光纤传输范文

2023-12-02

光纤传输范文第1篇

光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体, 以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看, 构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外, 在应用中, 光纤常按用途进行分类, 可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种, 而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤, 并常以某种功能器件的形式出现。

2 光纤通信的传输特性

光纤传输特性主要是指光纤的损耗特性和带宽特性 (即色散特性) , 光纤特性的好坏直接影响光纤通信的中继距离和传输速率 (或脉冲展宽) , 因此它是设计光纤系统的基本出发点。

2.1 光纤的损耗特性

光波在光纤传输过程中, 其强度随着传输距离的增加逐渐减弱, 光纤对光波产生的衰减作用称为光纤损耗。使用在系统中的光纤传输线, 其损耗产生的原因, 一方面是由于光纤本身的损耗, 包括吸收损耗、瑞利散射损耗、以及因结构不完善引起的散射损耗;另一方面是由于作为系统传输线引起的弯曲损耗等。

2.1.1 吸收损耗

吸收损耗意味光波传输过程中, 有一部分光能量转变为热能。包括光纤玻璃材料本身的固有吸收损耗, 以及因杂质引起的吸收损耗。光纤材料的固有吸收又叫本征吸收, 在不含任何杂质的纯净材料中也存在这种吸收。固有吸收有两个吸收带, 一个吸收带在红外区, 吸收峰在波长8µm~12µm范围, 它的尾部拖到光通信所要用的波段范围, 但影响不大;另一个吸收带在紫外区, 吸收峰在0.1µm附近, 吸收很强时, 它的尾巴会拖到0.7µm~1.1µm波段里去。对物质固有吸收来说, 在远离峰值区域的1.0µm~1.6µm波段范围内, 固有吸收损耗为低谷区域。杂质吸收损耗是由光纤材料中铁、钴、镍、铬、铜、钒、镁等随遇金属离子以及水的氢氧根离子的存在造成的附加吸收损耗。目前光纤制造工艺对于金属离子杂质的提纯已经不成问题, 可以使它们的影响减到最小;但是氢氧根的影响比较大, 这是因为在光纤材料中, 以及在光纤制造过程中含有大量的水分, 提纯中极难清除干净, 最后以氢氧根的形式残留在光纤内。残留于光纤内的氢氧根离子, 使得在波长在0.94µm、1.24µm和1.38µm附近出现吸收谐振峰, 峰值大小与氢氧根离子浓度密切相关。为减小氢氧根离子的影响, 工作波长必须避开吸收峰谐振区域, 为此将工作波长选择在0.85µm、1.3µm和1.55µm附近, 提纯2称它们为第一窗口、第二窗口和第三窗口。第一窗口为短波长窗口, 通常为多模光纤传输系统选用;第二窗口和第三窗口为长波长窗口, 通常为单模光纤传输系统选用。

2.1.2 瑞利散射损耗

当光波照射到比光波长还要小的不均匀微粒时, 光波将向四面八方折射, 这一物理现象以发现这一现象的物理学家的名字命名, 称为瑞利散射。在光纤中, 因瑞利散射引起的光波衰减称为瑞利散射损耗。产生瑞利散射损耗的原因是在光纤制造过程中, 因冷凝条件不均匀造成材料密度不均匀, 以及掺杂时因材料组分中浓度涨落造成浓度的不均匀, 以上两种不均匀微粒大小在与光波长可相比拟的范围内, 结果都产生折射率分布不均匀, 从而引起瑞利散射损耗。瑞利散射是固有的, 不能消除。但由于瑞利散射的损耗系数与光波长的四次方成反比, 随着工作波长的增加, 瑞利散射损耗会迅速降低。因此远距离的光纤通信常应用长波长段波长。掺杂 (如掺锗) 会对瑞利散射的增加有影响。

