為了減少數據傳輸時間在整個係統處理時間指標中所占的比重，要求數據傳輸率應不小於E1(2.048Mb/s) 速率，同時要求通信鏈路安全
、可靠。我們通過對各種數據通信技術的分析，最終選擇了光纖電路
，取得了滿意的效果。

1銅介質數據鏈路分析

由(you)於(yu)同(tong)時(shi)要(yao)求(qiu)較(jiao)高(gao)的(de)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)率(lv)及(ji)較(jiao)長(chang)的(de)通(tong)信(xin)距(ju)離(li)，在(zai)銅(tong)介(jie)質(zhi)鏈(lian)路(lu)中(zhong)不(bu)進(jin)行(xing)編(bian)碼(ma)和(he)調(tiao)製(zhi)很(hen)難(nan)滿(man)足(zu)指(zhi)標(biao)要(yao)求(qiu)

，但(dan)是(shi)高(gao)速(su)調(tiao)製(zhi)解(jie)調(tiao)器(qi)不(bu)僅(jin)價(jia)格(ge)昂(ang)貴(gui)，而(er)且(qie)雙(shuang)方(fang)握(wo)手(shou)過(guo)程(cheng)費(fei)時(shi)

，在(zai)要(yao)求(qiu)隨(sui)機(ji)實(shi)時(shi)傳(chuan)輸(shu)數(shu)據(ju)的(de)場(chang)會(hui)顯(xian)然(ran)不(bu)適(shi)用(yong)。

最重要的是
，傳統的銅介質鏈路既產生電磁幹擾信號，又容易受電磁幹擾的影響，而且不易滿足EMC(電磁兼容)和EMI(電磁幹擾)標準的要求。

2光纖鏈路的分析

在人們的傳統印象中，光纖應用於短距離通信是不經濟的，但是它有著銅介質鍵路不可比擬的優點：①光纖鏈路既不發射電磁波，也不受其影響，光纖之間沒有幹 擾
，誤碼率大大降低。設計人員不用考慮可能耦合進來的環境噪聲;②光纖提供了通信鏈路雙方之間的電氣隔離，消除了長距離設備之間由於地電位不同引起的問 題。同時設計人員再也不用為阻抗匹配而頭疼了;③光纖發射器可采用數字調製驅動電路。數字基帶信號隻要經過簡單的線路編碼，即可直接驅動光纖發射器。

現在，光纖器件價格與以前相比已經大幅下降

，而今後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、收發器及其驅動電路，可以獲得高性能價格比的光纖通信鍵 路，這正是本文要討論的重點。

3光纖通信器件的選擇

一個基本的光纖通信係統非常簡單：一個LEDfasheqijiangdianxinhaozhuanbianchengguangxinhao
，bingjiangzhiouhuijinruchuanshuguangxianzhong
，guangxinhaotongguoguangxiandaodaguangjieshouqi
，tabajieshoudaodeguangxinhaohuifuchengyuanlaidedianxinhaoshuchu。

•光纜的選擇：一般
，石英玻璃光纖由於其低損耗、高帶寬而用於長距離通信鏈路，例如，以太網和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，對於工業應用，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，它們均屬於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
，包層是專利的高強度聚合物，不僅增加了光 纖的強度
，而且防潮防汙染，外護套則是2.2mm的聚氯乙烯。HCS光纖可工作於一40℃～+85℃的溫度範圍內，架設溫度範圍為一20℃一+85℃，在 性能與價格上均滿足係統要求。

•工作波長的選擇：光(guang)纖(xian)通(tong)信(xin)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)光(guang)纖(xian)損(sun)耗(hao)與(yu)色(se)散(san)對(dui)係(xi)統(tong)帶(dai)來(lai)的(de)影(ying)響(xiang)，由(you)於(yu)損(sun)耗(hao)和(he)色(se)散(san)都(dou)與(yu)係(xi)統(tong)的(de)工(gong)作(zuo)波(bo)長(chang)有(you)關(guan)，因(yin)此(ci)工(gong)作(zuo)波(bo)長(chang)的(de)選(xuan)擇(ze)成(cheng)為(wei)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)的(de)一(yi)個(ge)主(zhu)要(yao)問(wen)題(ti)。

