1、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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,2,主题,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 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,光纤,什么是光纤?,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,4,三大类光纤,玻璃 (硅石) 塑封硅石 (pcs) 塑料,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,5,光缆
2、的构成,光纤 (纤芯、包层及外护套) 外护套用于减震 缓冲层 加强单元 封装,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,6,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),Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,7,基本光纤结构,纤芯是纯玻璃材料 包层为不纯的玻璃材料,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,8,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1,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,9,缓冲层,缓冲层的三个作用保护光纤
3、表面不受损伤 使光纤不易受弯曲损伤 防潮,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,10,缓冲层的类型,紧套型 室内使用 小角度的弯曲 抗温度变化性能不好 松套型 室外使用 凝胶混合物保证低温性能 抗温度变化性能好,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,11,松散型和紧套型缓冲层,松散型,无缓冲,光纤,紧套型,有缓冲,直接加在光纤上,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,12,加强单元,增加光纤强度 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 (最常用) 环氧树脂玻璃丝棒 钢铁,Be
4、ijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,13,外护套,外护套可以保护光纤在以下环境中使用： 恶劣环境 油、臭氧、酸等等 潮湿 磨损 高温,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,14,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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,15,玻璃光纤,单模 纤芯直径8到10um 长距离40km(典型距离) 多模 纤芯直径50到100um 中距离 2km(典型距离),Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,16,多模光纤,62.5um的光纤最常用 典
5、型距离到3km 用于： CCTV 广播 数据通信,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,17,多模光纤,带宽达400 MHz/km 损耗为1至4 dB/km (光纤/波长固定) 纤芯直径为50/62.5/85/100微米 使用850nm及1300nm传输 原器件及设备成本从中到低 通常使用LED发射,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,18,单模光纤,典型距离达40km 用于： 长途电信 长途CCTV 长途广播 长途数据通信,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,19,单模,带宽为1000GHz 损耗典型值为0.2
6、dB至0.35dB/km (光纤/波长固定) 纤芯直径为8 到10um 使用 1310nm至1550nm传输 连续成本较高 用边发射LED或激光发射,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,20,塑料和PCS光纤,纤芯直径为100um 92米以内的短途传输 低速数据传输 医学应用,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,21,塑封硅石光纤,Silica Glass Core High,Refractive输入dex,Plastic Jacket,Plastic Cladding,Low Refractive输入dex,Light,光纤,为什么使用
7、光纤？,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,23,体积小,光缆与铜缆比较 光缆(8芯PVC封装62.5/125)10mm = 8芯光缆(64视频 2km) 铜缆 10.29mm = RG-11/U (1视频 1km),Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,24,重量轻,光缆对铜缆 1芯PVC封装光纤 10.45kg/km RG-11/U 121.68kg/km,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,25,抗噪声,光纤是绝缘材料 不受电磁干扰(EMI) 不受无线电干扰(RFI) 不受高压影响 不受地回路电压影响,Be
8、ijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,26,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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,27,不会短路,光纤是玻璃材料的 不携带电流 不产生： 热 火花,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,28,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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,29,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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,30,传输
9、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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,31,高带宽,通过一根光缆可以传输更多的信息,连接,多模连接,“ST” =现在工业标准(twist lock) “SC” = 将来工业标准(snap lock) “SMA” = 老工业标准 (screw lock),单模连接,“ST” 或 “FC/PC” = 现行工业标准 “SC” = 将来工业标准,多模/单模连接,两种主要类型熔接机械连接,光纤如何工作？,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,37,光,光是一种电磁能量 光
10、在真空中的传播速率是30万公里/秒 光以波长来描述,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,38,模式,多模 = 多条光路径 (光纤直径大) 单模 = 单条光路径 (光纤直径小),Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,39,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。,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,40,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,Beijing FiberLight S&
11、T Co.，Ltd.,41,损耗,光能在光纤中的损耗 两种主要类型： 散射 吸收 两种次要类型： 微弯损耗 宏弯损耗,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,42,散射,光功率的损耗是由于： 光纤中分子分布的不均匀所致 光纤材料不纯 散射,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,43,吸收,光纤材料的不纯致使光纤吸收光功率,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,44,微弯损耗,由于包层表面的不平整引起的损耗,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,45,宏弯损耗,由于光纤架设过程造成的弯角引起的损
