基于光纖通訊的SCADA系統(tǒng)

一、光纖網(wǎng)絡(luò)概述

光纖即為光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱。光纖通訊是以光波為載頻，以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的一種通信方式。光纖通訊之所以能發(fā)展快，是由于它具有以下優(yōu)點(diǎn)：

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(hào)損耗低。

目前的實(shí)用光纖均采用純凈度很高的石英（SiO2）材料，在光波長(zhǎng)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(yuǎn)。

3． 不受電磁波干擾。

因?yàn)楣饫w為非金屬的介質(zhì)材料，因此它不受電磁波的干擾。

4． 線徑細(xì)、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(xì)，而且重量也輕。

5． 資源豐富。

光纖通訊除了上述優(yōu)點(diǎn)之外，還有抗化學(xué)腐蝕等特點(diǎn)。當(dāng)然，光纖本身也有缺點(diǎn)， 如光纖質(zhì)地脆、機(jī)械強(qiáng)度低；要求比較好的切斷、連接技術(shù)；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(lái)劃分：

光纖中傳播的模式就是光纖中存在的電磁場(chǎng)場(chǎng)形，或者說(shuō)是光場(chǎng)場(chǎng)形（HE）。各種場(chǎng)形都是光波導(dǎo)中經(jīng)過(guò)多次的反射和干涉的結(jié)果。各種模式是不連續(xù)的離散的。由于駐波才能在光纖中穩(wěn)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(chǎng)，即各種光斑。若是一個(gè)光斑，我們稱這種光纖為單模光纖，若為兩個(gè)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(shuō)光線只沿光纖的內(nèi)芯進(jìn)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(zhǎng)距離的光纖通訊。單模光纖使用的光波長(zhǎng)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(zhǎng)下（850nm/1300nm）,有多個(gè)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(lái)劃分：

◆ 50/125（μm）緩變型多模光纖
◆ 62.5/125（μm）緩變?cè)鰪?qiáng)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(shù)，125μm均為光纖玻璃包層的直徑數(shù)。

2． 光纜： 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖傳輸系統(tǒng)是通過(guò)光纜進(jìn)行連接。光纜可包含1根光纖（有時(shí)稱單纖）或2根光纖（有時(shí)稱雙纖），或者甚至更多（48纖、1000纖）。

圖2 光纜結(jié)構(gòu)示意圖

3． 光纖輔助器件：

◆ 光纖配線架 (Housing) 用于室內(nèi)光纖網(wǎng)絡(luò)配線系統(tǒng)。
◆ 光纖活動(dòng)連接器 (Connector) 用于各類光纖設(shè)備（如光端機(jī)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(shè)備與光纖連接方式的轉(zhuǎn)換。 光纖衰減器用于對(duì)輸入光功率的衰減，避免了由于輸入光功率超強(qiáng)而使光接收機(jī)產(chǎn)生的失真。
◆ 光分路器 (Coupler) 適用于將一根光纖信號(hào)分解為多路光信號(hào)輸出（如：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、CATV系統(tǒng)）。
◆ 光波分復(fù)用器 (WDM) 用于光路中不同波長(zhǎng)的光的分離或混合。

三、 光纖和附件的價(jià)格