基于光纖通訊的SCADA系統

一、光纖網絡概述

光纖即為光導纖維的簡稱。光纖通訊是以光波為載頻，以光導纖維為傳輸媒介的一種通信方式。光纖通訊之所以能發展快，是由于它具有以下優點：

1． 傳輸頻帶寬、通訊容量大。

由于光纖通訊的載波頻率（5Hz～10MHz）為一般電通訊的1000-10000倍，所以它的通訊容量約可增加1000-10000倍。

2． 信號損耗低。

目前的實用光纖均采用純凈度很高的石英（SiO2）材料，在光波長為1550nm附近，衰減可降至0.2dB/Km,已接近理論極限。因此，它的中繼距離可以很遠。

3． 不受電磁波干擾。

因為光纖為非金屬的介質材料，因此它不受電磁波的干擾。

4． 線徑細、重量輕。

由于光纖的直徑很小，只有0.1mm左右，因此制成光纜后，直徑要比電纜細，而且重量也輕。

5． 資源豐富。

光纖通訊除了上述優點之外，還有抗化學腐蝕等特點。當然，光纖本身也有缺點， 如光纖質地脆、機械強度低；要求比較好的切斷、連接技術；分路、耦合比較麻煩等。

二、 光纖和光纜

1． 光纖的分類

① 按照傳輸模式來劃分：

光纖中傳播的模式就是光纖中存在的電磁場場形，或者說是光場場形（HE）。各種場形都是光波導中經過多次的反射和干涉的結果。各種模式是不連續的離散的。由于駐波才能在光纖中穩定的存在。它的存在反映在光纖橫截面上就是各種形狀的光場，即各種光斑。若是一個光斑，我們稱這種光纖為單模光纖，若為兩個以上光斑，我們稱之為多模光纖。

◆ 單模光纖(Single-Mode) 由于單模光纖只傳輸主模，也就是說光線只沿光纖的內芯進行傳輸。由于完全避免了模式色散，使得單模光纖的傳輸頻帶很寬，因而適用于大容量，長距離的光纖通訊。單模光纖使用的光波長為1310nm或1550nm。 如圖1 單模光纖光線軌跡圖。

◆ 多模光纖(Multi-Mode) 在一定的工作波長下（850nm/1300nm）,有多個模式在光纖中傳輸，這種光纖稱之為多模光纖。由于色散或像差，因此，這種光纖的傳輸性能較差，頻帶比較窄，傳輸容量也比較小，距離比較短。如圖1 多模光纖光線軌跡圖。

圖1 單模/多模光纖光線軌跡圖

② 按照纖芯直徑來劃分：

◆ 50/125（μm）緩變型多模光纖
◆ 62.5/125（μm）緩變增強型多模光纖
◆ 8.3/125(μm) 緩變型單模光纖

備注：

1．50/62.5/8.3μm 均為光纖的光芯直徑數，125μm均為光纖玻璃包層的直徑數。

2． 光纜： 點對點光纖傳輸系統是通過光纜進行連接。光纜可包含1根光纖（有時稱單纖）或2根光纖（有時稱雙纖），或者甚至更多（48纖、1000纖）。

圖2 光纜結構示意圖

3． 光纖輔助器件：

◆ 光纖配線架 (Housing) 用于室內光纖網絡配線系統。
◆ 光纖活動連接器 (Connector) 用于各類光纖設備（如光端機等）與光纖之間的連接。（ST-FC-SC） ◆ 光纖適配器和衰減器 (Adaptor and Attenuator) 光纖適配器用于各類光纖設備與光纖連接方式的轉換。 光纖衰減器用于對輸入光功率的衰減，避免了由于輸入光功率超強而使光接收機產生的失真。
◆ 光分路器 (Coupler) 適用于將一根光纖信號分解為多路光信號輸出（如：計算機網絡、CATV系統）。
◆ 光波分復用器 (WDM) 用于光路中不同波長的光的分離或混合。

三、 光纖和附件的價格

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