Je nach unterschiedlichen Benutzeranforderungen, unterschiedlichen Arten von Diensten und der Entwicklung der Technologie in unterschiedlichen Stadien kann die Form von Glasfaserkommunikationssystemen unterschiedlich sein.
Derzeit wird eine relativ große Anzahl von Systemformen für optische Glasfaser-Digitalkommunikationssysteme der Intensitätsmodulation/Direktdetektion (IM/DD) verwendet. Das Prinzipblockdiagramm dieses Systems ist in Abbildung 1 dargestellt. Wie aus der Abbildung ersichtlich ist, besteht das digitale Glasfaserkommunikationssystem hauptsächlich aus einem optischen Sender, einer optischen Faser und einem optischen Empfänger.
Abbildung 1 Schematische Darstellung eines digitalen Kommunikationssystems mit Glasfaser
Im Punkt-zu-Punkt-Glasfaserkommunikationssystem ist der Signalübertragungsprozess: Das an das optische Senderterminal gesendete Eingangssignal wird nach der Musterumwandlung in eine Codestruktur umgewandelt, die für die Übertragung in der optischen Faser geeignet ist, und die Intensität des Lichts Die Quelle wird direkt von der Treiberschaltungsmodulation angesteuert, sodass sich die von der Lichtquelle ausgegebene optische Leistung mit dem Eingangssignalstrom ändert, dh die Lichtquelle schließt die elektrische / optische Umwandlung ab und sendet das entsprechende optische Leistungssignal an die optische Faser zur Übertragung; Auf den Leitungen des Kommunikationssystems werden derzeit Singlemode-Glasfasern verwendet. Dies ist auf die besseren Übertragungseigenschaften zurückzuführen. Nachdem das Signal das Empfangsende erreicht hat, wird das optische Eingangssignal zunächst direkt von einem Fotodetektor erfasst, um die optische/elektrische Umwandlung abzuschließen, und dann verstärkt, entzerrt und beurteilt. Eine Reihe von Verarbeitungen zur Wiederherstellung des ursprünglichen elektrischen Signals, wodurch der gesamte Übertragungsprozess abgeschlossen wird.
Um die Kommunikationsqualität sicherzustellen, muss in entsprechendem Abstand zwischen den Transceivern ein optischer Repeater vorgesehen werden. Es gibt zwei Haupttypen von optischen Repeatern in der Glasfaserkommunikation: Der eine ist ein Repeater in Form einer optisch-elektrischen-optischen Umwandlung und der andere ist ein optischer Verstärker, der das optische Signal direkt verstärkt.
In Glasfaserkommunikationssystemen sind die Hauptfaktoren, die die Übertragungsentfernung bestimmen, der Verlust der Glasfaser und die Übertragungsbandbreite.
Im Allgemeinen wird die Dämpfung einer Faser pro Übertragungslängeneinheit in der Faser verwendet, um den Verlust der Faser darzustellen, und ihre Einheit ist dB/km. Derzeit weist die praktische optische Faser auf Quarzbasis einen Verlust von etwa 2 dB/km im 0,8 bis 0,9 μm-Band auf; ein Verlust von 5 dB/km bei 1,31 μm; und bei 1,55 μm kann der Verlust auf 0,2 dB/km reduziert werden, was nahe an der theoretischen Grenze des SiO2-Faserverlusts liegt. Traditionell wird 0,85 μm als Kurzwellenlänge der Glasfaserkommunikation bezeichnet; 1,31 μm und 1,55 μm werden als Langwellenlänge der Glasfaserkommunikation bezeichnet. Sie sind drei praktische, verlustarme Arbeitsfenster in der Glasfaserkommunikation.
Bei der digitalen Glasfaserkommunikation werden Informationen durch das Vorhandensein oder Fehlen optischer Signale in jedem Zeitschlitz übertragen. Daher ist die Relaisentfernung auch durch die Glasfaserübertragungsbandbreite begrenzt. Im Allgemeinen wird MHz.km als Einheit der Übertragungsbandbreite pro Faserlängeneinheit verwendet. Wenn die Bandbreite einer bestimmten Glasfaser mit 100 MHz.km angegeben wird, bedeutet dies, dass auf jedem Glasfaserkilometer nur Signale mit einer Bandbreite von 100 MHz übertragen werden dürfen. Je größer die Entfernung und je kleiner die Übertragungsbandbreite, desto geringer ist die Kommunikationskapazität.