光纖通信應用在技防網工程中的分析

【摘要】伴隨著我國經濟的發展，科技的進步，違法亂紀等犯罪形式也趨于多樣化、智能化。在此新形勢下，光纖通信技術以其信息傳遞快速、準確、清晰等特點在技防網建設中提到了不可替代的作用。智能化的防范系統，節省了大量的人力、物力，同時也爭取到了最寶貴的時間。本文以光纖通信應用在技防網中的工程中項目為例，主要涉及到光纖通信網絡在技防網絡系統中的工程應用，其中中包括光纖通信的基本知識、光纖網絡的特點、光纖通信技術現狀及其發展趨勢、系統的組成和工作原理等方面所涉及的諸多問題。

【關鍵詞】光纖通信技防網絡安全防范工作原理

1光纖通信技術的基本知識

所謂的光纖就是光導纖維的簡稱。而光纖通信就是一種通信方式：信息載體為光波，傳輸介質為以光纖。按照光纖的工作原理著眼，光纖通信有三個基本物質要素：傳輸介質—光纖，信息源—光源以及信息檢測裝置—光檢測器。對于光纖的分類，按按制造工藝、材料組成以及光學特性進行分類的屬于原理分類。按其用途分為通信用光纖和傳感用光纖這兩種類型的屬于應用分類。按其使用場合又可分通用與專用這兩種，一般時候，在實際使用上，常把它們制造成功能器件，用于實現完成光波信息采集而做的必要，例如耦合、變頻、整形、超頻、振蕩和調制解調等功能。

光纖通信就是一種信號的傳輸方式，它利用光導纖維這個工具。光導纖維通信簡稱光纖通信。為了便于理解，我們可以把光纖維通信看成是以光導纖維為傳輸介質的單根光的通信。雖然實際上光纖維通信系統是多個光纖聚集在一起的而構成的光纜，而不是使用的簡單的單根光纖。

就技術層面來說，光纖通信技術主要涉及到以下幾個模塊：有關光纖光纜的技術、組建光的網絡的技術、實現光交換和傳輸的技術等。其中有關光纖光纜的技術為技術的核心。

光纖技術的發展主要有兩點：一個是實現良好通信的一般需求，另一個滿足特殊環境的特別要求。其中一個是帶有普遍性，而另一個則體現其特殊性。最初受技術的局限，光纖的傳輸窗口僅有3個，分為第一、二和三窗口，也就是850納米)、1310納米和1550納米這三種。后期陸續設計出第四、五和S波窗口，一就是學名是L波段、全波光纖和S波段這三種新類型。這些窗口開發成功的巨大意義就在于大大提高了光的頻帶，從而使光波可以在相當寬的頻率范圍之內，均可很好的實現高效、高保真的傳輸，大大提高了傳輸容量。這是一個相當有意義的技術突破，因為它給光纖產業帶來的實惠是巨大的、不可估量的。另一方面是特殊要求所用光纖的研發設計、制造及規模化、配套化和系統化，也頗具發展潛力。

具體來說，光纖光纜技術主要包括以下幾個技術：

（1）光復用技術

光復用技術是采用的在同一個傳輸線路上同時傳輸多路不同信號且保證彼此不受干擾的技術。這門技術突出的優點是的重復利用率大大提高，且良好的解決了干擾現象。它涉及到的技術分類比較多，按照波長的不同進行分類和按照光到來的時間先后不同進行分類是其中最其中最為重要的兩個技術。

（2）光交換技術

光交換技術，其實就是一種直接交換技術的簡稱。具體來說，是在光的領域中，無需任何光/電轉換的中間環節，直接將輸入光信號交換到個各種需要的輸出端。當前所采用的的光交換技術的交換方式主要分為按照光的波長，光所處的空間和光來的先后進行交換的三種方式。

2光纖通信系統的組成

光纖系統以其傳輸安全、可靠、穩定、高效、高保真、長距離性和高性能等優點在技防網組建網絡中被普遍采納。

光發射機、光纜、光接收機等裝置組成了光纖通信系統。現代技防網項目中的光纖通信系統。光纜就是傳輸光信息的裝飾，它普遍采用寬頻和低色散的單管光纖，很好的保證了其長、大、真的信息傳遞要求。光發射機主要由發射光的器件、可以調整光波信號的電路、裝換調整光波的電路以及能量驅動電路組成，是發射光信號的設備，它收集的是電信號。采集視屏、錄像機等影像設備的信號后，通過調整裝換電路來把電信號變換為傳輸所需的光信號。再吧這些光波進行組合后，傳輸給光纖線路，從而實現最終傳輸目標的達成。光接收機主要由光、電檢測器、減噪前置放大器、耦合濾波電路、解調解調電路及其他相關輔助信號處理電路組成，是一個實現把光信號轉換電信號的裝置。光接收機是把弱信號變成強信號的裝置，它采集傳輸過來的能量很小的光信號，變成電信號進過高保真和低噪聲放大后生成可用的強大光信號后、再把光信號復原為原信息源傳輸的初始信號。

