光学计算机技术是数字技术与机械的结合

纤维是什么?

光纤是光纤的简称，是由一组光纤组成的用于传播光束的小而软的传输介质。它是用石英玻璃或特殊塑料制成的软灯丝，直径在几μm(光波长的几倍)到120 μm之间。就像水在管子里流动一样，光能在内部沿着灯丝传播。光纤的结构一般由三部分组成:涂层、包层和纤芯。

光纤的制造工艺决定了光纤的机械强度、传输特性和使用寿命，对保证光纤的质量非常重要。通信光纤的制造分为制棒和拉丝两个过程。

光纤传输的优点和缺点是什么?

光纤传输的优点:

光纤传输线，适用于远距离传输、高清音视频传输、数据网络、电信等。对于大多数发达国家的互联网提供商来说，光纤是首选的传输介质。

• 更大的带宽:光纤的带宽比相同直径的铜线更大，可以传输更多的数据。BDP(带宽-距离乘积)用于比较传输数据量的能力。在传输相同带宽的数据时，BDP越高的传输介质传输距离越远。BDP越高，未压缩的图像就能传输得越快、越远。
• 距离更远，速度更快:就光子和电子而言，光纤线路的光源的传播速度约为光速的三分之二，而铜线中的电子最多只能达到光速的百分之一。这种速度优势对传输距离有很大的影响。虽然铜线大多被限制在100米的标准距离，但光纤线可以在小直径的情况下以高带宽传输长距离。
• 更高的电阻:与铜线传输不同，光纤线不包含金属元件。因此，它对电磁干扰(EMI)和射频干扰(RFI)免疫。另外，当温度和湿度发生极端变化时，光纤电缆不受影响，但温度和湿度的变化会影响铜电缆的传输性能。
• 安全性更高:由于光纤电缆不处理电子信号，因此不可能检测到远端传输的任何数据信号，但可以通过监控检测到物理访问。这种安全性使光纤成为政府和银行业首选的传输方式。在安全方面，光纤电缆在有火花危险的环境中也没有风险，如化工厂和炼油厂。

光纤传输的缺点:

除了额外的成本，光纤也有一些缺点。光纤是由玻璃制成的，比铜线更脆弱，需要更小心的操作。与铜线不同，它更容易拼接，因此安装更困难。此外，数据通信并不完全在光学领域，因此从光到电的转换需要重复。随着数据传输距离的增加，光源也会发生发散。虽然有两种波长(1310 nm和1550 nm)克服了光源发散，衰减较低，但该波长的激光光谱线较窄，制造难度较大，且随距离增加成本较高。

什么是光纤传输技术?

光纤线利用光脉冲通过玻璃纤维传输信号。对于这种类型的光纤网络，ATEN提供了多种光纤扩展解决方案，包括Pro AV和KVM交换机。

光缆结构:

由一个或多个高折射率玻璃组成的光纤芯是光信号传播的路径。线芯的表层覆盖着低折射率玻璃，以确保光源向前而不是向外传播。最后，这些电线有一个缓冲层，有不同的厚度，并有一个彩色的外壳，以方便识别。

多模和单模光纤:

有两种类型的光纤线路-单模和多模。单模线路，可支持更远的距离和更高的速度。因为它有一个更小的核心和在更高的波长下工作，它可以产生更稳定的光信号。单模核为8-9微米，多模核为50/62.5微米，单模波长为1310 nm/1550 nm，多模波长为650-850 nm。

光缆分类:

芯径为50微米和62.5微米的多模光缆分为OM1、OM2、OM3和OM4。OM1和OM2通常使用带有橙色覆盖层的LED光源，而OM3和OM4通常使用带有水覆盖层的850 nm VCSEL。单模光纤电缆分为OS1和OS2，其主要区别在于导线结构，而不是光纤规格。光纤电缆的涂层颜色将根据复合电缆的类型和用于室内还是室外而有所不同。

光源/激光类型:

对于光纤传输，可以使用led和激光。就光源而言，尽管所有波长都接近可见的红外线。单模光纤线路使用长波长激光器作为光源，多模光纤线路使用较短波长的激光器和led。垂直腔面发射激光器(VCSELs)主要用于850 nm波段的多模通信连接。Fabry-Pérot激光器(FP)用于传输距离小于20公里。单模波长1310 nm和1550 nm，速率小于1.25G。分散反馈激光器(dfb)通常使用与FP相同的模态和波长，但可提供高达40公里的高速远程传输。

