-
-
手机阅读
一、光纤网络概述
光纤即为光导纤维简称。光纤通讯是以光波为载频，以光导纤维为传输媒介一种通信方式。光纤通讯之能发展快，是它具有以下优点：
1． 传输频带宽、通讯容量大。
光纤通讯载波频率（5Hz～10MHz）为一般电通讯1000-10000倍，它通讯容量约可增加1000-10000倍。
2． 信号损耗低。
目前实用光纤均采用纯净度很高石英（SiO2）材料，光波长为1550nm附近，衰减可降至0.2dB/Km,已接近理论极限。，它中继距离可以很远。
3． 不受电磁波干扰。
光纤为非金属介质材料，它不受电磁波干扰。
4． 线径细、重量轻。
光纤直径很小，0.1mm左右，制成光缆后，直径要比电缆细，重量也轻。
5． 资源丰富。
光纤通讯上述优点之外，还有抗化学腐蚀等特点。当然，光纤本身也有缺点， 如光纤质脆、机械强度低；要求比较好切断、连接技术；分路、耦合比较麻烦等。
二、 光纤和光缆
1． 光纤分类
① 传输模式来划分：
光纤中传播模式就是光纤中存电磁场场形，说是光场场形（HE）。各种场形都是光波导中多次反射和干涉结果。各种模式是不连续离散。驻波才能光纤中稳定存。它存反映光纤横截面上就是各种形状光场，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) 单模光纤只传输主模，也就是说光线只沿光纤内芯进行传输。完全避免了模式色散，使单模光纤传输频带很宽，适用于大容量，长距离光纤通讯。单模光纤使用光波长为1310nm或1550nm。 如图1 单模光纤光线轨迹图。
◆ 多模光纤(Multi-Mode) 一定工作波长下（850nm/1300nm）,有多个模式光纤中传输，这种光纤称之为多模光纤。色散或像差，，这种光纤传输性能较差，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。
1． 传输频带宽、通讯容量大。
光纤通讯载波频率（5Hz～10MHz）为一般电通讯1000-10000倍，它通讯容量约可增加1000-10000倍。
2． 信号损耗低。
目前实用光纤均采用纯净度很高石英（SiO2）材料，光波长为1550nm附近，衰减可降至0.2dB/Km,已接近理论极限。，它中继距离可以很远。
3． 不受电磁波干扰。
光纤为非金属介质材料，它不受电磁波干扰。
4． 线径细、重量轻。
光纤直径很小，0.1mm左右，制成光缆后，直径要比电缆细，重量也轻。
5． 资源丰富。
光纤通讯上述优点之外，还有抗化学腐蚀等特点。当然，光纤本身也有缺点， 如光纤质脆、机械强度低；要求比较好切断、连接技术；分路、耦合比较麻烦等。
二、 光纤和光缆
1． 光纤分类
① 传输模式来划分：
光纤中传播模式就是光纤中存电磁场场形，说是光场场形（HE）。各种场形都是光波导中多次反射和干涉结果。各种模式是不连续离散。驻波才能光纤中稳定存。它存反映光纤横截面上就是各种形状光场，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) 单模光纤只传输主模，也就是说光线只沿光纤内芯进行传输。完全避免了模式色散，使单模光纤传输频带很宽，适用于大容量，长距离光纤通讯。单模光纤使用光波长为1310nm或1550nm。 如图1 单模光纤光线轨迹图。
◆ 多模光纤(Multi-Mode) 一定工作波长下（850nm/1300nm）,有多个模式光纤中传输，这种光纤称之为多模光纤。色散或像差，，这种光纤传输性能较差，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 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 均为光纤光芯直径数，125μm均为光纤玻璃包层直径数。
2． 光缆： 点对点光纤传输系统是光缆进行连接。光缆可包含1根光纤（称单纤）或2根光纤（称双纤），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转换。 光纤衰减器用于对输入光功率衰减，避免了输入光功率超强而使光接收机产生失真。
