礦用光纖通信

煤礦環(huán)境中通過光導(dǎo)纖維傳輸信息的通信。礦用光纖通信傳輸?shù)男畔ⅲüI(yè)電視圖像、話音及數(shù)據(jù)等。礦用光纖通信傳輸?shù)氖枪庑盘柶鋬?yōu)點(diǎn)是： 無電火花、具有本質(zhì)安全性、無電磁干擾、無雷電感應(yīng)、 有良好的電氣絕緣性、具有大的傳輸容量等。此外，光纜的重量輕、柔性好、制造長度大、利于敷設(shè)與施工， 還可以節(jié)省大量銅。

簡史 MGTSV-36B1煤礦井下阻燃光纜

20世紀(jì)80年代初，世界各采 煤技術(shù)國家，如日本、德國、法國、英國等都先后 進(jìn)行了一系列在礦井中應(yīng)用光纖通信的試驗(yàn)。如1982 年在太平洋煤礦釧路礦進(jìn)行了井下工業(yè)電視與監(jiān)測數(shù) 據(jù)傳輸?shù)脑囼?yàn)，距離為4.8km。聯(lián)邦德國在Haus Aden 礦進(jìn)行了近10km的數(shù)據(jù)傳輸試驗(yàn)。英國曾在海倫礦 進(jìn)行了用光纖傳輸采煤機(jī)遙控信號的試驗(yàn)等等。這些 試驗(yàn)，包括了工業(yè)電視、數(shù)據(jù)傳輸和話音傳輸?shù)雀鱾€(gè)方 面。 MGTSV-36B1煤礦井下阻燃光纜

中國于80年代初開始進(jìn)行光纖通信在煤礦中應(yīng)用研究工作，1988年鑒定了條礦用光纜和光 端機(jī)，并解決了光纜在井下現(xiàn)場接續(xù)等一系列技術(shù)問 題。經(jīng)過幾年的努力，已經(jīng)形成了能夠傳輸工業(yè)電視、 話音和數(shù)據(jù)的許多礦用光纖通信產(chǎn)品。這些產(chǎn)品正逐 步在中國煤礦推廣使用。

隨著采礦設(shè)備自動(dòng)化水平的提高，需要傳輸?shù)男?息日益增加。利用光纖不受電磁干擾的優(yōu)良特性，可將 光纖置于采煤設(shè)備的電力電纜之中，使采煤設(shè)備的大 量信息傳輸成為可能。

組成

編輯

它由電端機(jī)、光端機(jī)、礦用光纜和礦用光纜連接器等部分組成(圖1)。有時(shí)，電端機(jī)與光端 機(jī)制成一個(gè)裝置，統(tǒng)稱光端機(jī)。

在光纖中傳輸?shù)墓庑盘柕牟ㄩL，有長波長和短波 長兩種，稱0.85μm左右的波長為短波長，把1.3μm左 右和1.55μm左右的波長稱為長波長。

電端機(jī) 實(shí)現(xiàn)模擬信號與數(shù)字信號的雙向轉(zhuǎn)換及 多路信號時(shí)分復(fù)用的裝置。

光端機(jī) 實(shí)現(xiàn)電信號與光信號的互相轉(zhuǎn)換，以便 能夠在光纖中傳輸信息的發(fā)送或接收的裝置。

礦用光纜 用一根或多根光纖或光纖束制成，其 光學(xué)特性、機(jī)械特性和環(huán)境特性滿足煤礦使用要求。在 煤礦井下的光纜應(yīng)是不延燃或阻燃的。在礦用光纜中， 通常還配有一對或兩對銅芯線，以作傳輸其它信號之 用。礦用光纜的結(jié)構(gòu)型式有許多種，常見的有絞合型與骨架型。絞合型光纜是將光纖扭絞在中心加強(qiáng)芯上，而 骨架型光纜是將光纖嵌于光纜的中心骨架上，它們的 結(jié)構(gòu)如圖2所示。

礦用光纜連接器 一種可在煤礦環(huán)境中使用的， 對光纖及銅芯線進(jìn)行連接的裝置。它通常由防護(hù)外殼 和光纖連接器組成。光纖連接器是實(shí)現(xiàn)光纖連接的器 件。由于煤礦井下不允許有放電火花，所以地面上利用 電弧放電熔接光纖的方法不適用于井下。在井下連接 光纖常采用活動(dòng)連接器連接或機(jī)械對接兩種方法。中 國煤礦井下使用雙棒法光纖連接器

分類

礦用光纖通信根據(jù)通信制式可分為模擬光 纖通信和數(shù)字光纖通信兩大類。電視圖像的傳輸，常采 用模擬光纖通信，而數(shù)據(jù)和話音常采用數(shù)字光纖通信。

模擬光纖通信 可分為直接或經(jīng)預(yù)調(diào)制后對發(fā)光 器件進(jìn)行調(diào)制兩種。直接調(diào)制的電路簡單，但對發(fā)光器 件的線性要求較高，只適用于傳輸距離較近的場合。預(yù) 調(diào)制的方式有許多種，常用的有脈沖頻率調(diào)制方式 PFM (pulse frequency modulation)，即待傳輸?shù)幕鶐?信號對脈沖序列的頻率進(jìn)行調(diào)制。這種方式有效地克 服了發(fā)光器件非線性的影響，適用于傳輸距離較遠(yuǎn)的 場合。

數(shù)字光纖通信 首先對傳輸?shù)幕鶐盘栠M(jìn)行數(shù)字 編碼成PCM信號(pulse code modulation)，然后對發(fā) 光器件進(jìn)行調(diào)制。為了滿足光信號傳輸?shù)囊螅€需再 次進(jìn)行線路編碼。常用的線路碼型有1B2B，5B6B， CMI等許多種標(biāo)準(zhǔn)碼型。