A seconda delle diverse esigenze degli utenti, dei diversi tipi di servizi e dello sviluppo della tecnologia in diverse fasi, la forma dei sistemi di comunicazione in fibra ottica può essere diversa.
Attualmente viene utilizzato un numero relativamente elevato di forme di sistema per i sistemi di comunicazione digitale in fibra ottica di modulazione di intensità/rilevazione diretta (IM/DD). Lo schema a blocchi di principio di questo sistema è mostrato nella Figura 1. Come si può vedere dalla figura, il sistema di comunicazione digitale in fibra ottica è composto principalmente da un trasmettitore ottico, una fibra ottica e un ricevitore ottico.
Figura 1 Diagramma schematico del sistema di comunicazione digitale in fibra ottica
Nel sistema di comunicazione punto a punto in fibra ottica, il processo di trasmissione del segnale: il segnale di ingresso inviato al terminale del trasmettitore ottico viene trasformato in una struttura di codice adatta alla trasmissione nella fibra ottica dopo la conversione del modello e l'intensità della luce la sorgente è direttamente pilotata dal circuito di pilotaggio Modulazione, in modo che la potenza ottica emessa dalla sorgente luminosa cambi con la corrente del segnale di ingresso, ovvero la sorgente luminosa completa la conversione elettrica/ottica e invia il corrispondente segnale di potenza ottica alla fibra ottica per la trasmissione; sulle linee del sistema di comunicazione, attualmente, la fibra ottica monomodale Ciò è dovuto alle sue migliori caratteristiche di trasmissione; dopo che il segnale ha raggiunto l'estremità ricevente, il segnale ottico in ingresso viene prima rilevato direttamente da un fotorilevatore per completare la conversione ottico/elettrica, quindi amplificato, equalizzato e valutato. Una serie di elaborazioni per riportarlo al segnale elettrico originale, completando così l'intero processo di trasmissione.
Per garantire la qualità della comunicazione è necessario prevedere un ripetitore ottico ad una distanza adeguata tra i ricetrasmettitori. Esistono due tipi principali di ripetitori ottici nella comunicazione in fibra ottica, uno è un ripetitore sotto forma di conversione ottico-elettrico-ottico e l'altro è un amplificatore ottico che amplifica direttamente il segnale ottico.
Nei sistemi di comunicazione in fibra ottica, i principali fattori che determinano la distanza dei relè sono la perdita di fibra ottica e la larghezza di banda di trasmissione.
Generalmente, per rappresentare la perdita della fibra viene utilizzata l'attenuazione di una fibra per unità di lunghezza di trasmissione nella fibra e la sua unità è dB/km. Attualmente la pratica fibra ottica a base di silice presenta una perdita di circa 2 dB/km nella banda da 0,8 a 0,9 μm; una perdita di 5 dB/km a 1,31 μm; e a 1,55 μm, la perdita può essere ridotta a 0,2 dB/km, che è vicino al limite teorico della perdita della fibra SiO2. Tradizionalmente, 0,85 μm è chiamata la lunghezza d'onda corta della comunicazione in fibra ottica; 1,31 μm e 1,55 μm sono chiamati la lunghezza d'onda lunga della comunicazione in fibra ottica. Sono tre pratiche finestre di lavoro a basse perdite nella comunicazione in fibra ottica.
Nella comunicazione digitale in fibra ottica, l'informazione viene trasmessa dalla presenza o dall'assenza di segnali ottici in ciascuna fascia oraria. Pertanto, la distanza del relè è limitata anche dalla larghezza di banda di trasmissione della fibra. Generalmente, MHz.km viene utilizzato come unità della larghezza di banda di trasmissione per unità di lunghezza della fibra. Se la larghezza di banda di una determinata fibra è pari a 100 MHz.km, significa che su ogni chilometro di fibra possono essere trasmessi solo segnali con larghezza di banda di 100 MHz. Maggiore è la distanza e minore è la larghezza di banda di trasmissione, minore è la capacità di comunicazione.