2.1.3 因结构不均匀的散射损耗

这种散射损耗是由于光纤结构的缺陷产生的。结构缺陷包括光纤芯子与包层交界面的不完整, 存在微小的凹凸缺陷, 以及芯径与包层直径的微小变化和沿纵轴方向形状的改变等, 他们将引起光的散射, 产生光纤传输模式散射性的损失。不断提高光纤的制造工艺, 采用现代化监测控制技术可以使结构不完善引起的散射损耗越来越小。现在的光纤制造工艺已经非常先进, 这种损耗已经做到0.02d B/km以下, 并可达到忽略不计的程度。

2.1.4 弯曲损耗

弯曲损耗是一种辐射损耗。它是由于光纤的弯曲所产生的损耗, 当光纤在集束成缆或在光纤、光缆的敷设、施工、接续中造成光纤的弯曲, 其弯曲的曲率半径小到一定程度时, 芯子内光射线不满足全反射条件, 使部分光功率由传输模式转为辐射模式而造成的损耗。弯曲的曲率半径越小造成的损耗越大。一般认为, 当光纤弯曲的曲率半径超过10cm时, 弯曲所造成的损耗可以忽略。因此, 在工程中必须要保证光缆和光纤在静态和动态时的弯曲曲率半径限值要求, 通常动态时的曲率半径限值要大于静态时的曲率半径限值, 这是为了确保在施工过程中不会发生光纤断裂损伤。

2.2 光纤的色散特性

所谓光纤的色散是指光纤所传输信号的不同模式或不同频率成分, 由于其传输速度的不同, 从而引起传输信号发生畸变的一种物理现象。简言之, 色散就是由于承载传输信号的不同模式或不同频率成分的光波传播速度不同, 经光纤传导到达同一终端的时间有先有后, 产生的群时延不同, 存在时延差, 这时延差就表示色散。对于光通信来说, 大多数光纤通信系统采用数字通信方式, 在这种通信系统中, 用数字脉冲信号去调制光载频, 因而, 在光纤中所传输的是一个个的光脉冲信号, 由于信号的各频率成分或各模式成分的传输速度不同, 当它在光纤中传输一段距离后, 将互相散开, 于是光脉冲被展宽, 严重时前后脉冲将互相重叠。这将形成码间干扰, 增加误码率, 使通信质量下降。为保证通信质量, 必须加大码间距离, 也就是减少单位时间的脉冲数量, 这就降低了通信容量。另一方面, 传输距离越长, 脉冲展宽越严重, 因而色散也就限制了光纤的一次传输距离。由此看来, 制造优质的、色散小的光纤, 对增加通信系统容量和加大传输距离是至关重要的。光纤的色散值是光纤的一个重要指标。

3 光纤通信传输应用展望

今天, 人们使用光纤系统承载数字电视、语音和数字是很普通的一件事, 在商用与工业领域, 光纤已成为地面传输标准。在军事和防御领域, 快速传递大量信息是大范围更新换代光纤计划的原动力。尽管光纤仍在初期发展阶段, 但总有一天光控飞行控制系统会用重量轻、直径小又使用安全的光缆取代线控飞行系统。光导纤维与卫星和其他广播媒体一起, 代表着在航空电子学、机器人学、武器系统、传感器、交通运输及其他高性能环境使用条件下的商用通信和专业应用的新的世界潮流。

摘要:光纤通信作为一门新兴技术, 其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的, 也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传输工具。本文作者针对光纤通信的传输特性及应用进行简单的探析。

关键词:光纤,通信,传输

参考文献

[1] 贾金岭.浅析基于DWDM的光纤通信技术及其发展趋势[J].电脑知识与技术, 2009, 33.