2.1光發信機

光發信機是一種轉換設備，可實現電/光的轉換。它是常規的電子通信設備。它的作用就是調光整合，具體來說，就是把來自于電端機的電信號對光源發出的光波進行處理成光纖或光纜中可以完成傳輸的狀態。光源、調制器和驅動器這三部分是它的構建基礎。

2.2光收信機

光收信機是實現光電轉換的設備。工作工程為，采集來的光信號，變成電信號，再放大電信號，這樣就實現了電信號由弱變強的目的，最后在把其輸送給負責接收的電端機。它主要由光放大器和光檢測器兩部分構成。

2.3光纖或光纜

光纖或光纜是建設光傳輸路徑。其作用是將光信號發出信件已被調整后的長距離傳輸的光纖或電纜，耦合波，并將其傳輸給接收端的光檢測器，起到了轉職任務信息的作用。

3光纖通信技術現狀及其發展趨勢

3.1光纖通信技術現狀

光纖維固有的優勢和技術進步，使得它在當今社會的信息傳輸中稱為的主要媒介。

3.2光纖通信技術的發展趨勢

（1）向超高速系統的發展。從過去的電信發展的歷史看，容量和速度一直是制約光纖通信技術的發展是主要矛盾。毫無疑問，傳輸更快速，信息量更多，運行速度更好的是未來的發展方向。

（2）向超大容量WDM系統方向的邁進。分時系統的復用能力的容量的擴張已經達到極限，纖維納米數量級的利用率只有1%的帶寬資源，發展潛力十分廣闊。

（3）向光聯網邁進。這將改變原來的點對點的通信傳輸，實現面對面的強大對接，其靈活性和穩定性非常令人期待。

4光纖通信系統的工作原理

最基本的光纖通信系統有信息源，光發射機端，基本的光纖傳輸系統和光接收設備。信息來源，包括所有來源，他們獲得的信息都轉換為機器可識別的電信號。基本光纖傳輸系統是把光發射機產生的信號經過光中繼器將信號適當處理后轉變成適合于在光接收機接收的光信號，先后經過的光波為前期窗口，稱為一、二和三窗口。基本的光纖傳輸系統，包括最基本的光發射機和接收機，光中繼器以及EDFA等。通過光接收機收到的光信號，并提取有用的信息，光電轉換，并最終得到的基本信源的信息收集。

當下，直接檢波系統為比較常見的光纖通信系統。所謂的直接檢測系統，在開始的一邊，直接收集的信息來源是轉換為光信號在接收端直接向原始信號的光信號的調制和解調，沒有中間系統轉換的方法。電端機就是一般電信號設備，像載波機、電視圖象發送與接受設備和錄像機等都是此類設備。光的機器可分為兩種類型，一個是電信號到光信號的機器，稱為送光，另一種是將機器的電信號的光信號，稱為接收光的機器。它們的主要作用就是可實現遠程的信息收集和傳送。發送光端機發送電信號到光信號傳輸的半導體激光器的時期，信號調制為光波信號，然后將此調制光波的光纖，然后傳送到接收器光纖維檢測處理，這個信號發送到接受電端機，經過妥善處理，并最終轉向成電信號，可以方便加以處理。這就是整個光纖通信的過程。

工作原理如下所示：光纖最里層單根玻璃光纖，外面是緊靠纖芯的包層和一次涂履層，最外面是塑料套筒保護層。兩種光學性能不同的介質構成了纖芯和包層，因為其外部的介質對光的折射率比內部介質的折射率低，根據光的折射定律可知，這種結構有利于光纖能量的保留，保證其在外界光源折射時，沒有能力損傷現象。所以說處于外部的包在外圍的覆蓋層就象一面能量流的防洪墻一樣，阻斷了外界光線對其內部光纖的能量干擾。注入型激光二極管和ILD發光二極管LED是發光設備的主要組成，他們產生的的光信號沿光纖傳播。接收光信號的機器則為在PIN和APD光電二極管，他們起到檢驗波信號從而提取有效光信號并接收的作用。一般來說，為了保證信號的不失真，光放大器要加在在光發送端之前，來提高光信號輸入光纖的功率，在接收端的光電檢測器之后將微信號放大為大功率信號，這種大功率信號可以很方便的給接收設備。

5光纖通信系統在企業技防網中的應用

以下幾個重要方面，必須考慮到企業的安全系統的生產規模，工作環境和周邊環境，我們要綜合多項因素，建立一種經濟實用的智能管理系統技防建設，有效解決企業技防網的實際應用問題。