12、耗 光线穿越包层,光功率预算,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,47,多模 62.5um,850nm损耗典型值为3.5dB/km1310nm损耗典型值为0.7dB/km每一个连接点损耗为 0.05dB “ST”型连接处的损耗为0.5dB,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,48,单模 9um,1310nm损耗典型值为0.35dB/km1550nm损耗典型值为0.25dB/km每一个连接点损耗为 0.05dB “ST”型连接处的损耗为0.5dB,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,49,光损耗对波长,0,0.5
13、,1,1.5,2,2.5,3,3.5,850,1310,1550,多模,单模,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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,50,典型距离 (连续光纤无连接点),多模 850nm (LED)， 距离达 2km 多模 1310nm (LED)， 距离达10km 单模 1310nm(激光)， 距离达40km 单模 1550nm (激光)， 距离达 60km,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,51,计算方法,例如：2km 62.5um 光纤，一个连接点
14、 2km x 3.5dB (850nm) = 7dB 7dB (光损耗) + 2.0dB (连接损耗) = 9dB 光纤设备的光损耗大于9dB,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,52,光纤测试设备,两种主要类型 光功率计 时域反射仪 (OTDR),信号如何传输？,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,54,视频 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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,55,音频 单向,850nm，1310n
15、m 或 1550nm，多模或单模 600ohm，线电平(0dBm),音频,音频,光纤,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,56,数据 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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,57,视频 单向 /音频 双向,视频和 PTZ，音频 音频格式 (DTMF，FSK),视频,音频,音频,视频,光纤,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,58,视频 单向 / 数据
16、 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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,59,视频 单向 / 音频 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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,60,视频 单向/ 数据 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,光纤,Beijing
17、FiberLight S&T Co.，Ltd.,61,视频 单向 / 音频 收发 / 数据 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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,62,视频 单向 / 音频 收发 / 数据 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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,63,视频 收发 / 音频
18、收发 / 数据 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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,64,信号如何传输？,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,65,方式,电子多路复用 光多路复用 调制,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,66,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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,67,光多路复用,波分多路复用 (W
19、DM) 一条光纤上传输多个波长 一条光纤上双向传输 多路复用信号传输方向相同 棱镜,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,68,调制技术,强度调制 (IM) 频率调制 (FM) 数字采样复用 多个副载波,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,69,多模 WDM 单工传输,1310nm,850nm,光纤,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,70,多模 WDM 双工传输,1310nm,850nm,光纤,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,71,单模WDM 单工传输,1310nm,1550nm
20、,光纤,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,72,单模WDM 双工传输,1310nm,1550nm,光纤,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,73,视频和音频单向,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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,74,视频和数据单向,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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,75,音频和数据单向,同一波长传输 数据作为音频 FM 的副载波发送,音频
21、,数据,数据,音频,光纤,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,76,视频、音频和数据 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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,77,视频 双向,以两个波长发送,视频,视频,光纤,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,78,音频 双向,以两个波长发送,音频,音频,光纤,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,79,数据 双向,以两个波长发送,数据,数据,光纤,典型应用,Beijing FiberLig
22、ht S&T Co.，Ltd.,81,视频和PTZ / 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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,82,视频和 PTZ / 一根光纤,视频单向，数据双向,带PTZ的摄像机,控制接收器,数据,光纤,控制发射器,接收器,收发器,收发器,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,83,视频和 PTZ / 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,Beijing FiberLight S&T Co.
