光纖通信及其在煤炭企業中的應用

    應用技術

    作者：王月茹

    [摘 要]通信聯絡係統與井下人員定位係統、監測監控係統、緊急避險係統、壓風自救係統以及供水施救係統被確立為煤炭企業“六大係統”，因此通信聯絡係統的運行是否可靠與穩定直接關係著煤炭企業應急搶險能力的強弱。近幾年，隨著科學技術的迅速發展，通信技術與煤炭生產要求達到的標準更高，加之國家煤礦安全監察局要求對六大係統進一步加強建設完善，進一步提高煤炭企業通信聯絡係統的穩定性，使煤炭企業實現現代化、信息化更上個台階，光纖通信、光纖環網通信及相關技術已被引入煤炭企業通信聯絡係統中。

    [關鍵詞]光纖通信 煤炭企業 穩定性

    中圖分類號：U285.16 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）30-0396-01

    1、引言

    光纖是一種利用光在玻璃或塑料製成的纖維中的全反射原理而達成的光傳導工具。前香港中文大學校長高錕和George A.Hockham首先提出光纖可以用於通信傳輸的設想。近幾年，光纖通信技術脫穎而出，已經成為現代通信的主要支柱之一，在現代電信網中起著舉足輕重的作用。光纖通信作為一門新興技術，其發展速度之快、應用麵之廣是通信史上罕見的，也是世界新技術革命的重要標誌和未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。

    2、光纖通信

    2.1 光纖

    光纖由纖芯、包層、塗敷層及外套組成，是一個多層介質結構的對稱圓柱體。纖芯的主體是二氧化矽，麵摻有微量的其它材料，用以提高材料的光折射率。纖芯外麵有包層，包層與纖芯有不同的光折射率， 纖芯的光折射率較高， 用以保證光信號主要在纖芯進行傳輸。 包層外麵是一層塗料，主要用來增加光纖的機械強度，以使光纖不受外來損害。光纖的最外層是外套，也是起保護作用的。

    光纖的兩個主要特征是損耗和色散。損耗是光信號在單位長度上的衰減或損耗，用db/km表示，該參數關係到光信號的傳輸距離，損耗越大，傳輸距離越短。光纖的色散是由光纖中傳輸的光信號的不同頻率成份或不同的模式分量以不同的速度傳播而產生的，光纖的色散現象對光纖通信極為不利，光纖數字通信傳輸的是一係列脈衝碼，光纖在傳輸中的脈衝展寬，導致了脈衝與脈衝相重疊現象，即產生了碼間幹擾，從而形成傳輸碼的失誤，造成差錯。為避免誤碼出現，就要拉長脈衝間距，導致傳輸速率降低，從而減少了通信容量。

    2.2 光纖通信的原理

    光纖通信的原理是：在發送端首先把要傳送的語音信號變成電信號，然後調製到激光器發出的激光束上，使光的強度隨電信號的幅度變化而變化，並通過光纖發送出去。在接收端，檢測器收到光信號後把它變換成電信號，經解調後恢複原信息。

    2.3 光纖通信的特點

    （1）頻帶極寬，通信容量大。光纖比銅線或電纜有更大的傳輸帶寬。對於單波長光纖通信係統，由於終端設備的電子瓶頸效應而不能發揮光纖帶寬大的優勢。通常采用各種複雜技術來增加傳輸的容量，特別是現在的密集波分複用技術極大地增加了光纖的傳輸容量。目前，單波長光纖通信係統的傳輸速率一般在2.5Gbps。

    （2）損耗低，中繼距離長。目前，商品石英光纖損耗可低於0—20dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸介質的損耗都低。這意味著通過光纖通信係統可以跨越更大的無中繼距離；對於長途傳輸線路，由於中繼站數目的減少，係統成本和複雜性可大大降低。

    （3）抗電磁幹擾能力強。光纖原材料是由石英製成的絕緣體材料，不易被腐蝕，而且絕緣性好。與之相聯係的一個重要特性是光波導對電磁幹擾的免疫力，它不受自然界中雷電、電離層變化的幹擾，也不受人為釋放的電磁幹擾，還可用它與高電壓輸電線平行架設。這一點對於強電領域的通信係統特別有利。