基于光纤通讯的SCADA系统

一、光纤网络概述

光纤即为光导纤维的简称。光纤通讯是以光波为载频，以光导纤维为传输媒介的一种通信方式。光纤通讯之所以能发展快，是由于它具有以下优点：

1． 传输频带宽、通讯容量大。

由于光纤通讯的载波频率（5Hz～10MHz）为一般电通讯的1000-10000倍，所以它的通讯容量约可增加1000-10000倍。

2． 信号损耗低。

目前的实用光纤均采用纯净度很高的石英（SiO2）材料，在光波长为1550nm附近，衰减可降至0.2dB/Km,已接近理论极限。因此，它的中继距离可以很远。

3． 不受电磁波干扰。

因为光纤为非金属的介质材料，因此它不受电磁波的干扰。

4． 线径细、重量轻。

由于光纤的直径很小，只有0.1mm左右，因此制成光缆后，直径要比电缆细，而且重量也轻。

5． 资源丰富。

光纤通讯除了上述优点之外，还有抗化学腐蚀等特点。当然，光纤本身也有缺点， 如光纤质地脆、机械强度低；要求比较好的切断、连接技术；分路、耦合比较麻烦等。

二、 光纤和光缆

1． 光纤的分类

① 按照传输模式来划分：

光纤中传播的模式就是光纤中存在的电磁场场形，或者说是光场场形（HE）。各种场形都是光波导中经过多次的反射和干涉的结果。各种模式是不连续的离散的。由于驻波才能在光纤中稳定的存在。它的存在反映在光纤横截面上就是各种形状的光场，即各种光斑。若是一个光斑，我们称这种光纤为单模光纤，若为两个以上光斑，我们称之为多模光纤。

◆ 单模光纤(Single-Mode) 由于单模光纤只传输主模，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免了模式色散，使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用于大容量，长距离的光纤通讯。单模光纤使用的光波长为1310nm或1550nm。 如图1 单模光纤光线轨迹图。

◆ 多模光纤(Multi-Mode) 在一定的工作波长下（850nm/1300nm）,有多个模式在光纤中传输，这种光纤称之为多模光纤。由于色散或像差，因此，这种光纤的传输性能较差，频带比较窄，传输容量也比较小，距离比较短。如图1 多模光纤光线轨迹图。

图1 单模/多模光纤光线轨迹图

② 按照纤芯直径来划分：

◆ 50/125（μm）缓变型多模光纤
◆ 62.5/125（μm）缓变增强型多模光纤
◆ 8.3/125(μm) 缓变型单模光纤

备注：

1．50/62.5/8.3μm 均为光纤的光芯直径数，125μm均为光纤玻璃包层的直径数。

2． 光缆： 点对点光纤传输系统是通过光缆进行连接。光缆可包含1根光纤（有时称单纤）或2根光纤（有时称双纤），或者甚至更多（48纤、1000纤）。

图2 光缆结构示意图

3． 光纤辅助器件：

◆ 光纤配线架 (Housing) 用于室内光纤网络配线系统。
◆ 光纤活动连接器 (Connector) 用于各类光纤设备（如光端机等）与光纤之间的连接。（ST-FC-SC） ◆ 光纤适配器和衰减器 (Adaptor and Attenuator) 光纤适配器用于各类光纤设备与光纤连接方式的转换。 光纤衰减器用于对输入光功率的衰减，避免了由于输入光功率超强而使光接收机产生的失真。
◆ 光分路器 (Coupler) 适用于将一根光纤信号分解为多路光信号输出（如：计算机网络、CATV系统）。
◆ 光波分复用器 (WDM) 用于光路中不同波长的光的分离或混合。

三、 光纤和附件的价格