23、，Ltd.,84,4 视频和 PTZ / 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,1/4,4/4,1/4,4/4,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,85,视频、PTZ和对讲/ 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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,86,视频、对讲及门禁系统/一根光
24、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,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,87,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,转换器,转换器,数据,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,88,配置问题,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,89,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？,Beijing FiberLight
25、S&T Co.，Ltd.,90,光纤,现有的： 什么类型？（多模或单模） 有多少损耗？(dB) 距离多少？ (km) 有多少光纤可以使用？ (#) 如何连接的？(?),Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,91,光纤,新的 距离多远？(km) 可以安装多少光纤？(#) 将安装何种类型的光纤（多模或单模）? 光功率预算是多少？(dB),Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,92,设备,将要传输什么样的信号？ 光纤是什么类型？ 有多少光纤要使用？ 光功率预算是多少？ 连接类型是什么？ 模块式还是机箱式安装？,Beijing FiberLight
26、S&T Co.，Ltd.,93,型号定义（安保）,FL-M = 多模 FL-S = 单模 -T = 发射器 -R = 接收器 (L)-R = 机箱式安装,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,94,典型的型号系列,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,95,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或1550nm,光纤,摄像机,系列：1000M系列,系列：1000S系列,视频单向,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,96,发射器,接收器,850nm,光纤,发射器,接收器,
27、1310nm或1550nm,光纤,系列：3100M,系列：3100S,音频单工,音频输出,音频输入,音频输入,音频输出,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,97,发射器,接收器,850nm,光纤,发射器,接收器,1310nm或1550nm,光纤,系列：2100M,系列：2100S,数据单工及双工,数据 I/O,数据 I/O,数据 I/O,数据 I/O,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,98,典型双工型号系列,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,99,视频 2通道,视频,视频,视频,视频,发射器,接收器,多模
28、= 1200M 单模 = 1200S,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,100,视频 4 通道,多模 = 1400M 单模 = 1400S,视频,视频,视频,视频,发射器,接收器,视频,视频,视频,视频,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,101,视频 1 至 32 通道,9000V 系列(单模光纤),视频,视频,视频,视频,发射器,接收器,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,102,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,103,开关控制 8通道,多模 = 2800KM 单模 = 2
29、800KS,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 16,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,104,新产品,数字时分技术 9200 系列 (现有的) 通用叠加传输系列 节点式光端机,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,105,9000 系列,一个主光端机可以附带8个节点 每节点8视频 一个主光端机可以附带1至8个视频 点对点8视频 时分多路复用 (TDM) 和FM操作 只用于单模光纤,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,106,9000 系列,双向数据作为PTZ控制 RS-
30、232，RS-422，TTL，Manchester 数据模式 一条或两条光纤 数据双向 作用距离大于 100km 8节点系统，每节点之间相距 40km,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,107,1根光纤传输16路摄像机信号，带双向数据,遥控单元,9200,主控单元,9200,光纤,摄像机 #1,#2,#16,监视器 #1,#2,#16,数据输入,数据输出,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,108,1根光纤传输16路摄像机信号，带双向数据,遥控单元,9202,主控单元,9202,光纤,摄像机 #1,#2,#16,监视器 #1,#2,#1
31、6,数据输入,数据输出,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,109,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,110,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,111,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,112,故障诊断,诊断指示器,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,113,光纤,同轴电缆,同轴电缆,发射器,接收器,VIDEO,LINK,VIDEO,绿色灯,绿色灯,绿色灯,系统工作正常,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,114,光纤,同
32、轴电缆,同轴电缆,发射器,接收器,VIDEO,LINK,VIDEO,红色灯,红色灯,绿色灯,系统工作不正常,故障原因：至摄像机的同轴电缆故障,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,115,光纤,同轴电缆,同轴电缆,发射器,接收器,VIDEO,LINK,VIDEO,绿色灯,红色灯,红色灯,系统不工作,故障原因：光纤故障,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,116,光纤,同轴电缆,同轴电缆,发射器,接收器,VIDEO,LINK,VIDEO,OFF,红色灯,红色灯,系统不工作,故障原因：发射器无电源,Beijing FiberLight S&T Co.，Ltd.,117,光纤,同轴电缆,同轴电缆,发射器,接收器,VIDEO,LINK,VIDEO,绿色灯,绿色灯,绿色灯,系统不工作,故障原因：至监视器的同轴电缆故障,
