光纤传输技术在在小区智能化系统中.doc

光纤传输技术在小区智能化系统中应用
深圳市视得安科技实业股份有限企业

在当今信息飞速发展时代, 通信技术、 计算机技术和多媒体技术紧密合, 给世纪国际社会和世界经济发展起了强大推进力, 信息传输无疑已成为大家关注焦点。光纤通信概念自1966 年提出以来, 开始有了长足发展。在组成社会信息基础设施, 推进社会科技发展饰演着关键角色。到今天, 光纤传输网几乎遍布全球, 已成为电信、 广播电视、 计算机网络等通信网关键传输方法。正因为光纤传输系统有其众多优点, 赢适当今科技社会青睐。光纤传输系统在开始阶段被用于长途电信传输, 广播电视系统和计算机网络通信方面, 在其她方面极少被利用。现在中国外有很多企业依据光纤传输特征, 开发设计了用于智能控制系统和安防系统视、 音频和数据光端机, 这对于安防小区智能化系统起到了飞跃发展促进。
光纤传输特点优势及传输原理
光纤传输含有衰减小、 频带宽、 抗干扰性强、 安全性能高、 体积小、 重量轻等优点, 所以在长距离传输和特殊环境等方面含有没有法比拟优势。传输介质是决定传输损耗关键原因, 决定了传输信号所需中继距离, 光纤作为光信号传输介质含有低损耗特点; 光纤频带可达成1.0GHz以上, 通常图像带宽只有8MHz, 一个通道图象用一芯光纤传输绰绰有余, 在传输语音、 控制信号或接点信号方面更为优势; 光纤传输中载波是光波, 光波是频率极高电磁波, 远远比电波通讯中所使用频率高, 所以不受干扰。且光纤采取玻璃材质, 不导电, 不会因断路、 雷击等原因产生火花, 所以安全性强, 在易燃, 易爆等场所尤其适用。
光纤传输系统关键由三部分组成: 光源（又称光发送机）, 传输介质、 检测器（又称光接收机)。计算机网络之间光纤传输中, 光源和检测器工作通常都是用光纤收发器完成, 光纤收发器简单来说就是实现双绞线与光纤连接设备, 其作用是将双绞线所传输信号转换成能够经过光纤传输信号（光信号）。当然也是双向, 一样能将光纤传输信号转换能够在双绞线中传输信号, 实现网络间数据传输。在一般视、 音频、 数据等传输过程中, 光源和检测器工作通常都是由光端机完成, 光端机就是将多个E1信号变成光信号并传输设备, 所谓E1是一个中继线路数据传输标准, 中国和欧洲标准速率为2.048Mbps, 光端机关键作用就是实现电-光‘光-电转换。由其转换信号分为模拟式光端机和数字式光端机。所以, 光纤传输系统按传输信号可分为数字传输系统和模拟传输系统。模拟传输系统是把光强进行模拟调制, 将输入信号变为传输信号振幅（频率或相位）连续改变。数字传输系统是把输入信号变换成“1”, “0”脉冲信号, 并以其作为传输信号, 在接收端再还原成原来信号。当然, 伴随光纤传输信号不一样所需要设备有所不一样。光纤作为传输介质, 是光纤传输系统关键原因。可按不一样方法进行分类:
根据传输模式来划分:  光线只沿光纤内芯进行传输, 只传输主模我们称之为单模光纤（Single-Mode）。有多个模式在光纤中传输, 我们称这种光纤为多模光纤（Multi-Mode）。

如图:

单模光纤 多模光纤
根据纤芯直径来划分: 缓变型多模光纤、 缓变增强型多模光纤和缓变型单模光纤
根据光纤芯折射率分布来划分: 阶跃型光纤(Step index fiber),简称SIF; 梯度型光纤（Graded index fiber）,简称GIF; 环形光纤（ring fiber）;W型光纤。
光缆: 点对点光纤传输系统之间连接经过光缆。光缆有含1根光纤（称单纤）, 有2根光纤（称双纤）, 或者更多。
光纤传输技术在工程中应用
计算机网络中光纤传输
在我们一般计算机网络中双绞线应用十分广泛, 比如在一个家庭中, 一栋办公大楼中, 都是使用双绞线来联网。不过双绞线只能在百米距离内数据传输, 假如超出百米, 数据传输速度以及通信量将会受到严重影响。所以我们就需要使用到光纤传输, 光纤能实现最长距离达成100公里网络连接, 而且在信息传输量, 安全等方面有着双绞线无法比拟优势。在小区、 家庭网络中, 有很多连接还没有超出100米, 我们还是使用双绞线, 而在超出100米距离两个点之间采取光纤收发器实现光纤连接。