光纤传输范文第2篇

1. 光是一种电磁波。

可见光部分波长范围是:390-760nm(毫微米).大于760nm部分是红外光,小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是:850nm,1300nm,1550nm三种。

2.光的折射,反射和全反射。

因光在不同物质中的传播速度是不同的,所以光从一种物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且,折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时, 折射光会消失, 入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率),相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。

二.光纤结构及种类:

1.光纤结构:

光纤裸纤一般分为三层: 中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm),中 间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm),最外是加强用的树脂涂层。

2.数值孔径:

入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输,只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&TCORNING)。

3.光纤的种类:

A. 按光在光纤中的传输模式可分为: 单摸光纤和多模光纤。

多模光纤:中心玻璃芯教粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。

单模光纤:中心玻璃芯教细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但其色度色散起主要作用,这样单模 光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求, 即谱宽要窄,稳定性要好。

B.按最佳传输频率窗口分:常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。

常规型:光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上,如1300 μm。

色散位移型:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上,如:1300μm和1550μm。

C.按折射率分布情况分:突变型和渐变型光纤。

突变型:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低,模间色散高。适用于短途低速通讯,如:工控。但单模光纤由于模间色散很小,所以单模光纤都采用突变型。

渐变型光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小,可使高模光按正弦形式传播,这能减少模间色散,提高光纤带宽,增加传输距离,但成本较高,现在的多模光纤多为渐变型光纤。

4.常用光纤规格:

单模: 8/125μm,9/125μm ,10/125μm

多模: 50/125μm 欧洲标准,62.5/125μm 美国标准

工业,医疗和低速网络: 100/140μm, 200/230μm

塑料: 98/1000μm 用于汽车控制。

三.光纤制造与衰减:

1.光纤制造:

现在光纤制造方法主要有:管内CVD(化学汽相沉积)法,棒内CVD法,PCVD(等离子体化学汽相沉积)法和VAD(轴向汽相沉积)法.

2.光纤的衰减:

造成光纤衰减的主要因素有: 本征,弯曲,挤压,杂质,不均匀和对接等。 本征: 是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。

弯曲: 光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成的损耗。 挤压: 光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。

杂质: 光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光,造成的损失。

不均匀: 光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。

对接: 光纤对接时产生的损耗,如:不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm),端面与轴心不垂直,端面不平,对接心径不匹配和熔接质量差等。

四.光纤的优点:

1. 光纤的通频带很宽。理论可达30亿兆赫兹。

2. 无中继段长。几十到100多公里,铜线只有几百米。

3 不受电磁场和电磁辐射的影响。

4. 重量轻,体积小。例如:通2万1千话路的900对双绞线,其直径为3英寸,重量8 吨/KM。而通讯量为其十倍的光缆直径为0.5英寸,重量450P/KM。

5. 光纤通讯不带电,使用安全可用于易燃,易暴场所。

6. 使用环境温度范围宽。

光纤传输范文第3篇

摘要:光纤通信总线(以下简称“FC总线”)接口模块已广泛应用于航空多种通信网络环境中,为网络中各子系统之间的互联提供通信支持。因其使用环境复杂,功能电路种类繁多,在出现故障时往往难以分析和定位。该文对标准FC总线接口模块的工作原理进行了分析,完成了适用于多型FC总线接口模块的故障树建模,可对主要的故障模式进行迅速分析和定位排查,提升了产品的维修性和维修效率。

关键词:FC总线接口模块;故障树

1 介绍

FC总线具备高带宽、低延迟、高可靠等特性[1],能够满足当前网络环境中对带宽和数据传输实时性的较高要求,目前符合FC-AE-ASM协议的FC总线接口模块已作为FC网络的核心接口设备,广泛应用于航空产品的通信网络系统,为各子系统之间的互联提供通信支持[2]。随着FC网络作为主干网络在多种通信模式中加以应用,以及FC总线接口模块配套和使用数量的日益增加,FC网络通信出现故障的情况也日益增多。由于FC总线接口模块故障涉及供电电路故障、时钟电路故障、光电收发器故障等多种故障模式,故障分析及定位排查非常困难。本文选取自顶向下识别系统故障的故障树建模分析法[3],结合FC总线接口模块工作原理进行建模及分析,提供了一种通用的故障分析方法,提升了模块的维修性及故障排查定位的工作效率。

2 FC总线接口模块工作原理

标准的FC总线接口模块基于FPGA进行设计,以FPGA作为核心器件,在外围设计为产品供电的电源电路、提供通信频点的时钟电路,以及对外通信的FC通信接口和主机通信接口等功能电路,总体结构框图见图1。