◆ 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光分离或混合。
三、 光纤和附件价格
100M多模光纤收发器 | 台 | 720.0 | 优惠电询/面议 | |
F05002 | 100M多模光纤收发器外制电源 | 台 | 540.0 | |
F05003 | 10M/100M多模光纤收发器 | 台 | 540.0 | |
F05101 | 20公里100M单模光纤收发器 | 台 | 840.0 | |
F05102 | 40公里100M单模光纤收发器 | 台 | 960.0 | |
F05103 | 60公里100M单模光纤收发器 | 台 | 1200.0 | |
F05104 | 100公里100M单模光纤收发器 | 台 | 2940.0 | |
F05105 | 20公里10M/100M单模光纤收发器 | 台 | 840.0 | |
F05106 | 40公里10/100M单模光纤收发器 | 台 | 960.0 | |
F05107 | 60公里10/100M单模光纤收发器 | 台 | 1200.0 | |
F05108 | 100公里10/100M单模光纤收发器 | 台 | 2940.0 | |
F05109 | 20公里1000M单模光纤收发器 | 台 | 3600.0 | |
F05110 | 40公里1000M单模光纤收发器 | 台 | 5400.0 | |
F05111 | 60公里1000M单模光纤收发器 | 台 | 10200.0 | |
F05004 | 0.5公里10M/100M/1000M多模光纤收发器 | 台 | 3900.0 | |
F05201 | 14槽光电收发器机柜 | 台 | 2580.0 | |
F05202 | 16槽光电收发器机柜 | 台 | 2880.0 | |
F05301 | 100M多模光纤收发器模块 | 块 | 510.0 | |
F05302 | 10M/100M多模光纤收发器模块 | 块 | 510.0 | |
F05303 | 25公里100M单模光纤收发器模块 | 块 | 840.0 | |
F05304 | 25公里10M/100M单模光纤收发器模块 | 块 | 840.0 | |
F05305 | 10M/100M多模光纤网卡 | 个 | 800.0 | |
F05306 | 1000M多模光纤网卡 | 个 | 1700.0 |
现光纤价格也5元—8元／芯/米之间。
四、 优点与缺带
优点：通讯速度快，无运行费用，抗干扰能力强，维护费用低。
缺点：安装繁琐（对安装位置要求较严格），投资费用高
五、 GPRS通讯
GPRS通讯属于无线传输通讯，他需要借助于运营商通讯网络，这几年发展较快，技术比较成熟。
优点：安装简单方便，抗干扰能力强，维护费用低。
缺点：通讯速度慢，有运行费用成本。
4.2、通讯系统
通讯是整个热网控制系统联络枢纽，各个热力站、热源、管道监控节点和泵站通讯系统形成一个统一整体。实现运行数据集中监测、控制、调度，必须建立连接所有监控点通讯网络。
网络技术飞速发展，各种虚拟宽带技术已经越来越成熟，从最初ISDN到ADSL、VPN（虚拟专用网）、VPDN（虚拟拨号专用网），可供用户选择空间越来越大。硕人STEC-350控制系统正是看到宽带技术迅速发展对传统控制通讯方式（RS485，光纤）带来冲击，基于最新宽带技术开发一款控制设备，STEC-350可以不需要任何附属硬件设备即可直接支持PTSN（公用电话网）、VPDN、ADSL、工业以太网（TCP/IP）。当各种电信运营商提供服务和价格，业主应实用性、经济性原则做出比较分析，下面我们提供四种主要通讯方案以供参考：
4.2.1 电话拨号
即每个热力站申请一条专用普通电话线即可，监控中心需要适当申请2-5条电话线。该种方式实施最为简单，投资最低，运行费用低，通讯线路非常可靠，几乎不会出现线路故障，但实时性较差，10几个热力站站通常30分钟左右可以保证轮巡一遍，同时热力站有故障报警时必须立刻传到监控中心，监控中心也可以发送控制指令直接控制某个热力站运行参数。这种通讯方式热力监控系统中运用非常普遍，主热力管网本身就是一个惯性很大系统，对实时性要求并不高，现场控制器又可以每隔5分钟保存一个历史数据，并通讯时一次传到监控中心，通讯速度目前一般采用56Kbps。普通电话拨号是一种最为经济、有效通讯方案。