綜合考慮係統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，與半導體激光器相比，LED的驅動電路簡單，且成本低。

綜上所述
，光纜選用200μm HCS光纖
，光收發器件選用 HP公司820nm波長的HFBR-0400係列。該係列中的HFBR-14X2/HFBR- 24X2可在1500m距離內達到5MBd的速率，工作溫度範圍為一40℃～+85℃，有ST、SMA
、SC和 FC多種端口型號可供選擇。HFBR-14XZ采用820nm波長的AlGaAs型LED，HFBR-24XZ內部集成了包括PIN光電檢測器、直流放大 器及集電極開路輸出Schottky型晶體管的一個IC芯片
，其輸出可直接與流行的TTL及CMOS集成電路相連。

4一種實用的光纖LED驅動電路

guangxianshuanggongtongxinxitongqizhongqudongdianludezuoyongshijiangdiangonglvzhuanhuanchengguanggonglv，bingjiangyaochuanshudedianxinhaotiaozhidaoguangyuandeshuchushang
，taduiguangyuantongshitigongpianzhidianliuhesuishuzixinhaoerbianhuadetiaozhidianliu。

設計LED驅動電路必須首先考慮驅動LED的電流峰值，如果超過了峰值驅動電流光信號將會產的過衝現象。而由此在接收器引起的電信號的下衝，加上來自放大 器噪聲的影響，結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，它會產生拖尾現象，當采用串行驅動電路時這種現象尤其 明顯。而並聯驅動方式可以為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象。

驅動電路中的電阻RSI用於調節光纖輸出功率

，注意不能超過LED的峰值驅動電流，否則光信號會產生過衝現象。另外電路中的SN75451具有低阻抗、高電流速率的特點，避免產生長的拖尾現象。

脈衝寬度失真(PWD)是限製光纖鏈路速率的一個主要因素，它是由於輸入與輸出間傳輸延遲不相等引起的。注意到PWD總是正值，因此我們可以利用RC電路來延遲LED的點亮。

guangxianjieshoudianlushiguangxiantongxinxitongdezhongyaozuchengbufen，tadexingnenghaohuaishizhenggeguangxiantongxinxitongxingnengdezonghefanying。tadezuoyongshijiangguangxianchuanshuguolaideguangxinhaozhuanbianweidianxinhao，zaijingguofangda、均衡、判決電路

，恢複出發射端的原始信號。

在光纖傳輸線路上
，常用光信號的有無來表示“1”碼和“0”碼，為避免碼流中的長連“ 0”或長連“1”
，有利於時鍾的提取，需要有編碼電路。同時陣列信號處理器送來的是並行數據，需要有率並轉換電路。

5 PCB板設計技術

光纖收發器的性能部分地決定於PCB板的布局和布線技術
，因此應該遵守下列的一些基本規則：

①設計PCB板時，推薦使用地層以減少電源公共地線的電感。如有可能同時使用一個地層和一個電源層
，這將同時減少地和電源引腳上的電感。

②在地層和電源層上的分割和開口應最少，這將減少附加的電感並提高發射和接收電路的穩定性。

③在驅動電路和LED之間的連線長度應盡量縮短，以減少導線電感。

④10μF的鉭電解電容和0.1μF的獨石陶瓷電容應放置於靠近驅動LED信號的地方，這將減少發射器輻射的噪聲並提高LED的光響應時間。

⑤0.1μF(或0.01μF)的旁路電容應付於接收器的管腳2與7之間
，它與接收器的距離不能超過20mm。

⑥jieshouqishiguangxianlianjiexianluzhongzuiguanjiandebufen，dianluzhongguoliangdefujiadianganhedianronghuijiangdiguangxianjieshouqidedaikuanhewendingxing，jianshaojieshouqidelingmindu。yincijianyishiyongbiaomiantiezhuangqijian，bingbuyaoshiyongchazuo。

經過實際測試，證實此電路完全達到了實用要求，通過縮短通信時間提高了整個係統的性能指標。