FC总线接口常采用5V进行供电,通过电源电路的设计,将5V转换为模块内部所需的3.3V等DC/DC电源和为高速I/O管脚供电的线性电源,高速串行I/O对电源的品质有较高的要求,它需要良好的纹波特性,因此电源电路除了要求采用性能良好的电源模块以外,每路I/O都需要加一个指定的电容和磁珠。为了保证FC总线接口模块兼容不同网络的通信速率,在时钟电路中通过晶体振荡器来提供FC工作所需的212.5MHz时钟及40MHz的系统时钟。同时搭建存储电路,使用FLASH芯片作为FPGA底层应用和上层配置路由表信息的存储芯片。复位电路的存在则为了避免模块在上电过程出现不稳态,总线信号冲突等异常状况,通过设计外置上下拉电阻可以将复位信号保持为固定状态。FC总线的电信号通过光电收发器电路进行转换,通过高速直流耦合使串行链路达到最优化,适合于短距离高速数据通信。具体工作流程见图2。

3 通用故障树建模分析

FC总线接口模块在实际的应用环境中,存在多种因模块各功能电路失效导致的故障模式,从网络的系统层面来看,模块无法正常工作最终导致的故障即为FC通信失败,使用接口模块的子系统FC不上线。本文结合标准FC总线接口模块的功能电路设计及工作原理,选取最常见的FC不上线故障建立故障树,将其作为故障树分析的顶事件,建立针对此类故障的通用故障分析模型如下图3所示。

图3中列出的7种故障模式与顶事件的具体关系分析如下:

(1)电源电路存在异常,会导致模块无法正常启动或工作异常,最终导致FC不上线故障;

(2)时钟电路用以保证接口模块各时序电路、使用到时钟信号的相关器件的正常运行,若存在时钟电路故障,存在时钟信号频点异常等现象,则会导致功能电路运行故障,最终导致顶事件发生;

(3)复位电路故障,会导致FC节点启动异常、复位不受控、最终导致FC不上线的故障现象;

(4)FPGA作为模块的核心器件,提供多个高速I/O接口,它的失效将导致整个接口模块功能丧失;

(5)PCI-E链路作为与主机端通信的关键链路,若发生故障,就会导致主机访问出错,最终无法通信;

(6)存储电路用以存储FC配置信息和应用软件,当存储电路故障时,FPGA无法获取工作所需的必要信息,将会导致FC不上线故障的发生;

(7)光电收发器电路故障,会导致通信光纤不发光,FC通信链路工作异常,最终导致顶事件发生。

由上述分析可知,7种故障模式均可导致顶事件的发生,因此选择“与门”将各事件进行串联。在FC总线接口模块遇到故障时,只需按照通用故障树中A1-A7的事件顺序逐项进行分析排查,各分支事件的具体分析排查方法见表1。

按照图3中给出的FC总线接口模块的通用故障树及表1中的测试方法,在遇到故障时可快速开展分析排查工作,在分析时根据产品实际测量值与标准值的对比,再结合产品的原理分析,就可以快速完成FC总线接口模块的故障定位,有效节省了排故时间。

4 结束语

FC总线接口模块承担了系统数据交互的任务,其应用分布于飞机的各个区域,对其进行快速的故障分析和排查定位具有重要意义。本文提出了一种基于故障树的FC总线接口模块的故障分析方法,通过分析接口模块的使用场景,确认了故障树分析建模中的顶事件,并根据接口模块的结构和工作原理设计了通用的故障树,给出了通用故障树中各分支事件故障的具体分析方法,为FC接口模块各类故障的分析定位提供了理论指导,提升了产品的维修性和故障定位效率。

参考文献:

[1] 俞大磊,何立军,解文涛.FC统一光纤网络在综合化航电系统中的应用[J].电子技术,2016,45(5):77-79.

[2] 張青峰,葛晨,秦正运.航空数据总线技术分析与发展[J].电子技术与软件工程,2019(12):150-151.

