要減少數(shù)據(jù)傳輸時間在整個系統(tǒng)處理時間指標中所占的比重,要求數(shù)據(jù)傳輸率應(yīng)不小于E1(2.048Mb/s) 速率,同時要求通信鏈路安全、可靠。通過對各種數(shù)據(jù)通信技術(shù)的分析,發(fā)現(xiàn)光線鏈路是最符合要求的。
1.銅介質(zhì)數(shù)據(jù)鏈路分析
由于同時要求較高的數(shù)據(jù)傳輸率及較長的通信距離,在銅介質(zhì)鏈路中不進行編碼和調(diào)制很難滿足指標要求,但是高速調(diào)制解調(diào)器不僅價格昂貴,而且雙方握手過程費時,在要求隨機實時傳輸數(shù)據(jù)的場會顯然不適用。
最重要的是,傳統(tǒng)的銅介質(zhì)鏈路既產(chǎn)生電磁干擾信號,又容易受電磁干擾的影響,而且不易滿足EMC(電磁兼容)和EMI(電磁干擾)標準的要求。
2.光纖鏈路的分析
在人們的傳統(tǒng)印象中,光纖應(yīng)用于短距離通信是不經(jīng)濟的,但是它有著銅介質(zhì)鍵路不可比擬的優(yōu)點:①光纖鏈路既不發(fā)射電磁波,也不受其影響,光纖之間沒有干 擾,誤碼率大大降低。設(shè)計人員不用考慮可能耦合進來的環(huán)境噪聲;②光纖提供了通信鏈路雙方之間的電氣隔離,消除了長距離設(shè)備之間由于地電位不同引起的問 題。同時設(shè)計人員再也不用為阻抗匹配而頭疼了;③光纖發(fā)射器可采用數(shù)字調(diào)制驅(qū)動電路。數(shù)字基帶信號只要經(jīng)過簡單的線路編碼,即可直接驅(qū)動光纖發(fā)射器。
現(xiàn)在,光纖器件價格與以前相比已經(jīng)大幅下降,而今后隨著鋼纜價格的上升及光纖器件價格的進一步下降,人 們選擇光纖時將不再首先考慮價格因素。因此,我們綜合考慮速率與距離指標,選擇合適類型的光纖、收發(fā)器及其驅(qū)動電路,可以獲得高性能價格比的光纖通信鍵 路。
3.光纖通信器件的選擇
一個基本的光纖通信系統(tǒng)非常簡單:一個LED發(fā)射器將電信號轉(zhuǎn)變成光信號,并將之耦會進入傳輸光纖中,光信號通過光纖到達光接收器,它把接收到的光信號恢復(fù)成原來的電信號輸出。
光纜的選擇
一般,石英玻璃光纖由于其低損耗、高帶寬而用于長距離通信鏈路,例如,以太網(wǎng)和FDDI標準指定采用多模 62.5/125μm石英玻璃光纖。這些細纖芯的光纖需要高精度連接器以減少耦合損耗,對于工業(yè)應(yīng)用,需要低成本的光纜和連接器。因此,1mm的 POF(Plymer OpTIcal Fibers)和200μm的HCS(Hard Clad Silica)光纖是最好選擇,它們均屬于階躍折射率的多模光纖。
1mm POF的典型損耗值在650nm波長時為0.2dB/m,而200μm HCS光纖在650mm波長典型損耗值僅為8dB/km,在820nm波長時更少。HCS光纖的核心是石英玻璃,包層是專*的高強度聚合物,不僅增加了光 纖的強度,而且防潮防污染,外護套則是2.2mm的聚氯乙烯。HCS光纖可工作于一40℃~+85℃的溫度范圍內(nèi),架設(shè)溫度范圍為一20℃一+85℃,在 性能與價格上均滿足系統(tǒng)要求。
工作波長的選擇
光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計必須考慮光纖損耗與色散對系統(tǒng)帶來的影響,由于損耗和色散都與系統(tǒng)的工作波長有關(guān),因此工作波長的選擇成為系統(tǒng)設(shè)計的一個主要問題。
綜合考慮系統(tǒng)的指標要求與選定的光纖,選擇820nm波長可使HCS光纖損耗低至6dB/km,同時色散也達到最小。
光源的選擇
在820m波長下,LED是可以選用的最佳光源,與半導(dǎo)體激光器相比,LED的驅(qū)動電路簡單,且成本低。
[$page] 4.一種實用的光纖LED驅(qū)動電路
光纖雙工通信系統(tǒng)其中驅(qū)動電路的作用是將電功率轉(zhuǎn)換成光功率,并將要傳輸?shù)碾娦盘栒{(diào)制到光源的輸出上,它對光源同時提供偏置電流和隨數(shù)字信號而變化的調(diào)制電流。
設(shè)計LED驅(qū)動電路必須首先考慮驅(qū)動LED的電流峰值,如果超過了峰值驅(qū)動電流光信號將會產(chǎn)的過沖現(xiàn)象。而由此在接收器引起的電信號的下沖,加上來自放大 器噪聲的影響,結(jié)果可能會越過比較器的檢測門限,造成誤碼。同時LED有一個熄滅比點亮困難的特點,它會產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象,當采用串行驅(qū)動電路時這種現(xiàn)象尤其 明顯。而并聯(lián)驅(qū)動方式可以為LED中的載流子提供一條低阻通道,從而減少脈寬失真和慢拖尾現(xiàn)象。