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

youyutongshiyaoqiujiaogaodeshujuchuanshulvjijiaochangdetongxinjuli
，zaitongjiezhilianluzhongbujinxingbianmahetiaozhihennanmanzuzhibiaoyaoqiu，danshigaosutiaozhijietiaoqibujinjiageanggui，erqieshuangfangwoshouguochengfeishi，zaiyaoqiusuijishishichuanshushujudechanghuixianranbushiyong。

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LED發(fa)射(she)器(qi)將(jiang)電(dian)信(xin)號(hao)轉(zhuan)變(bian)成(cheng)光(guang)信(xin)號(hao)，並(bing)將(jiang)之(zhi)耦(ou)會(hui)進(jin)入(ru)傳(chuan)輸(shu)光(guang)纖(xian)中(zhong)，光(guang)信(xin)號(hao)通(tong)過(guo)光(guang)纖(xian)到(dao)達(da)光(guang)接(jie)收(shou)器(qi)
，它(ta)把(ba)接(jie)收(shou)到(dao)的(de)光(guang)信(xin)號(hao)恢(hui)複(fu)成(cheng)原(yuan)來(lai)的(de)電(dian)信(xin)號(hao)輸(shu)出(chu)。

•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：guangxiantongxinxitongdeshejibixukaolvguangxiansunhaoyusesanduixitongdailaideyingxiang，youyusunhaohesesandouyuxitongdegongzuobochangyouguan，yincigongzuobochangdexuanzechengweixitongshejideyigezhuyaowenti。

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

光guang纖xian雙shuang工gong通tong信xin係xi統tong其qi中zhong驅qu動dong電dian路lu的de作zuo用yong是shi將jiang電dian功gong率lv轉zhuan換huan成cheng光guang功gong率lv，並bing將jiang要yao傳chuan輸shu的de電dian信xin號hao調tiao製zhi到dao光guang源yuan的de輸shu出chu上shang，它ta對dui光guang源yuan同tong時shi提ti供gong偏pian置zhi電dian流liu和he隨sui數shu字zi信xin號hao而er變bian化hua的de調tiao製zhi電dian流liu。

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。

光guang纖xian接jie收shou電dian路lu是shi光guang纖xian通tong信xin係xi統tong的de重zhong要yao組zu成cheng部bu分fen
，它ta的de性xing能neng好hao壞huai是shi整zheng個ge光guang纖xian通tong信xin係xi統tong性xing能neng的de綜zong合he反fan映ying。它ta的de作zuo用yong是shi將jiang光guang纖xian傳chuan輸shu過guo來lai的de光guang信xin號hao轉zhuan變bian為wei電dian信xin號hao
，再zai經jing過guo放fang大da
、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。

⑥接jie收shou器qi是shi光guang纖xian連lian接jie線xian路lu中zhong最zui關guan鍵jian的de部bu分fen，電dian路lu中zhong過guo量liang的de附fu加jia電dian感gan和he電dian容rong會hui降jiang低di光guang纖xian接jie收shou器qi的de帶dai寬kuan和he穩wen定ding性xing，減jian少shao接jie收shou器qi的de靈ling敏min度du。因yin此ci建jian議yi使shi用yong表biao麵mian貼tie裝zhuang器qi件jian，並bing不bu要yao使shi用yong插cha座zuo。

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。