电脑
交换机
交换机
光纤收发器
光纤收发器
光纤
双绞线
双绞线
电脑

网络之间光纤传输

当然, 光纤收发器使用方法不只是这一个, 用户可依据自己实际情况使用。

一般视频、 音频、 数据等信号光纤传输
在现在工程应用中, 监控系统中视频图象传输已大量采取了光纤传输方法。随之在交通管理、 闭路电视监控、 安防、 工业自动化、 电力等领域视频图像、 音频、 数据等光端机开始普遍大量使用。在光纤传输早期模拟式光端机在市场上占有相当百分比, 其传输方法是将基带视频、 音频、 数据等信号调制在一载频上, 经过发射光端机进行光纤传输, 然后经过另一端接收光端机进行解调, 恢复成对应基带视频、 音频、 数据信号。伴随数字化传输广泛应用, 中国外工程上开始大量使用数字式光端机, 数字式光端机是将多路模拟基带视频、 音频、 数据进行高分辨率数字化, 形成高速数字流, 将多路数字流进行复用, 经过发射光端机进行发射, 然后经过另一端接收光端机进行接收, 解复用, 恢复成各路数字化信号, 再经过数字模拟变换（A/D模数转换）恢复成模拟视频、 音频、 数据。据现在市场情况来看, 模拟光端机已逐步退出市场, 而数字光端机开始在市场上普及, 数字传输替换模拟传输, 是光纤通信技术显著发展趋势。
因为光纤传输种种优点,光端机应用场所越来越广泛。工程中应用也越来越多, 企业内部长距离、 局域网络之间数据通信,小区中网络联接, 公共交换电话网中远端线路单元, 商业网中PABX群路网络终端, 校园网中接入网络, 用于通常信号传输等等。现在光端机应用最多方面就是长距离视频和数据传输。在安防、 交通、 银行、 电力、 电信等监控领域都采取光纤传输技术对视频信号进行远程传输。另外光端机在远程视频会议、 远程教学、 、 通讯等很多领域都有广泛应用。
小区智能化系统中光纤传输
伴随信息科技发展, 大家对居住环境要求提升, 小区智能化建设逐步成为热门话题,。利用计算机技术、 网络通信技术、 以及多媒体技术, 建立一个区内住户与服务中心、 住户与外界多媒体综合信息交流系统, 为物业管理中心提供一个高效、 便捷服务条件, 为住户提供一个安全、 舒适、 便利现代生活环境。而小区系统网络建设将成为智能化小区建设关键组成部分。在网络系统中关键包含
小区宽带网络系统: 住户计算机与计算机以及与Internet之间连接。
闭路电视监控系统: 关键是在小区大门口、 停车场出入口、 电梯厢内及在小区内关键通道, 安装电视监控系统, 实施２４小时监视及录像, 监控中心人员在监控中心能够经过电视画面随时调看各点情况, 一旦有警情, 可立刻处理, 同时录下来录象可为警方提供有价值图像证据资料。
可视对讲系统: 在小区出入口、 住宅楼单元门口、 住户门口处安装可视对讲系统, 当来访者来到小区出入口, 由保安呼叫被访用户, 确定有些人在家并由住户确定访客者身份后, 访客者方能进入小区。在单元门口和住户门口, 来访者经过呼叫住户, 住户经过二次确定后远程开启电锁方可进入住户单元或住户家。可视对讲系统还可与小区监控中心联网, 当有警情或特殊事情, 随时取得联络。
防盗报警系统: 在小区围墙上安装红外, 在住户家安装红外、 门磁、 烟感、 瓦斯等装置, 一旦发觉对应警情经过智能终端设备将警情信息传送到管理中心, 保安人员可立刻进行对应处理。同时也可进行远程报警。
家居智能系统: 经过智能终端机把语音、 视频、 Internet服务等有机联络起来, 实现可视对讲, 报警以及对家庭电器设备智能控制等功效系统。
智能卡(IC卡)管理系统: 用IC卡替换小区管理和生活中所使用个人证件和现金支付手段。实现出入口管理身份识别与控制“一卡通”功效, 提升住户生活水平, 也使物业管理愈加自动化。管理中心能够对全部卡片进行控制, 使其在安防系统中有效或无效, 有利于安全防范。管理中心对全部卡片可进行发卡加密、 注销和挂失等。
还有有线电视系统、 小区信息系统等等。各系统中传输信号有所不一样, 传输信号有模拟信号也有数字信号, 比如闭路电视监控系统和可视对讲系统中, 传输模拟信号关键有音频信号和视频信号。数字信号传输越来越普遍, 关键包含音频数据、 视频数据以及通信数据等。现在小区智能化中, 小区要求做到集中管理自动化体制。小区联网建设大多采取片区加片区集中到中心管理模式, 小片区内信号传输大多采取双绞线, 同轴电缆传输方法进行传输, 而且把小片区内传输信号集中到一个“点”。片区与片区之间以及片区与管理中心之间连接相当于将各点连接起来, 依据各点之间距离不一样, 通常采取连接方法也不一样。在小片区范围里, 各信号传输用同轴电缆或双绞线能达成系统要求, 但伴随小区大型化和智能化发展趋势, 各系统功效要求提升, 中心管理方面要求做到集中智能化。片区与片区之间连接, 以及各片区与总管理中心之间连接, 视频, 音频, 控制数据用传统（同轴电缆或双绞线传输）传输极难达成系统要求。假如碰到有强电干扰或其它情况就无法得到高质量图像或声音时, 即使增加视频信号放大器或者音频放大器, 短距离内能够确保视频图像和声音有效传输。在传输线路距离很长情况下, 不管加多少信号视频放大器, 一样会使图像或声音信号衰减, 甚至无法得到图像或声音信号。这就需要使用光纤传输技术, 光纤传输处理了全部问题, 在模拟信号传输部分, 使用光端机, 利用光纤进行信号传输, 这么就处理了音、 视频长距离传输中损耗问题。以及在抗干扰性、 安全性上远远优于同轴缆传输。在数字信号传输部分, 关键是片区与片区之间连接以及各片区与总管理中心之间连接。使用光纤收发器进行小区宽带网络之间连接。进行数字传输, 使信号传输频带、 安全性能达成最好要求。现在小区智能化中视频、 音频、 控制数据已大量采取了光纤传输技术, 光纤在宽带网络连接、 闭路电视监控系统、 可视对讲系统、 家居智能等系统中已广泛应用。
光纤传输技术在小区智能化系统中已经有很好事例, 远距离系统信号传送方面用更为广泛, 比如视得安科技实业股份有限企业SD-980智能楼宇可视对讲及报警网络控制系统, 该系统是采取单片微电脑控制技术、 视频监控技术、 数码通讯技术、 电话机技术、 无线防盗报警技术而开发现代小区型智能可视对讲网络系统。整个系统由安防管理中心、 单元门门禁主机、 住户室内分机三个关键部分组成。系统以SD-980M2/SD-980M3管理中心和中心电脑为整个系统管理和控制中心, 经过信号转换器将各单元系统连接起来。实现呼叫、 对讲、 监视、 开锁、 信息公布、 多功效报警等多个功效。系统针对于远距离视频处理问题上, 采取了光纤传输技术。在以往传统视频传输采取同轴电缆, 因为同轴电缆在远距离图象传输过程中, 信号衰减比较严重, 使得可视对讲以及主动监控图象达不到要求, 而且远距离传送信号受到外界干扰较多, 比如围墙门主机、 住户、 管理中心之间视频连接。SD-980系统在视频远距离传输过程中使用光端机, 将系统传输模拟图象信号转换成光信号, 光信号经过光纤传输到另一端, 另一端再经过光端机将光信号转换成模拟图象信号输入到分机显示。这么使图象信号衰减大大降低、 抗干扰性方面大大提升。而且在工程使用上, 布线比较方便, 故障检测也比较轻易。

