繼上期介紹到光纖的架構(gòu)與應(yīng)用發(fā)展(《光纖布建技術(shù)初探(上)》)，本期將從光纖訊號傳輸設(shè)備，以及光纖本身材質(zhì)兩方面進一步為大家介紹光纖傳輸設(shè)備的型態(tài)與施作要點。希望透過本文，可以在某些問題與應(yīng)用上啟發(fā)并幫助工程商朋友，更好的進行光纖布建工作。

　　訊號傳輸設(shè)備分類介紹

　　目前光纖在安全監(jiān)控領(lǐng)域的主要訊號傳輸設(shè)備，首要就屬影像光電轉(zhuǎn)換器。其基本的工作原理就是將影像訊號轉(zhuǎn)為光訊號，利用光纖傳輸后再轉(zhuǎn)回為原始的影像訊號。有些產(chǎn)品除了影像訊號之外，還能利用同一條光纖傳輸聲音或控制訊號，或同時傳輸多路訊號，提供許多方便的選擇。

　　由于國內(nèi)光纖相關(guān)產(chǎn)品的起步較晚，所以現(xiàn)今臺灣的影像光電轉(zhuǎn)換器市場還是以國外廠牌為主。國外的產(chǎn)品質(zhì)量相對穩(wěn)定，不過價格也居高不下。

　　由于臺灣許多光纖應(yīng)用的案子都是屬于標(biāo)案性質(zhì)，規(guī)格特殊，需求量也不定，所以國外廠商常常無法實時滿足業(yè)主的需求，也不太可能爭取到具有競爭力的價格，再加上對于光纖工程的不了解，常常碰到安裝與使用上的困難。

　　光電轉(zhuǎn)換器分類

　　影像光電轉(zhuǎn)換器可依不同光訊號的調(diào)變方法，大致分為以下三類。

　　1、基帶調(diào)變

　　將原始的電訊號直接轉(zhuǎn)換成光訊號，保留原有的波形。原本的訊號表現(xiàn)在電壓的變化上，轉(zhuǎn)換后則表現(xiàn)在光功率的變化上。這種方式最直接，技術(shù)上也相對簡單，不過，這樣的調(diào)變方式直接考驗著光電組件與調(diào)變解調(diào)電路的線性度，只要轉(zhuǎn)換不是完全線性，多少都會造成失真。

　　訊號經(jīng)傳輸必定衰減，其振幅也隨之改變，因此，接收器端多設(shè)計有增益控制電路，藉以補償衰減的訊號振幅。另外，基帶訊號本身不耐傳輸，對失真及干擾的容忍度低，同時也不能整合多路訊號傳輸。市售許多只支持一路影像訊號的平價光電影像轉(zhuǎn)換器都屬于這一類，但若要應(yīng)用在專業(yè)監(jiān)控領(lǐng)域，業(yè)者則必須特別注意其是否符合需求。

　　2、頻率調(diào)變

　　如同F(xiàn)M廣播的調(diào)變方式，將原本以「振幅變化」描述的訊號，轉(zhuǎn)換為以「頻率變化」描述的訊號，再將調(diào)變后的電訊號轉(zhuǎn)為光訊號傳輸，之后再以相反的過程解調(diào)變成原始的訊號。

　　經(jīng)由頻率調(diào)變之后，實際訊號的頻率會增加，但對于可接受高速調(diào)變的光組件來說不成問題。由于頻率成分在傳輸過程中不易變化，因此FM訊號也較能避免傳輸過程中產(chǎn)生的失真。

　　頻率調(diào)變的另一好處是，可以將不同訊號調(diào)變至不同載波頻率上，以實現(xiàn)訊號的多任務(wù)傳輸;但是，除了成本增加之外，頻率調(diào)變?nèi)杂蓄l率調(diào)整的問題，如果發(fā)射機和接收機頻率不能搭配，系統(tǒng)即無法工作。而且，如果多任務(wù)的頻道數(shù)目增加，整個電路的復(fù)雜度將大幅增加，當(dāng)然也會反應(yīng)在成本上。

　　3、數(shù)位調(diào)變

　　這是一種最近出現(xiàn)較先進的通訊方式，但是整個過程也比較復(fù)雜。原始訊號經(jīng)過取樣、編碼等過程，變成數(shù)字訊號之后，再透過光纖傳輸，最后再由數(shù)字模擬傳換器轉(zhuǎn)回原始的訊號。

　　數(shù)字訊號最大的好處是，可以容忍極大的失真和干擾，原本評斷模擬通訊系統(tǒng)的指針(如訊號噪聲比、波形失真等)都變得不再重要，只要能控制好誤碼率(bit-error rate)，就可讓訊號經(jīng)由長距離的傳輸之后，仍然維持完全一樣的訊號質(zhì)量。