[3] 郭强,王秋芳,刘树林,等.系统可靠性理论:模型、统计方法及应用[M].北京:国防工业出版社,2011.

【通联编辑:代影】

光纤传输范文第4篇

1.1 要求学生掌握利用光时域反射计(OTDR)对光纤进行衰减特性测量。

1.2 了解OTDR基本工作原理。

1.3 正确选择仪表的测试参数。

1.4 能够解释测试曲线的含义。

2 实验使用的仪表及器材

2.1 光时域反射计、光纤尾纤、光纤法兰、被测光纤等。

3 实验步骤

3.1 打开光时域反射计电源开关。

3.2将光纤尾纤插入仪表测试口中。尾纤另一端插入被测光纤端口法兰

3.3选择仪表测试波长,有两种测试波长可供选择1310nm和1550nm 。

3.4 根据被测光纤选择仪表折射率选项。实验一中给出,常用G.652单模光纤折射率约为

1.467

3.5 根据被测光纤的大概长度选择仪表的测试距离。测试仪表的测试距离选择一定要大于

被测光纤的长度,例如,测量一条2Km的光纤,选择仪表5Km的测试距离是正确的,如果选择仪表测试距离为40Km,测试以后被测光纤的线迹,将会集中在屏幕的左边,不利对线迹的分析观察。在实际的光纤测试工作中,往往不知道被测光纤的长度,这种情况下就要选择不同的测试距离多测几次,找出最佳的测试距离进行测量。

3.6 选择仪表发射光脉冲的宽度。发射光脉冲的宽度越窄,测试结果分辨率就越高,但是,

如果仪表选择的测试距离很长而又选择了很窄的测试光脉冲,远距离测量将会变得很困难,甚至失败,在这种情况下有些仪表会禁止该光脉冲选项,直到加宽光脉冲的选项到合适宽度以后测量才被允许。

3.7 上面几步仪表选项完成以后按下仪表上面的测试按钮开始测量。仪表向被测光纤发射

光脉冲并接收返回来的光进行处理,处理结果用一条线迹曲线显示在屏幕上,通过这条线迹,我们能够知道被测光纤的长度、被测光纤的总损耗、被测光纤的平均损耗、被测光纤某一段距离的平均损耗、某一熔接点(损耗过大点)的损耗值及距测试点的长度等信息。

4 实验报告要求

4.1 写出使用光时域反射计的体会

光纤传输范文第5篇

北京三安古德 电子围栏工程案例图

北京三安古德周界报警系统产品与重要建筑物内部报警系统的比较。

现在偷盗案件频繁发生。有的地方做了二级安全防盗如幕帘、门磁等系列产品。

二级防盗产品起到了当有入侵者非法进入会报警但对事发受害人并没有起到保护作用。而新一代一级周界入侵报警系统既报警又起到保护受害人作用。

例如:

1、二级安防产品门磁必须是贴在门上。当入侵者偷盗时是和受害着只有一门之隔。 当受害人知道有入侵者时已来不及做防范准备而收到伤害。

2、一级安防周界报警系统产品如知道光纤。当有入侵者非法入侵时。振动光纤系统就会报警并通过手机、电话、警灯提前告知人们做好对抗入侵者的准备。这样就会使受害者少受伤害

北京三安古德科技发展有限公司关于住宅小区别墅周界防范报警系统技术的选择

目前市面上拥有的周界报警技术主要有:红外对射报警、 微波墙式报警、电缆传感报警、光纤传感器周界报警、电子围栏报警、 周界智能视频监控等技术类型。

微波墙式报警、电缆传感报警及光纤传感器周界报警在目前小区周界防范报警方面属于非主流的应用,本文就从目前最常用三个周界防范报警(红外对射报警、周界视频监控、 电子围栏报警)技术进行分析,以帮助大家选择合适的周界防范报警 技术。 随着城市居住环境的不断改善,大量配套齐全环境优美的住宅小 区涌现,周界入侵报警系统的建设成为小区安防系统的重要一环. 不少地区管理部门对新建住宅小区的安防系统的建设标准做出了实施 指导意见。