光纤计算机技术将数字技术与机械相结合，加速制造业转型:

为了让工厂继续前进，该行业开始考虑使用高速光纤连接制造设备的想法。通过光纤网络，可以连接远程制造操作，提高生产优化和供应链管理。工业数据呈指数级增长，未来将需要高速网络实现无缝、安全和可靠的数据传输。

在制造车间引入高速网络，实现了M2M通信和实时监控。先进制造及其对监控主动系统的需求实现了高速网络，而对海量数据的需求又将这一需求推向了一个新的高度。此外，制造商希望该网络不只是一个单一的设施，而是经常部署在不同的生产地点。这就需要一种全新的远距离高速互联网。

面向未来，“力学+电子”必须延伸到软件、AI、智能制造等领域。随着数字浪潮的兴起，机械与人工智能的结合足以提高效率。可以提高容错能力，降低误报概率，降低设备停机的概率。减少操作人员人为失误的影响，降低整批报废的概率。分析模具的磨损情况，预测模具的寿命。通过数据分析提供在线维护依据，发挥预防性维护的作用。在未来，人工智能甚至可以帮助机器自动调整到最佳的加工条件。

工业控制光纤应用解决方案:

1. 工业4.0 -智能制造:
   随着网络化和智能化的快速发展，产业结构正在发生变化。工业4.0的冲击已经体现在制造业上，生产企业将面临越来越多的挑战。企业需要提高生产力，满足环境要求，降低运营成本，才能在当今竞争激烈的全球市场中取得成功。
   工业4.0的概念不仅局限于生产线，还与物联网(IoT)技术紧密相连，为制造企业攀登战略高峰创造了又一次机会。智能生产管理系统和自动化技术可以帮助企业应对这些挑战，提高行业绩效。智能工业生产是未来制造业的发展方向。利用物联网技术和监控技术，加强信息管理和服务，提高生产线效率和产品质量，优化生产流程。
2. 太阳能监测和数据采集系统:
   太阳能在世界范围内发展迅速，是各国可持续发展的重要组成部分。太阳能电站光伏电站监控系统包括对电池阵列、数据总线、逆变器、交直流配电柜、太阳能跟踪控制系统等设备的实时监控，确保太阳能光伏发电系统完全可靠稳定。该区域被划分为几个光伏发电区域，每个区域的信息在监控室中收集。工业级光纤交换机能适应恶劣的野外环境，设备工作安全可靠，数据传输稳定。
3. 输电线路在线监测系统:
   在线监测系统是智能电网输电环节的重要组成部分，实现输变电设备的状态维护管理是提高精益生产管理水平的重要途径。监测系统采用多种传感技术、广域通信技术、信息处理技术，实现对各种传输设备运行状态的实时感知、监测、预警、分析、诊断和评估。
4. 车载控制及多媒体系统:
   以高安全性为核心的铁路(地铁)车厢监控和多媒体系统是城市国际化的必要条件，已成为城市建设和土地开发的重要标志之一。地铁站等地已经建立了IP监控系统，提供摄像头监控服务，包括监控和记录每辆车的IP摄像头捕捉到的乘客图像。此外，乘客可以享受他们最喜欢的电视，视频，和广告在走。
5. 铁路调度系统:
   交通自动化工业以太网解决方案的速度、可靠性和安全性是影响铁路调度系统高性价比运行的重要因素。现代铁路调度系统由许多复杂的分布式子系统组成，需要集中监控。
6. 安全的城市:
   城市视频监控系统的建设是实现城市安全稳定的重要基础。随着高清晰度监控技术的成熟，安全城市建设已成为必然趋势。城市公安监控系统平台分为监控中心和前端控制点。监控中心按级别分为总控制中心(即监控中心)和子控制中心(包括二级和三级监控中心)。分中心位于派出所内，属县域管辖。控制中心在市区。视频信号在传输过程中，传输稳定，带宽充足，能适应室外环境。
7. 道路智能视频监控系统:
   在道路智能视频监控系统中，监控设备之间的距离较长，室外环境恶劣。可应用于高性能工业光纤以太网产品，具有工业级设计、宽温度、高防护等级等特点。
8. 智能停车系统:
   随着社会经济的发展和城市各类车辆数量的快速增加，智能停车管理技术也逐渐成熟。智能停车系统正朝着规模化、智能化的方向发展。针对现代大型停车场管理的需要，介绍了一种智能停车场管理系统。与传统管理相比，可以提高停车场的管理水平，进一步提高大型停车场的利用率和经济效益。