5.1所涉及到的監控范圍方面

監測恰當的，全面的技術是技防網絡系統安全的核心問題。監測部門是企業，機械和車輛在不斷運動狀態，如果不隨時監控或記錄人員，機械和車輛的狀態，將無法實現有效管理。因此，只有對移動的車輛，人員，實時監控和記錄，以便及時，準確地把握公司內部和外部人士的人身、財產、材料的安全狀況，以開展有效的監測，指揮，調度，決策，才有可能向所有員工提供一個安全的工作，創造性的環境。

利用成熟的的高性能計算機網絡，采用當今成熟的計算機設備、通信設施、射頻讀寫裝置、視頻監控產品、報警等技術手段，編織一個科技含量高、覆蓋面廣、防御性能高、立體的、多角度、多層次的現代化技防網絡。為企業平安工作、和諧生產、安定繁榮保駕護航、添磚加瓦。

5.2關于網絡傳輸方面的問題

傳輸系統的設計，一般來說，重要依據有以下兩個部分：（1）傳輸距離；（2）傳輸信號的涵蓋面、信息量和類別。

考慮到企業來實際情況，人多物雜，所要采集的信息多且分散，需要傳送的信息載體也非常多，因而，影像信號傳輸是尤為關鍵的設計，良好的或低級設計不僅是會左右監測，記錄質量，而且還影響系統的擴展、靈活性，某些方面的系統結構和系統的成本也將有沖擊。

5.3技防管理系統設計總的原則

對于企業的實際情況而言，保證信息統一，處理快速有效，聯網出擊，我們可以使用性價比高的利用光纖，利用它搭建主要網絡，圖像和聲音的采集則通過多個監控點的視屏進行有效的整合傳送，分級管理，集散控制設置。保證其具有較高的穩定性，良好的集成性，易兼容和標準化統一，各個設備相互獨立有可以擴展，設備操作簡單、安全，有良好的開放性，且所用技術較先進。

5.4光纖通信技術的應用

就光在光纖通信系統中的作用而言，它的功能就是一個運輸工具，負責運載光波。光學頻率比無線電信號的頻率高，光纖的帶寬非常大，允許多個圖像信號和控制信號，音頻信號耦合在一起，然后調制到單一光纖傳送。

根據邏輯關系的分工，這種用于安全防范技術的網絡系統可分為三塊：一塊在前端，用來采集視頻，中間的一塊是是光纖網絡傳輸裝置，最后一塊為中心控制管理系統。采集視頻，一般的設備為質量較好可快速環形旋轉的球型攝像機。光纖網絡傳輸設備，有光信息通信網絡系統，視頻光端傳輸和接收設備。分級監控設備，數字視頻和操作鍵盤，調制解調器，視頻管理系統，硬盤錄像機等設備構成了監控中心。光纖信息網絡系統作為技防網絡監控系統的一個組成部分，發揮技防網絡安全防范起到一個非常重要的作用。

整個網絡的建立，使各種信號可以從光纖線路傳輸過來，途徑不同的路由到達接收設備前端，中間經過電光和光電整合轉換裝置，保證信息的可靠和準確。光纖組成鏈路為星型結構，呈發散狀它，讓各分前端的數據信息進過中間網絡結構處理后匯總到監視和控制中心，以便加以參考和處理。

在企業技防網的時間應用中，由于各個監控點的位置相對較多，光發射端機器被負責接收和處理采集來的數據，集中反映給監控指揮部門，因此為了保證快速準確、并保證一定的經濟性，大多采用光波分復用技術，將采集來的各種波長的光信號進行整合傳輸，統一輸送給監控中心的光接收端機。

6結束語

總的說來，任何一項科學技術的發展都是為了方便和造福人民的。當今社會，產品的發展趨勢是小型化、集成化，光纖通信領域的設備也不例外，而其技術則在為更好的為人民服務而改進提高，當然，這些技術、設備的發展都需要在我們在不斷的實踐和理論磨合中逐步深化，這也給我們研究光纖通信技術帶來了新的機會和課題。

目前而言，一般為了更好、更快的保證傳輸的質量，最好采用光纖通信系統。在設備的現實應用中，經過多年的實踐證明，光纖的確是高速穩定的傳輸工具，通過利用光纖通信，企業技防網為企業的發展和公司生產建設提供了有力的保障。

參考文獻

[1] Joseph C，Palais.王江平等譯.光纖通信（第五版）.北京：電子工業出版社，2006：1

[2]穆道生主編.現代光纖通信系統.北京：科學出版社，2005：6

[3]劉增基，周洋溢，胡遼林，周綺麗.光纖通信.西安：西安電子科技大學出版社，2001：8

[4]杜榮建，向望華，張貴忠；WDM全光通信網.天津理工學院學報，2001（03）