光纤通信应用在技防网工程中的分析

【摘要】伴随着我国经济的发展，科技的进步，违法乱纪等犯罪形式也趋于多样化、智能化。在此新形势下，光纤通信技术以其信息传递快速、准确、清晰等特点在技防网建设中提到了不可替代的作用。智能化的防范系统，节省了大量的人力、物力，同时也争取到了最宝贵的时间。本文以光纤通信应用在技防网中的工程中项目为例，主要涉及到光纤通信网络在技防网络系统中的工程应用，其中中包括光纤通信的基本知识、光纤网络的特点、光纤通信技术现状及其发展趋势、系统的组成和工作原理等方面所涉及的诸多问题。

【关键词】光纤通信技防网络安全防范工作原理

1光纤通信技术的基本知识

所谓的光纤就是光导纤维的简称。而光纤通信就是一种通信方式：信息载体为光波，传输介质为以光纤。按照光纤的工作原理着眼，光纤通信有三个基本物质要素：传输介质—光纤，信息源—光源以及信息检测装置—光检测器。对于光纤的分类，按按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类的属于原理分类。按其用途分为通信用光纤和传感用光纤这两种类型的属于应用分类。按其使用场合又可分通用与专用这两种，一般时候，在实际使用上，常把它们制造成功能器件，用于实现完成光波信息采集而做的必要，例如耦合、变频、整形、超频、振荡和调制解调等功能。

光纤通信就是一种信号的传输方式，它利用光导纤维这个工具。光导纤维通信简称光纤通信。为了便于理解，我们可以把光纤维通信看成是以光导纤维为传输介质的单根光的通信。虽然实际上光纤维通信系统是多个光纤聚集在一起的而构成的光缆，而不是使用的简单的单根光纤。

就技术层面来说，光纤通信技术主要涉及到以下几个模块：有关光纤光缆的技术、组建光的网络的技术、实现光交换和传输的技术等。其中有关光纤光缆的技术为技术的核心。

光纤技术的发展主要有两点：一个是实现良好通信的一般需求，另一个满足特殊环境的特别要求。其中一个是带有普遍性，而另一个则体现其特殊性。最初受技术的局限，光纤的传输窗口仅有3个，分为第一、二和三窗口，也就是850纳米)、1310纳米和1550纳米这三种。后期陆续设计出第四、五和S波窗口，一就是学名是L波段、全波光纤和S波段这三种新类型。这些窗口开发成功的巨大意义就在于大大提高了光的频带，从而使光波可以在相当宽的频率范围之内，均可很好的实现高效、高保真的传输，大大提高了传输容量。这是一个相当有意义的技术突破，因为它给光纤产业带来的实惠是巨大的、不可估量的。另一方面是特殊要求所用光纤的研发设计、制造及规模化、配套化和系统化，也颇具发展潜力。

具体来说，光纤光缆技术主要包括以下几个技术：

（1）光复用技术

光复用技术是采用的在同一个传输线路上同时传输多路不同信号且保证彼此不受干扰的技术。这门技术突出的优点是的重复利用率大大提高，且良好的解决了干扰现象。它涉及到的技术分类比较多，按照波长的不同进行分类和按照光到来的时间先后不同进行分类是其中最其中最为重要的两个技术。

（2）光交换技术

光交换技术，其实就是一种直接交换技术的简称。具体来说，是在光的领域中，无需任何光/电转换的中间环节，直接将输入光信号交换到个各种需要的输出端。当前所采用的的光交换技术的交换方式主要分为按照光的波长，光所处的空间和光来的先后进行交换的三种方式。

2光纤通信系统的组成

光纤系统以其传输安全、可靠、稳定、高效、高保真、长距离性和高性能等优点在技防网组建网络中被普遍采纳。

光发射机、光缆、光接收机等装置组成了光纤通信系统。现代技防网项目中的光纤通信系统。光缆就是传输光信息的装饰，它普遍采用宽频和低色散的单管光纤，很好的保证了其长、大、真的信息传递要求。光发射机主要由发射光的器件、可以调整光波信号的电路、装换调整光波的电路以及能量驱动电路组成，是发射光信号的设备，它收集的是电信号。采集视屏、录像机等影像设备的信号后，通过调整装换电路来把电信号变换为传输所需的光信号。再吧这些光波进行组合后，传输给光纤线路，从而实现最终传输目标的达成。光接收机主要由光、电检测器、减噪前置放大器、耦合滤波电路、解调解调电路及其他相关辅助信号处理电路组成，是一个实现把光信号转换电信号的装置。光接收机是把弱信号变成强信号的装置，它采集传输过来的能量很小的光信号，变成电信号进过高保真和低噪声放大后生成可用的强大光信号后、再把光信号复原为原信息源传输的初始信号。

