信的优点:
1、 传输频带宽,通信容量大。比传统通信方式可增加至千倍到万倍的数量级。
2、 损耗低,1550nm波长每公里约0.2db的损耗,光纤采用的材料为SIO2玻璃介质。因为损耗低,长距离传输成为可能。
3、 不受电磁波干扰。
4、 线径细,重量轻,与传统同轴电缆相比。
5、 资源丰富。缺点质地较脆,机械强度低,分割,耦合比较麻烦。
〈三〉、单模光纤和多模光纤
1、 模式,在这里指的是电磁场的一种分布形式,有无穷多种。不同模式有不同的分布。
2、 单模光纤:线径很小,约为4-10um,理论上只传输一种模式的光。由于只传输一种主模,避免了模式色散,所以通频带很宽,传输容量大。适用于大容量,长距离的传输。
3、 多模光纤:在一定工作波长下,有多个模式的光波在光纤中传输,这种光纤叫多模光纤。一般纤径较粗。由于容量小,传输距离近,约2公里。逐渐被淘汰。
〈四〉、光纤接口标准
1、 接口类型
一般有SC、FC、ST三种接口类型较为常用。其他LC或MT-RJ不常用。接口衰减不得大于0.5db。
2、光纤的熔接
由于光纤的特殊质地,所以在应用中除光纤专用接头连接外,还需要光纤的断点连接。这就需要借助专业的光纤熔接机。熔点损耗不得大于0.5db。熔接这种情况工程应用较少,大多为光纤接口(跳线或法兰盘)。如FC、SC、ST等。
一、 视频通信系统
〈一〉、视频信号各项指标
1、 制式
目前全世界可分为PAL/NTSC/SECAM三种制式。PAL是我国自行研制出的视频制式,NTSC是美国研制出来的,主要在欧美一些国家使用。SECAM主要是法国使用的一种制式。
2、 信号电平
标准视频电平1V峰-峰值,阻抗75欧姆。
3、 带宽
视频标准带宽0—6.5MHZ全电视信号。有低频和高频之分,低频部分为图象的黑白。高频部分为图象色彩。低频约为16KHZ以下,以上为高频分量。
微分增益
体现在图象上为彩色的鲜艳程度。
4、 微分相位
体现在图象上为彩色的失真度,即红色就是红色,蓝色就是蓝色。如果该项有问题,会表现为该是红的有的偏蓝,该蓝的又有点发红等现象。
5、 信号噪声比
该项越大越好。一般数字视频光端机加权信噪比大于或等于65db,可达到广播级标准。
〈二〉、视频通信系统
1、有线通信和无线通信
有线通信,顾名思义所有通信连接媒介都跟物理线缆有关系。是传统的通信方式。视频有线通信通常有两种方式,一种是同轴电缆传输,一种是双绞线传输。同轴电缆由于线缆粗,布线困难,信号衰减大。通常传几百米图象就失真严重。不适合长距离、大范围视频系统使用。双绞线视频传输是最近几年新兴起来的。它比传统同轴传输有一定的优势,比如抗干扰能力强,布线方便,节省成本等。但也存在传输距离较近的问题。光纤视频通信是最有前途的视频通信方式。
无线通信在视频传输方面有很多的优势,比如电视传输系统,视频微波扩频传输等。有传输距离远,不用布线等优点。但也存在着易受周围电磁环境干扰等缺陷,不过随着技术的更新,无线通信也有着广阔的前景。比如3G的到来。
2、 光纤通信
光纤视频通信分为数字光纤传输和模拟光纤传输,是主流的传输方式。目前大多数远距离视频系统都采该方式。
〈三〉、数据、音频通信系统
数据和音频通信系统是在视频通信系统上发展起来的(单指监控系统)。随着视频通信的发展,前端摄象系统需要随时改变方位以及局端与终端进行语音沟通。数据和音频通信成为必要。
视频通信使用的数据为RS422/485,速率0-115Kbps可调。工作模式分为两线半双工和四线全双工方式。音频为10~20KHZ。
〈四〉、数字光端机和模拟光端机
数字视频光端机可分为非压缩视频光端机和压缩光端机。非压缩数字图像光端机的原理就是将模拟视频信号进行A/D变换后和语音、音频、数据等信号进行复接,再通过光纤高的数据速传输。它用率来保证视频信号的传输质量和实时性,由于光纤的带宽非常大,所以这种高数据速率也并没有对传输通道提出过高要求。非压缩数字图像光端机能提供很好的图像传输质量(信噪比大于60dB,微分相位失真小于2°,微分增益失真小于2%),达到了广播级的传输质量,并且图像传输是全实时的。由于采用数字化技术,在设备中可以利用已经很成熟的通信技术比如复接技术、光收发技术等,提高了设备的可靠性,也降低了成本.
图像压缩数字光端机一般采用MPEG II图像压缩技术,它能将活动图像压缩成N×2Mbps的数据流通过标准电信通信接口传输或者直接通过光纤传输。由于采用了图像压缩技术,它能大大降低信号传输带宽,以利于占用较少的资源就能传送图像信号。同时,由于采用了N×2Mbps的标准接口,可以利用现有的电信传输设备的富裕通道传输监控图像,为工程应用带来了方便。不过,图像压缩数字光端机也有其固有的缺点。其致命的弱点就是不能保证图像传输的实时性。因为图像压缩与解压缩需要一定的时间,所以一般会对所传输的图像产生1-2s的延时。因此,这种设备只适合于用在对实时性要求不高的场所,在经过压缩后图像会产生一定的失真,并且这种光端机的价格也偏高。工程使用上受到一些限制。另外,
模拟光端机采用了PFM调制技术实时传输图像信号。发射端将模拟视频信号先进行PFM调制后(一般有调频、调相、调幅几种方式,从而把模拟光端机分成调频、调相、调幅等几种光端机),再进行电-光转换,光信号传到接收端后,进行光-电转换,然后进行PFM解调,恢复出视频信号。由于采用了PFM调制技术,其传输距离很容易就能达到30 Km左右,有些产品的传输距离可以达到60 Km,甚至上百公里。并且,图像信号经过传输后失真很小,具有很高的信和很小的非噪比线性失真。通过使用波分复用技术,还可以在一根光纤上实现图像和数据信号的双向传输。
作者: 东亚安防, 来源:面包板社区
链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-1736714.html
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7sms 2019-7-30 10:21