وفقًا لمتطلبات المستخدم المختلفة، وأنواع الخدمات المختلفة، وتطور التكنولوجيا في مراحل مختلفة، يمكن أن يتنوع شكل أنظمة اتصالات الألياف الضوئية.
في الوقت الحاضر، يتم استخدام عدد كبير نسبيًا من أشكال النظام لأنظمة الاتصالات الرقمية بالألياف الضوئية ذات تعديل الكثافة / الكشف المباشر (IM / DD). يظهر الشكل 1 الرسم التخطيطي الأساسي لهذا النظام. وكما يتبين من الشكل، يتكون نظام الاتصالات الرقمية بالألياف الضوئية بشكل أساسي من جهاز إرسال بصري، وألياف بصرية، وجهاز استقبال بصري.
الشكل 1: رسم تخطيطي لنظام الاتصالات الرقمية بالألياف الضوئية
في نظام اتصالات الألياف الضوئية من نقطة إلى نقطة، عملية نقل الإشارة: يتم تحويل إشارة الإدخال المرسلة إلى محطة الإرسال البصري إلى بنية كود مناسبة للإرسال في الألياف الضوئية بعد تحويل النمط، وتتناسب شدة الضوء يتم تشغيل المصدر مباشرة عن طريق تعديل دائرة المحرك، بحيث يتغير خرج الطاقة الضوئية بواسطة مصدر الضوء مع تيار إشارة الإدخال، أي أن مصدر الضوء يكمل التحويل الكهربائي / البصري ويرسل إشارة الطاقة الضوئية المقابلة إلى الألياف الضوئية للإنتقال؛ على غرار نظام الاتصالات حاليًا، الألياف الضوئية أحادية الوضع، وذلك بسبب خصائص الإرسال الأفضل؛ بعد وصول الإشارة إلى الطرف المتلقي، يتم اكتشاف الإشارة الضوئية المدخلة أولاً مباشرةً بواسطة كاشف ضوئي لإكمال التحويل البصري/الكهربائي، ثم يتم تضخيمها ومعادلتها والحكم عليها. سلسلة من المعالجات لإعادتها إلى الإشارة الكهربائية الأصلية، وبالتالي استكمال عملية الإرسال بأكملها.
ولضمان جودة الاتصال، يجب توفير مكرر بصري على مسافة مناسبة بين أجهزة الإرسال والاستقبال. هناك نوعان رئيسيان من المكررات الضوئية في اتصالات الألياف الضوئية، أحدهما مكرر على شكل تحويل ضوئي-كهربائي-بصري، والآخر عبارة عن مضخم ضوئي يعمل على تضخيم الإشارة الضوئية بشكل مباشر.
في أنظمة اتصالات الألياف الضوئية، العوامل الرئيسية التي تحدد مسافة الترحيل هي فقدان الألياف الضوئية وعرض النطاق الترددي للإرسال.
بشكل عام، يتم استخدام توهين الألياف لكل وحدة طول للإرسال في الألياف لتمثيل فقدان الألياف، ووحدتها هي ديسيبل / كم. في الوقت الحاضر، تتمتع الألياف الضوئية العملية القائمة على السيليكا بخسارة تبلغ حوالي 2 ديسيبل / كم في النطاق من 0.8 إلى 0.9 ميكرومتر؛ خسارة قدرها 5 ديسيبل / كم عند 1.31 ميكرومتر ؛ وعند 1.55 ميكرومتر، يمكن تقليل الخسارة إلى 0.2 ديسيبل / كم، وهو قريب من الحد النظري لفقد ألياف SiO2. تقليديًا، يُطلق على 0.85 ميكرومتر الطول الموجي القصير لاتصالات الألياف الضوئية؛ يُطلق على 1.31 ميكرومتر و1.55 ميكرومتر الطول الموجي الطويل لاتصالات الألياف الضوئية. إنها ثلاث نوافذ عمل عملية منخفضة الخسارة في اتصالات الألياف الضوئية.
في اتصالات الألياف الضوئية الرقمية، يتم نقل المعلومات عن طريق وجود أو عدم وجود إشارات ضوئية في كل فترة زمنية. ولذلك، فإن مسافة الترحيل محدودة أيضًا بعرض النطاق الترددي لنقل الألياف. بشكل عام، يتم استخدام MHz.km كوحدة لعرض نطاق الإرسال لكل وحدة طول من الألياف. إذا تم إعطاء عرض النطاق الترددي لألياف معينة على أنه 100MHz.km، فهذا يعني أنه يُسمح فقط بإرسال إشارات عرض النطاق الترددي 100MHz على كل كيلومتر من الألياف. كلما طالت المسافة وصغر عرض النطاق الترددي للإرسال، قلت سعة الاتصال.