4.2.2 ADSL宽带通讯
ADSL是这两年电信运营商推广力度最大一种通讯解决方案，主要面向个人或企业用户实现家里高速上网要求，其通讯速度可以达到512K或1M，完全可以达到实时线系统要求，其障碍关键运行费用，各收费价格差异很大。企业用户而言，一条ADSL不限时包月费用200-2000元不等。众多热力站来说，每个热力站申请一条ADSL，监控中心必须申请一条固定IP址ADSL（2000元/月）。2003年我公司共有3个热网监控系统采用了ADSL，均取了非常满意效果，采用Internet通讯技术，数据通讯安全性需要考虑，附加好处时，任何能上网方原则上都可以访问监控中心，对远程访问、远程维护非常有利。
4.2.3 GPRS移动通讯
手机日益普及，移动通讯网络已经覆盖几乎所有区，GPRS作为第2.5代通讯技术，其数据通讯能力较强，通讯带宽可以达到与普通电话拨号调制解调器相当速度，即30Kbps左右，完全能够满足一般数据通讯速度要求。采用GPRS通讯，通常有两种实施方案。
方案一：移动虚拟网
Ø 监控中心：采用一个与计算机连接GPRS调制解调器，实现监控中心与Internet网络连接。
Ø 各换热站：采用一个GPRS通讯模块，移动通讯网络建立Internet网络连接。
方案二：Internet接入
Ø 监控中心：申请一路2M宽带专线Intenrnet接入，并要求提供固定IP址，用户可以提供对外网络发布功能。
Ø 各换热站：采用一个GPRS通讯模块，换热站内控制器一个GPRS模块实现与Internet连接。
4.2.4 电话虚拟网络
该种通讯方式仍然是采用普通电话拨号网络，但要求保证一直线，一些大型企业来说比较适合，即企业内部拨号是免费，热力站非常分散，但要看电信运营商是否愿意提供这种服务，将所有热力站电话号码绑定一个虚拟内部网络内，只需要拨后4位或5位电话号码即可，并采用固定包月收费模式，这样监控中心申请与热力站数量相同电话线路，拨通每个热力站电话并永远不挂断，保证通讯实时性。该种方案具体实施较为复杂，主和电信商谈判问题，有些热力公司和电信商关系较好方，也有不少采用这种方式。该种方式主要适合于大型厂矿企业内部供热系统，如油田、煤矿企业等。
4.2.5 技术经济比较
综合技术性能比较一览表
四、 优点与缺带
优点：通讯速度快，无运行费用，抗干扰能力强，维护费用低。
缺点：安装繁琐（对安装位置要求较严格），投资费用高
五、 GPRS通讯
GPRS通讯属于无线传输通讯，他需要借助于运营商通讯网络，这几年发展较快，技术比较成熟。
优点：安装简单方便，抗干扰能力强，维护费用低。
缺点：通讯速度慢，有运行费用成本。
4.2、通讯系统
通讯是整个热网控制系统联络枢纽，各个热力站、热源、管道监控节点和泵站通讯系统形成一个统一整体。实现运行数据集中监测、控制、调度，必须建立连接所有监控点通讯网络。
网络技术飞速发展，各种虚拟宽带技术已经越来越成熟，从最初ISDN到ADSL、VPN（虚拟专用网）、VPDN（虚拟拨号专用网），可供用户选择空间越来越大。硕人STEC-350控制系统正是看到宽带技术迅速发展对传统控制通讯方式（RS485，光纤）带来冲击，基于最新宽带技术开发一款控制设备，STEC-350可以不需要任何附属硬件设备即可直接支持PTSN（公用电话网）、VPDN、ADSL、工业以太网（TCP/IP）。当各种电信运营商提供服务和价格，业主应实用性、经济性原则做出比较分析，下面我们提供四种主要通讯方案以供参考：
4.2.1 电话拨号
即每个热力站申请一条专用普通电话线即可，监控中心需要适当申请2-5条电话线。该种方式实施最为简单，投资最低，运行费用低，通讯线路非常可靠，几乎不会出现线路故障，但实时性较差，10几个热力站站通常30分钟左右可以保证轮巡一遍，同时热力站有故障报警时必须立刻传到监控中心，监控中心也可以发送控制指令直接控制某个热力站运行参数。这种通讯方式热力监控系统中运用非常普遍，主热力管网本身就是一个惯性很大系统，对实时性要求并不高，现场控制器又可以每隔5分钟保存一个历史数据，并通讯时一次传到监控中心，通讯速度目前一般采用56Kbps。普通电话拨号是一种最为经济、有效通讯方案。
