વિવિધ વપરાશકર્તા જરૂરિયાતો, વિવિધ પ્રકારની સેવાઓ અને વિવિધ તબક્કામાં ટેકનોલોજીના વિકાસ અનુસાર, ઓપ્ટિકલ ફાઈબર કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સનું સ્વરૂપ વૈવિધ્યસભર હોઈ શકે છે.
હાલમાં, ઇન્ટેન્સિટી મોડ્યુલેશન/ડાયરેક્ટ ડિટેક્શન (IM/DD)ની ઓપ્ટિકલ ફાઇબર ડિજિટલ કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સ માટે પ્રમાણમાં મોટી સંખ્યામાં સિસ્ટમ સ્વરૂપોનો ઉપયોગ થાય છે. આ સિસ્ટમનો સિદ્ધાંત બ્લોક ડાયાગ્રામ આકૃતિ 1 માં દર્શાવવામાં આવ્યો છે. જેમ કે આકૃતિમાંથી જોઈ શકાય છે, ઓપ્ટિકલ ફાઈબર ડિજિટલ કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ મુખ્યત્વે ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સમીટર, ઓપ્ટિકલ ફાઈબર અને ઓપ્ટિકલ રીસીવરથી બનેલી છે.
આકૃતિ 1 ઓપ્ટિકલ ફાઇબર ડિજિટલ કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમનો સ્કીમેટિક ડાયાગ્રામ
પોઈન્ટ-ટુ-પોઈન્ટ ઓપ્ટિકલ ફાઈબર કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમમાં, સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશન પ્રક્રિયા: ઓપ્ટિકલ ટ્રાન્સમીટર ટર્મિનલ પર મોકલવામાં આવેલ ઇનપુટ સિગ્નલ પેટર્ન કન્વર્ઝન પછી ઓપ્ટિકલ ફાઈબરમાં ટ્રાન્સમિશન માટે યોગ્ય કોડ સ્ટ્રક્ચરમાં રૂપાંતરિત થાય છે અને પ્રકાશની તીવ્રતા સ્રોત સીધા ડ્રાઇવ સર્કિટ મોડ્યુલેશન દ્વારા સંચાલિત થાય છે, જેથી પ્રકાશ સ્રોત દ્વારા ઓપ્ટિકલ પાવર આઉટપુટ ઇનપુટ સિગ્નલ વર્તમાન સાથે બદલાય છે, એટલે કે, પ્રકાશ સ્રોત ઇલેક્ટ્રિકલ / ઓપ્ટિકલ રૂપાંતરણને પૂર્ણ કરે છે અને તેને અનુરૂપ ઓપ્ટિકલ પાવર સિગ્નલ ઓપ્ટિકલ ફાઇબરને મોકલે છે. ટ્રાન્સમિશન માટે; કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમની લાઇનો પર, હાલમાં, સિંગલ-મોડ ઓપ્ટિકલ ફાઇબર આ તેની સારી ટ્રાન્સમિશન લાક્ષણિકતાઓને કારણે છે; સિગ્નલ પ્રાપ્તિના અંત સુધી પહોંચે તે પછી, ઇનપુટ ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ પ્રથમ ફોટોડિટેક્ટર દ્વારા ઓપ્ટિકલ/ઇલેક્ટ્રિકલ કન્વર્ઝનને પૂર્ણ કરવા માટે સીધું જ શોધી કાઢવામાં આવે છે, અને પછી એમ્પ્લીફાઇડ, સમાન અને જજ કરવામાં આવે છે. તેને મૂળ વિદ્યુત સિગ્નલ પર પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે પ્રક્રિયાની શ્રેણી, ત્યાંથી સમગ્ર ટ્રાન્સમિશન પ્રક્રિયા પૂર્ણ થાય છે.
સંચાર ગુણવત્તા સુનિશ્ચિત કરવા માટે, ટ્રાન્સસીવર્સ વચ્ચે યોગ્ય અંતરે ઓપ્ટિકલ રીપીટર પ્રદાન કરવું આવશ્યક છે. ઓપ્ટિકલ ફાઈબર કોમ્યુનિકેશનમાં બે મુખ્ય પ્રકારના ઓપ્ટિકલ રીપીટર છે, એક ઓપ્ટિકલ-ઈલેક્ટ્રીકલ-ઓપ્ટિકલ કન્વર્ઝનના રૂપમાં રીપીટર છે અને બીજું ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર છે જે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલને સીધું વિસ્તૃત કરે છે.
ઓપ્ટિકલ ફાઈબર કોમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સમાં, મુખ્ય પરિબળો જે રિલે અંતર નક્કી કરે છે તે ઓપ્ટિકલ ફાઈબર અને ટ્રાન્સમિશન બેન્ડવિડ્થની ખોટ છે.
સામાન્ય રીતે, ફાઇબરમાં ટ્રાન્સમિશનની એકમ લંબાઈ દીઠ ફાઇબરનું એટેન્યુએશન ફાઇબરના નુકસાનને દર્શાવવા માટે વપરાય છે, અને તેનું એકમ dB/km છે. હાલમાં, 0.8 થી 0.9 μm બેન્ડમાં પ્રાયોગિક સિલિકા-આધારિત ઓપ્ટિકલ ફાઈબરમાં લગભગ 2 dB/km ની ખોટ છે; 1.31 μm પર 5 ડીબી / કિમીનું નુકસાન; અને 1.55 μm પર, નુકસાનને 0.2 dB/કિમી સુધી ઘટાડી શકાય છે, જે SiO2 ફાઇબર નુકશાનની સૈદ્ધાંતિક મર્યાદાની નજીક છે. પરંપરાગત રીતે, 0.85 μm ને ફાઇબર ઓપ્ટિક સંચારની ટૂંકી-તરંગલંબાઇ કહેવામાં આવે છે; 1.31 μm અને 1.55 μm ને ઓપ્ટિકલ ફાઇબર સંચારની લાંબી-તરંગલંબાઇ કહેવામાં આવે છે. ઓપ્ટિકલ ફાઈબર કોમ્યુનિકેશનમાં તે ત્રણ વ્યવહારુ લો-લોસ વર્કિંગ વિન્ડો છે.
ડિજિટલ ઓપ્ટિકલ ફાઈબર કોમ્યુનિકેશનમાં, દરેક ટાઈમ સ્લોટમાં ઓપ્ટિકલ સિગ્નલોની હાજરી અથવા ગેરહાજરી દ્વારા માહિતી પ્રસારિત થાય છે. તેથી, ફાઇબર ટ્રાન્સમિશન બેન્ડવિડ્થ દ્વારા રિલે અંતર પણ મર્યાદિત છે. સામાન્ય રીતે, MHz.km નો ઉપયોગ ફાઇબરની એકમ લંબાઈ દીઠ ટ્રાન્સમિશન બેન્ડવિડ્થના એકમ તરીકે થાય છે. જો કોઈ ચોક્કસ ફાઈબરની બેન્ડવિડ્થ 100MHz.km તરીકે આપવામાં આવે છે, તો તેનો અર્થ એ છે કે ફાઈબરના પ્રત્યેક કિલોમીટર પર માત્ર 100MHz બેન્ડવિડ્થ સિગ્નલને પ્રસારિત કરવાની મંજૂરી છે. જેટલું લાંબુ અંતર અને ટ્રાન્સમિશન બેન્ડવિડ્થ જેટલી નાની હોય છે, તેટલી ઓછી સંચાર ક્ષમતા.