光纤视频解决方案(2)

◆方案说明
光纤收发器传输组网：
光纤收发器产品应用，利用丰富业务接口。为客户提供介于IP网络上的视频监控信号的传输解决方案或网络解决方案。
1）光纤收发器除提供网口外，可额外提供1路RS485接口，直接连接键盘，避免让保安人员在复杂的电脑上进行操作；
2）在此类方案中所有视频均通过网络（IP网或ETHERNET以太网）传输，都需要使用网络视频服务器或网络视频编码器/解码器，或网络摄像机，以接入视频，音频或控制数据业务；
3）当光纤组成环网或链网时适用本方案，充分节省光纤资源；
4）本设备具有自愈功能，当某一节点出现故障，不影响其他节点的视频传输；
5）节点式光纤收发器的总带宽为1G,1台中心设备约可带10个节点。
 
 
四、光纤视频传输的技术与原理
光纤视频传输作为数字视频监控的传输方式之一，目前在安防行业视频监控中应用较为广泛。 
光纤通信技术一出现，立刻在电视系统中得到了应用。这是因为，比之传统的电缆传输具有无法比拟的优势。使视频监控系统无论在图像质量上，还是在系统功能上都上升到一个新的高度。极大地推动了电视技术的发展，拓宽了视频监控的应用领域和范围，光纤传输是现代网络系统的基础，也是未来数字视频系统所依托的基础平台。光纤通信的主要特点有： 
损耗小，信号传输距离长。目前，单模光纤在波长 1．31 μm或 1．55 μm低损耗窗口，损耗达0．2dB／km－0．4dB／km，可实现多路模拟视频信号几十公里的无中继传输。这个距离基本上满足了超大型、远距离视频监控系统的应用。
      频带宽。最先进的光纤多路传输系统的频率范围已达到40MHZ－862MHZ（有线电视），一根光纤可同时传输几十路以上的电视信号。目前，光端机设备也可以实现一根单模光纤传送几十路电视信号。
      图像质量高，系统噪声小、非线性失真小。另外，光纤系统的抗干扰性能强，基本上不受外界温度变化的影响，可以保证很高的图像质量。
      保密性好。由于光路中传送的是光信号，不易窃取，非常适用于安全监控系统等高保密要求的应用。同时，光纤传输不受电磁干扰，可以在强电磁干扰的环境中工作。
      施工、敷设方便。光缆具有细而轻、拐弯半径小、抗腐蚀、不怕潮、温度系数小、不怕雷击等优点，所以光缆的敷设施工是很方便的。
      光纤通信系统还存在的主要问题：光缆和光端机的成本还较高；光路中的一些关键器件，如光合波器、光分波器、电子式光开关、光衰减器及光隔离器之间的连接处理还有待改进；全新的光纤通信系统还有待完善。

本节将介绍光纤通信基本原理、关键元器件及视频信号传输系统的主要模式。
    （一）光纤维的结构与光传输原理
      光纤，光波传输的介质，是介质材料构成的圆柱体，光波沿其中传播，这是技术文献中讨论光纤原理时的光纤。在实际应用中，光纤是由预制棒拉制出来的纤丝（玻璃丝），经过简单被复后成为纤芯，纤芯再经过被复林强和防护成为工程中应用的光缆。所以说：光纤是光通信技术中的一个技术名词，而光缆是实际应用的光通信器材。
      1．光纤传光的机理，熟悉光线在介质界面的反射和折射现象对理解光纤传光的机理是十分必要的。如图3－37所示，当一束光线投射到两个具有不同折射率（n1、n2）介质交界面上时，会发生折射和反射。假定n1＞n2，折射光就会向交界面方向偏转。当光线人射角α1增大至临界角
αc(αc=arcsinn2/n1)时，就没有光线进入第2种介质了，形成全反射。对于多层介质形成的一系列界面，若n1＞n2＞n3…＞nm，光线到达每一个界面的人射角会逐渐增大，直至形成全反射。把这个分析应用于光纤，可以清楚地理解光纤传光的基本原理（见图3－38）。

  光纤由芯子、包层（两者为同心园结构）和套层组成。芯子和包层的折射率不同，其折射率的分布有两种形式：折射率连续分布型（又称梯度分布型）和折射率间断分布型（又称阶跃分布型）。实用光纤还有其他的分类方式，如表3－7所示。
表3-7光线的分类

按折射率分布分类	梯度、阶跃
按传播模数分类	单模、多模
按材料分类	高纯度石英玻璃、多组份玻璃、卤化物、混全材料
按制备方法分类	CVD（化学汽相沉积法）、MCVD（改进CVD）

    光纤的套层只是保护作用，对光传输无意义。梯度光芯子直径为50μm，包层直径125μm，阶跃光纤芯子直径为10μm，包层直径100μm。按波动理论，光纤允许有限的离散数量的光（模）传播，实验证明了这一点。传播模数是芯子的横截面积与（n1－n2）的函数，成正比关系。多模光纤可有几百个模。当芯子的直径减小到一定值，光纤就只能传播一个模了，即是单模光纤。单模光纤不存在色散，具有很大的信息载送容量。

    （二）光纤的主要技术指标
     反映光纤传输性能的主要技术指标有：
    1．数值孔径NA，表示光纤芯子与包层折射率的差，反映光纤集光的能力。能在光纤中传播的光最大射角θmax满足下关系：