4.2.2 ADSL宽带通讯
ADSL是这两年电信运营商推广力度最大一种通讯解决方案，主要面向个人或企业用户实现家里高速上网要求，其通讯速度可以达到512K或1M，完全可以达到实时线系统要求，其障碍关键运行费用，各收费价格差异很大。企业用户而言，一条ADSL不限时包月费用200-2000元不等。众多热力站来说，每个热力站申请一条ADSL，监控中心必须申请一条固定IP址ADSL（2000元/月）。2003年我公司共有3个热网监控系统采用了ADSL，均取了非常满意效果，采用Internet通讯技术，数据通讯安全性需要考虑，附加好处时，任何能上网方原则上都可以访问监控中心，对远程访问、远程维护非常有利。
4.2.3 GPRS移动通讯
手机日益普及，移动通讯网络已经覆盖几乎所有区，GPRS作为第2.5代通讯技术，其数据通讯能力较强，通讯带宽可以达到与普通电话拨号调制解调器相当速度，即30Kbps左右，完全能够满足一般数据通讯速度要求。采用GPRS通讯，通常有两种实施方案。
方案一：移动虚拟网
Ø 监控中心：采用一个与计算机连接GPRS调制解调器，实现监控中心与Internet网络连接。
Ø 各换热站：采用一个GPRS通讯模块，移动通讯网络建立Internet网络连接。
方案二：Internet接入
Ø 监控中心：申请一路2M宽带专线Intenrnet接入，并要求提供固定IP址，用户可以提供对外网络发布功能。
Ø 各换热站：采用一个GPRS通讯模块，换热站内控制器一个GPRS模块实现与Internet连接。
4.2.4 电话虚拟网络
该种通讯方式仍然是采用普通电话拨号网络，但要求保证一直线，一些大型企业来说比较适合，即企业内部拨号是免费，热力站非常分散，但要看电信运营商是否愿意提供这种服务，将所有热力站电话号码绑定一个虚拟内部网络内，只需要拨后4位或5位电话号码即可，并采用固定包月收费模式，这样监控中心申请与热力站数量相同电话线路，拨通每个热力站电话并永远不挂断，保证通讯实时性。该种方案具体实施较为复杂，主和电信商谈判问题，有些热力公司和电信商关系较好方，也有不少采用这种方式。该种方式主要适合于大型厂矿企业内部供热系统，如油田、煤矿企业等。
4.2.5 技术经济比较
综合技术性能比较一览表
项目 | 电话拨号 | ADSL宽带 | GPRS通讯 | 电话虚拟网 | 光纤网 |
通讯设备初投资 | 400元/站 | 基本免费 | 3-350元/站 | 800元/站 | 5-8元/米 |
运行费 | 170元/站 | 50-120元/站 | 20-40元/站 | 30元/站 | 无 |
通讯速度 | 56Kbps | 512Kbps | 30Kbps左右 | 56Kbps | 100M |
数据刷新速度 | 1小时 | 1秒 | 2-5秒 | 10秒 | 1秒 |
电信商支持度 | 一般 | 高 | 高 | 不支持 | 不支持 |
项目实例
青岛焦化制气有限公司热网数据采集与监控系统项目是北京硕人时代科技有限公司2005年实施一个SCADA系统项目。
项目主要内容包括监控中心建立、基于光纤通讯通讯网络建立和下位站通讯和控制要求实施。
该系统一般工业数据监测外，还要求质量较高视频监测，一般通讯方式带宽满足不了要求，客户多方考虑，采用光纤作为基本通讯方式。光纤转以太网很容易，转换设备成本很低，而STEC2000控制器直接支持以太网和TCP/IP协议，，该项目方案选择中，焦化制气选择了北京硕人时代科技有限公司产品。
该项目共有15个下位站，采用15套STEC2000控制器。同时，其中几个下位站安装有网络视频服务器。STEC2000有完整以太网和TCP/IP支持，STEC2000与视频服务器一个以太网交换机就可以以共享方式共用同一条光纤通讯资源。
监控中心采用一个以太网交换机，把下面15个站光纤联接到一个以太网网段中。监控中心服务器上安装有北京硕人时代科技有限公司网络化监控系统软件HOMS5.0。该软件有强大网络化通讯能力，可以轻松支持包括光纤内多种通讯方式。
下图为系统结构图：