　　另外，使用數(shù)字傳輸?shù)募夹g(shù)時，訊號的多任務(wù)也相對容易，不需因為頻道數(shù)的增加而大幅變更硬件的架構(gòu)，也不會增加許多需要人為調(diào)整的工作，對于系統(tǒng)整體成本的控制有很大的幫助。

　　光纖設(shè)備建置施工要點

　　上期已介紹過光纖傳輸系統(tǒng)在工程施作上需注意的管道布線問題，本期則針對「設(shè)備」部分進行說明。

　　1.所有光電轉(zhuǎn)換器必須注意供電設(shè)備的電壓及電流量的足夠與否，若電壓與電流不足經(jīng)常會產(chǎn)生傳輸訊號有光訊號但卻無法接收訊號的情況發(fā)生。

　　2.光電轉(zhuǎn)換器必須注意散熱及排列空間問題，很多時候光電轉(zhuǎn)換器會因過熱而產(chǎn)生訊號傳送中斷的情況。

　　3.光電轉(zhuǎn)換設(shè)備盡量要在較高的位置，設(shè)備接頭要避面在空調(diào)出口，以免經(jīng)常產(chǎn)生臟污情況。

　　4.設(shè)備應(yīng)避開變壓器等容易產(chǎn)生熱源的部份，以免造成光纖接續(xù)端子損壞。

　　光纖電纜介紹

　　光纖優(yōu)點眾多，如：帶寬大、通訊量大，低損耗、屏蔽電磁輻射、重量輕、安全性高、隱密性高等。它可以像一般用的銅纜、電纜、雙絞線，傳送音頻、警報、計算機數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)，唯獨與一般傳輸不同的是，光纖所傳送的訊號是光訊號而不是電訊號。

　　目前在國內(nèi)真正可自制光纖的光纖廠還不多，多半的國內(nèi)光纖生產(chǎn)商都是由國外買進光纖后，在國內(nèi)工廠自行封管加工制成光纜。光纖裸纖的構(gòu)成主要分為三層，由內(nèi)至外分別是：

　　· 中心：高折射率玻璃芯(芯徑多為單模9μm，多模50或62.5μm);

　　· 夾層：低折射率硅玻璃包層(直徑為125μm);

　　· 外層：加強用樹脂涂層(直徑為250μm)。

　　光纖型態(tài)

　　單模態(tài)光纖VS.多模態(tài)光纖

　　依光波長在光纖中的傳輸模式分類。多模態(tài)光纖的中心玻璃芯(纖核)較粗(50或62.5μm)，外層纖殼為125μm，可傳輸多種模代的光波長。但其模間色散較大，限制了傳輸訊號的頻率，隨著距離的增加會更嚴(yán)重。例如：600MB/KM的光纖在2KM時，則只有300MB的帶寬。因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾公里的距離。

　　單模態(tài)光纖的中心玻璃芯較細(xì)(纖核一般為9-10μm)，只能傳一種模式的光。因此其模間色散小，適用于遠距離通訊，但其色度色散起了主要作用，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。一般監(jiān)控項目多使用單模光纖傳輸。

　　常規(guī)型單模光纖VS.色散位移型單模光纖

　　按最佳傳輸頻率窗口區(qū)分。常規(guī)型單模光纖即是光纖生產(chǎn)廠將光纖傳輸頻率優(yōu)化在單一波長的光上，如1300μm。色散位移型單模光纖則是光纖生產(chǎn)廠將光纖傳輸頻率最佳兩個波長的光上，如1300μm和1550μm。

　　光纖≠光纜!

　　「光纖」與「光纜」這兩個名詞經(jīng)常被混淆，光纖是一種將訊號從A端傳送到B端的傳輸媒介，材質(zhì)是高純度玻璃或是塑料纖維，作為讓光訊號通過的傳輸媒介。光纜中心主要是由光導(dǎo)纖維(以二氧化硅抽絲而成的玻璃絲)和塑料保護套管及塑料外皮組成，光纜內(nèi)基本上只含微量的金屬，所以大多無回收價值。

　　光纖在使用前必須經(jīng)過幾層的保護結(jié)構(gòu)包覆，而包覆后的纜線即稱之為「光纜」。光纖外層的保護結(jié)構(gòu)可以防止周遭環(huán)境對于光纖纜線的傷害，例如：水、火、電擊等。

　　光纜則是將光纖集結(jié)成束后加上防水、被覆以及支撐介質(zhì)，已達到維持原有光纖的傳輸特性，使其纜線利于施工，更可達到保護光纖的功能，光纜的組成大致為：光纖(中心)、緩沖層(膏狀)及被覆(最外層)。