2.1光发信机

光发信机是一种转换设备，可实现电/光的转换。它是常规的电子通信设备。它的作用就是调光整合，具体来说，就是把来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行处理成光纤或光缆中可以完成传输的状态。光源、调制器和驱动器这三部分是它的构建基础。

2.2光收信机

光收信机是实现光电转换的设备。工作工程为，采集来的光信号，变成电信号，再放大电信号，这样就实现了电信号由弱变强的目的，最后在把其输送给负责接收的电端机。它主要由光放大器和光检测器两部分构成。

2.3光纤或光缆

光纤或光缆是建设光传输路径。其作用是将光信号发出信件已被调整后的长距离传输的光纤或电缆，耦合波，并将其传输给接收端的光检测器，起到了转职任务信息的作用。

3光纤通信技术现状及其发展趋势

3.1光纤通信技术现状

光纤维固有的优势和技术进步，使得它在当今社会的信息传输中称为的主要媒介。

3.2光纤通信技术的发展趋势

（1）向超高速系统的发展。从过去的电信发展的历史看，容量和速度一直是制约光纤通信技术的发展是主要矛盾。毫无疑问，传输更快速，信息量更多，运行速度更好的是未来的发展方向。

（2）向超大容量WDM系统方向的迈进。分时系统的复用能力的容量的扩张已经达到极限，纤维纳米数量级的利用率只有1%的带宽资源，发展潜力十分广阔。

（3）向光联网迈进。这将改变原来的点对点的通信传输，实现面对面的强大对接，其灵活性和稳定性非常令人期待。

4光纤通信系统的工作原理

最基本的光纤通信系统有信息源，光发射机端，基本的光纤传输系统和光接收设备。信息来源，包括所有来源，他们获得的信息都转换为机器可识别的电信号。基本光纤传输系统是把光发射机产生的信号经过光中继器将信号适当处理后转变成适合于在光接收机接收的光信号，先后经过的光波为前期窗口，称为一、二和三窗口。基本的光纤传输系统，包括最基本的光发射机和接收机，光中继器以及EDFA等。通过光接收机收到的光信号，并提取有用的信息，光电转换，并最终得到的基本信源的信息收集。

当下，直接检波系统为比较常见的光纤通信系统。所谓的直接检测系统，在开始的一边，直接收集的信息来源是转换为光信号在接收端直接向原始信号的光信号的调制和解调，没有中间系统转换的方法。电端机就是一般电信号设备，像载波机、电视图象发送与接受设备和录像机等都是此类设备。光的机器可分为两种类型，一个是电信号到光信号的机器，称为送光，另一种是将机器的电信号的光信号，称为接收光的机器。它们的主要作用就是可实现远程的信息收集和传送。发送光端机发送电信号到光信号传输的半导体激光器的时期，信号调制为光波信号，然后将此调制光波的光纤，然后传送到接收器光纤维检测处理，这个信号发送到接受电端机，经过妥善处理，并最终转向成电信号，可以方便加以处理。这就是整个光纤通信的过程。

工作原理如下所示：光纤最里层单根玻璃光纤，外面是紧靠纤芯的包层和一次涂履层，最外面是塑料套筒保护层。两种光学性能不同的介质构成了纤芯和包层，因为其外部的介质对光的折射率比内部介质的折射率低，根据光的折射定律可知，这种结构有利于光纤能量的保留，保证其在外界光源折射时，没有能力损伤现象。所以说处于外部的包在外围的覆盖层就象一面能量流的防洪墙一样，阻断了外界光线对其内部光纤的能量干扰。注入型激光二极管和ILD发光二极管LED是发光设备的主要组成，他们产生的的光信号沿光纤传播。接收光信号的机器则为在PIN和APD光电二极管，他们起到检验波信号从而提取有效光信号并接收的作用。一般来说，为了保证信号的不失真，光放大器要加在在光发送端之前，来提高光信号输入光纤的功率，在接收端的光电检测器之后将微信号放大为大功率信号，这种大功率信号可以很方便的给接收设备。

5光纤通信系统在企业技防网中的应用

以下几个重要方面，必须考虑到企业的安全系统的生产规模，工作环境和周边环境，我们要综合多项因素，建立一种经济实用的智能管理系统技防建设，有效解决企业技防网的实际应用问题。

