光纤监控系统模型的安装与测试

徐素枚

【摘要】 本文应当前光纤通信潮流，设计了一个简单的光纤监控系统，进行设备选材和安装，并选用了线路测试的手持光源和手持光功率计进行测量，还介绍了测量的方法。

【关键词】 光纤 监控 光源 光功率计 衰减

光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。光纤通信是现代通信网的主要传输手段，采用光纤通信是通信史上的重大变革，光纤发展的历史只有几十年，但现在普遍使用的3G、正要全面普及的4G都是光纤通信。中国光纤通信已全面进入实用阶段。

智能交通监控系统、安防系统、电视电话会议、远程多媒体教学、校园监控、楼宇控制系统等越来越多的监控系统发展迅速，而传统的监控系统都是使用电缆作为传输介质，在这里将体验一下光纤飞速传输的潮流，使用光纤作为传输介质，建立一个简单的监控系统模型。

一、原理图

按照设计步骤，设计一个最简单的监控光纤系统。如图1所示。

图1 光纤监控系统原理图

二、设计原理

摄像头云台采集到视频信息，利用视频电缆传到发射光端机，发射光端机将电信号转换成光信号，光信号通过光纤传输到接收光端机，接收光端机将光信号转换成电信号，再把视频电信号通过视频电缆送到电视机播放，形成简单的监控光纤系统。

三、选材

材料/设备 特点 价钱

摄像头云台 聚焦夜视一体机，防水夜视，最低照度彩色、红外灯开启，红外距离100米左右，角度45°。 约100元

光纤收发器 可在一根光纤上传输1路单向视频，能支持任何高分辨率的静态和动态图像的高质量传输，与其他厂家的网卡、中继器、集线器和交换机等网络设备的完全兼容、最远传输距离可达80km，视频带宽8MHz、光纤连接器类型SM/FC、工作波长1310/1550nm、数据速率0～500Kbps、以太网数据速率10/100Mbps 约70元/个

彩色电视机 二手29寸彩色电视机，清晰显示监控到的视频。 50元

光纤跳线 3米，带有FC接头，不需再另外做。 约5元

视频电缆 带接头，不需另外做。 约30元/15米

四、实物连接图

如图2所示。

五、线路性能测试

发送机输出光功率，接收机接收光功率。接收机灵敏度和动态范围的测量，实际上也是在满足一定误码率条件下测量，能接收的最小光功率和最大光功率，光纤衰耗、接头衰耗的测量，实际上也是测量光纤两端的光功率。而光功率计就是测量光功率的仪表。

使用光功率计对光纤进行定量测量，可测出光纤的衰减和接头的衰减，甚至可测出光纤的断点位置。

5.1选材

测量仪器 特点

手持光源 LSM200C手持式光源分单波长光源、双波长光源和三波长光源，发光器件可根据实际需要选择LD和LED，波长有1310nm、1550nm，可集成红光源，光接口FC（可选择SC、ST）。

光功率计 OPM200手持式光功率计，波长测量范围是800～1600nm，能以nw、uw、mw、dBm为单位显示光功率测量值，以dB为单位显示相对测量值，显示分辨率为0.01dBm。

5.2 测量步骤

（1）打开光功率计，通过λ键来选择正确的工作波长。

（2）打开光源（发射源），选择正确的波长并使其稳定（本过程大约需要1-2分钟）。

（3）用发射源跳线将光源（发射源）与光功率计相连。

（4）路线较长时则需要核算系统的衰减余量，核算可按公式进行：衰减余量=发射光功率-接受灵敏度-线路衰减-连接衰减（dB），其中线路衰减=光缆长度×单位。

衰减：单位衰减与光纤质量有很大关系，一般单模为0.4～0.5dB/km；多模为2～4dB/km。连接衰减包括熔接衰减接头衰减，一般热熔为0.01～0.3dB/点；冷熔0.1～0.3dB/点；接头衰减与接头的质量有很大关系，一般为1dB/点。系统衰减余量一般不少于4dB。

（5）核算不合格时，应视情况修改设计，然后再核算。这种情况有时可能会反复几次。

5.3系统衰减核算

一般多模设备在2km范围内衰减核算不用核算，这里只做个例子。 发射功率-16dBm；接收灵敏度-30dBm；线路衰减：2km×2.5dB/km=5dB；接头2个连接衰减为：2点×1dB/点=2dB；熔接两个点为2点×0.03dB/点=0.06dB。最后衰减余量=-16dBm-（-30dBm）-5dB-2dB-0.06dB=6.94dB。

经过上面的计算，可以看出系统容量大于4dB，以上选择可以满足要求。

5.4系统测试效果

光纤衰减 14dB 28dB 46dB

电视机显示效果 清晰 模糊 没有视频输入信号

六、拓展

可加入录像机将监控视频录下来存档。