系统线+视频线

可视分机
保护器
可视分机
可视分机
系统线+视频线
围墙门选择器
信号转换器
信号转换器

视频线
系统线+视频线
视频线
光端机
单元门主机
系统线
系统线+视频线
光纤
光纤
光端机
光端机
视频线
视频线
围墙门主机
围墙门主机
中心管理机

可视分机

系统线+视频线

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光端机

SD-980系统示意图

在视得安科技实业股份有限企业SD-Basic系统中采取国际通用TCP/IP传输协议用户分组管理, 开放式网络结构。视频、 音频、 控制信号共走小区宽带网络, 音视频信号经压缩后变成数字信号进行传输。SD-Basic系统仍以原980系统为子系统, 主干网采取以太网（小区宽带/局域网）联网。管理中心由多媒体电脑替换, 全部操作均在电脑上完成, 与主机通讯时图像直接显示在电脑显示器上。管理中心电脑经过Hub或交换机直接接入主干网络。980子系统则由接入服务器（SD-AS01）接入网络。 该系统将小区划分为若干个片区, 各片区子系统信号, 集中压缩到接入服务器。子系统信号包含音频信号、 视频信号、 控制信号、 报警信号、 小区信息等信号, 由接入服务器接入网络, 网络之间采取了光纤传输技术。交换机与交换机之间以及接入服务器与交换机之间使用了光纤收发器, 将一般网络连接五类线（双绞线）信号转换成在光纤中传输光信号, 在另一端又将光信号转换成五类线中传输信号。这么使得该系统含有速度快、 系统容量大、 系统扩充性强、 施工简单, 操作方便等特点。

SD-Basic系统联网图

当然在小区智能化中光纤传输技术应用不仅仅是这些, 在其她各系统, 视频监控技术、 远程网络监控、 报警及信息传送上等都有广泛应用。

光纤传输技术种种优势, 使得其本身发展更为快速, 在数字光纤传输系统中, 光源非线性对数字码流影响很小, 加上在数字通信中采取部分编码纠错方法, 易于实现多路复用, 所以数字传输系统占有很大优势, 模拟光端机逐步被数字光端机所替换, 数字光纤传输逐步替换模拟光纤传输, 现在市场上针对多种信号传输, 设备也越来越多, 在小区智能化中信号种类较多, 光纤传输使用也越来越广泛。数字化光传输是小区中信号传输关键趋势。