5.1所涉及到的监控范围方面

监测恰当的，全面的技术是技防网络系统安全的核心问题。监测部门是企业，机械和车辆在不断运动状态，如果不随时监控或记录人员，机械和车辆的状态，将无法实现有效管理。因此，只有对移动的车辆，人员，实时监控和记录，以便及时，准确地把握公司内部和外部人士的人身、财产、材料的安全状况，以开展有效的监测，指挥，调度，决策，才有可能向所有员工提供一个安全的工作，创造性的环境。

利用成熟的的高性能计算机网络,采用当今成熟的计算机设备、通信设施、射频读写装置、视频监控产品、报警等技术手段，编织一个科技含量高、覆盖面广、防御性能高、立体的、多角度、多层次的现代化技防网络。为企业平安工作、和谐生产、安定繁荣保驾护航、添砖加瓦。

5.2关于网络传输方面的问题

传输系统的设计，一般来说，重要依据有以下两个部分：（1）传输距离；（2）传输信号的涵盖面、信息量和类别。

考虑到企业来实际情况，人多物杂，所要采集的信息多且分散，需要传送的信息载体也非常多，因而，影像信号传输是尤为关键的设计，良好的或低级设计不仅是会左右监测，记录质量，而且还影响系统的扩展、灵活性，某些方面的系统结构和系统的成本也将有冲击。

5.3技防管理系统设计总的原则

对于企业的实际情况而言，保证信息统一，处理快速有效，联网出击，我们可以使用性价比高的利用光纤，利用它搭建主要网络，图像和声音的采集则通过多个监控点的视屏进行有效的整合传送，分级管理，集散控制设置。保证其具有较高的稳定性，良好的集成性，易兼容和标准化统一，各个设备相互独立有可以扩展，设备操作简单、安全，有良好的开放性，且所用技术较先进。

5.4光纤通信技术的应用

就光在光纤通信系统中的作用而言，它的功能就是一个运输工具，负责运载光波。光学频率比无线电信号的频率高，光纤的带宽非常大，允许多个图像信号和控制信号，音频信号耦合在一起，然后调制到单一光纤传送。

根据逻辑关系的分工，这种用于安全防范技术的网络系统可分为三块：一块在前端，用来采集视频，中间的一块是是光纤网络传输装置，最后一块为中心控制管理系统。采集视频，一般的设备为质量较好可快速环形旋转的球型摄像机。光纤网络传输设备，有光信息通信网络系统，视频光端传输和接收设备。分级监控设备，数字视频和操作键盘，调制解调器，视频管理系统，硬盘录像机等设备构成了监控中心。光纤信息网络系统作为技防网络监控系统的一个组成部分，发挥技防网络安全防范起到一个非常重要的作用。

整个网络的建立，使各种信号可以从光纤线路传输过来，途径不同的路由到达接收设备前端，中间经过电光和光电整合转换装置，保证信息的可靠和准确。光纤组成链路为星型结构，呈发散状它，让各分前端的数据信息进过中间网络结构处理后汇总到监视和控制中心，以便加以参考和处理。

在企业技防网的时间应用中，由于各个监控点的位置相对较多，光发射端机器被负责接收和处理采集来的数据，集中反映给监控指挥部门，因此为了保证快速准确、并保证一定的经济性，大多采用光波分复用技术，将采集来的各种波长的光信号进行整合传输，统一输送给监控中心的光接收端机。

6结束语

总的说来，任何一项科学技术的发展都是为了方便和造福人民的。当今社会，产品的发展趋势是小型化、集成化，光纤通信领域的设备也不例外，而其技术则在为更好的为人民服务而改进提高，当然，这些技术、设备的发展都需要在我们在不断的实践和理论磨合中逐步深化，这也给我们研究光纤通信技术带来了新的机会和课题。

目前而言，一般为了更好、更快的保证传输的质量，最好采用光纤通信系统。在设备的现实应用中，经过多年的实践证明，光纤的确是高速稳定的传输工具，通过利用光纤通信，企业技防网为企业的发展和公司生产建设提供了有力的保障。

参考文献

[1] Joseph C,Palais.王江平等译.光纤通信（第五版）.北京：电子工业出版社，2006：1

[2]穆道生主编.现代光纤通信系统.北京：科学出版社，2005：6

[3]刘增基，周洋溢，胡辽林，周绮丽.光纤通信.西安：西安电子科技大学出版社，2001：8

[4]杜荣建，向望华，张贵忠；WDM全光通信网.天津理工学院学报，2001（03）