也有部分地方政府发文,明确规定周界防范为新建小区交房前必须要验收的项目。

因此,小区建设周界安防技术的选择是摆在建设单位面前的一个问题,鉴于市场上多种技术并存的局面,我们得选择出合适的建设方案。

一、周界智能视频监控非主动性防范报警。 电子围栏图

智能型的视频移动侦测跟踪系统应用在周界报警,充分运用数字视频图像分析处理技术,对周界现场的监控图像画面进行数字化处理. 并对人的行为进行分析,是正常运动还是准备翻越周界,或在周界边上抛物或遗留货物等. 当确认入侵行为发生时, 启动系统进行报警和各种联动,图像直观地显现周界报警现场情况, 改变了传统周界非可视的状况。 视频监控系统具有可视化、自动跟踪 以及记录回放等显著优势,但缺点也比较明显,如在雾霾天气或夜晚 监控效果很差,存在监控死角、无法主动预警以及易老化损坏等。

传统的周界入侵报警设备

1、红外对射没有起阻拦作用的围栏,其功用主要限制于报警。 优点是成本低,施工容易;但易受地形条件的高低、曲折、转弯、折弯等环境限 制,防护等级较低,不适合恶劣气候,容易受高温、低温、强光、灰 尘、雨、雪、雾、霜等自然气候的影响,误报率高/

2、主动红外对射设备也是目前小区周界报警系统中使用量最多的产品。 当产生非法入侵时必定产生报警,但入侵行为已经产生,对人身 和财产安全都会造成较大威胁。

因此,传统小区为了防止非法的入侵和各种破坏活动,一般在小区的外围周界处除了设置主动红外对射报 系统外还设置一些(如铁栅栏、围墙上方的玻璃、铁丝等)屏蔽或 障碍物,安排人员加强巡逻。 主动红外对射探测器也经历了从分线制到总线制,从二束到四束,从固定频率到编码调频,技术已趋于成熟。

但是,由于红外对射探测器本身的技术缺陷,将其用于室外很容易受 到其它介质的影响而产生报警,如下雨、大雾、强风等自然环境都可 能导致报警,误报率极高。

在目前犯罪分子利用先进的科学技术,犯 罪手段更加复杂化、智能化的情况下,传统的防范手段已难以适应安全保卫工作的需要。 因此,安装应用先进的周界探测报警系统就成为一种必要措施。 新一代周界入侵报警系统的电子围栏技术就是其中 之一。

脉冲式电子围栏的共同特点是兼具威慑、阻档和报警三大功能, 张力式、平衡式电子围栏则兼具阻档和报警二大功能。

电子围栏的特 点是主动防范,环境适应性强,不受温度气候变化的影响,不受绿化、 树木和小动物等环境因素的影响。 也不受地形高低和曲折程度的限制。

脉冲电子围栏是一种阻挡报警并重的电子围栏。 兼具阻档、报 警和威慑三大功能,具较强的威慑力。

通常情况下外露的机械部分不带电,不会对人体造成直接或间接的伤害。当张力探测器探测到入侵 者强行闯入并发出报警时,系统即控制高压输出,入侵者有非常强烈的触电感。

能探测到钢丝绳上的攀爬、短路、松弛或断路信号并发出报警。报警定位准确,能区分是报警的是哪一个防区的哪一道钢丝绳。

优点是有较强的威慑力,若触发报警,仍想强行入侵,系统将回敬以 强烈的触电感受。

电子围栏的共同缺点是外观不够雅观,但是电子围栏的有效的防 范作用是有目共睹的

近来有一种现象,业主在入住前对小区电子围 的外观有反感,但在发生入室偷盗案件后。

小区业主要求安装兼 威慑、阻档和报警功能的电子围栏的愿望也很强烈。

当然了,任何一种周界报警形式都有其优点和缺点。

就高压脉冲式电子围栏而言,它特别适合用于一些重要场所和单位的周界防护,

如厂区、机场、仓库、高档别墅、高档住宅等大面积防备的区 域的外围等。

而红外对射则主要用在室内一些需求重点防御的场所, 能够对单独的小区单独布防,有它的灵敏性。

总之,就目前技术开 展来看,最平安的防盗措施是同时装置电子围栏和红外对射产品。

光纤周界安防技术研究现状及应用前景

一、 光纤周界安防技术研究现状

与电类传感器比较,光纤传感器应用于周界安防,

主 要有以下几个无法超越的优点:耐腐蚀、抗干扰、无源、监 测长度广、抗雷击电击、体积小、便于野外敷设。

而且能适用于各种恶劣自然环境,而且光纤本身不仅是传输通道还能 做传感器,更能够实施长距离探测。

干涉型光纤安防系统整个光路的组成为一个光纤环,耦合器把光分为2 束,分别沿相反方向传输,最后在耦合器内产生干涉。

当光纤受到外力作用时,返回的光信号相位将发生改变,在检测和解调后,可确定相位差。

由此可见,虽然灵敏度较高,但对慢变化振动产生的相位调制不明显,信噪比不能进一步提高,在实际应用中是一个难以克服的问题。

干涉型光纤安防系统

系统是在光相移检测器技术基础之上,相干光束在通 过耦合器之后被一分为二,分别在传感臂和参考臂内部进行传播,当有细微振动产生在信号臂上时,其内部的传播光波被施加了相位调制,光束之间被引入相位差。

在解调干涉光强度后,能够获取原始振动引发的相位调制信号。 不难得出,相位调制频率跟外力作用点的位置毫无关系。

在实际应用中,由于存在误差,信号臂的臂长不能和参考臂一模一 样,并且两个臂长还会随着环境的变化而发生改变,所以出 现的相位漂移的难题还无法解决,干涉输出的幅值会出现衰 落现象。 目前,FBG 传 感器已经广泛应用于应变、温度、压力、振动声波、速度加 速度和位移等物理量的测量,正是由于FBG 传感器应用范围 广、测量参数多,可以完美解决周界安防系统中多参量测量的难题,其已经成为光纤周界安防系统中最成功应用的传感器。

其工作原理为:当作用在FBG 上的参数发生改变时, 必然会导致有效折射率以及光纤光栅周期等自身参数改变,谐振波长随之产生改变,对波长的移动量进行测量就能直接 获取被测参数的改变。 FBG 的最大特点就是波长解码,它的传 感信号采用裤长调制方式,光源光功率的变化以及光纤耦合器导致的光损耗不会影响到其波长的变化。

主要特点可以概 括为:智能感知、分布式检测、监测多个参数、响应速度 快、可拓展性。

泄漏电缆图

二、光纤周界安防技术的运用前景

美国在“911”事件爆发后,率先加大了周界安防预警领域的研发力度,进而带动了世界各国。

主要是对军事基地、军用民用机场、石油天然气场站等要害部门加重投资金额,以期进一步提高周界安防预警系统效能。

据IMS 研究调 查报告指出,在世界市场中周界安防系统每年同比上升8%的 速度不断飙升。

尤其是在非洲、中东等天然气和石油的原产地,光纤类的安防应用产品需求量激增;

在东欧随着核电站数量的不断增加,用来防止恐怖主义袭击的周界安防类产品也存在较大市场;

在美洲则主要集中在对国防边界线等基础设施的应用上;

随着改革开放进入深水区,人民生活日益改善,国人 对安防需求量也越来越大,要求也层出不穷。

在《中国安防 行业“十一五”发展规划指导思想》中就明确指出,“十一 五”期间安防产业年增长率要达到20%以上。大多数专家也相继指出,我国安防市场的年需求量也将以超过20%而不断递增。 特别是在国境线的安全、通信光缆电缆保护、机场的安 检、油气储运等方面,周界安防产品还存在较大市场潜力。

三多种光纤周界安防系统的优缺点,对比分析了其自身存在的优缺点。

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