다양한 사용자 요구 사항, 다양한 서비스 유형 및 다양한 단계의 기술 개발에 따라 광섬유 통신 시스템의 형태가 다양할 수 있습니다.
현재, 강도 변조/직접 검출(IM/DD)의 광섬유 디지털 통신 시스템에는 비교적 많은 수의 시스템 형태가 사용됩니다. 이 시스템의 원리 블록 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 그림에서 볼 수 있듯이 광섬유 디지털 통신 시스템은 주로 광 송신기, 광섬유 및 광 수신기로 구성됩니다.
그림 1 광섬유 디지털 통신 시스템의 개략도
점대점 광섬유 통신 시스템에서 신호전송과정은 광송신단말로 보내진 입력신호를 패턴변환 후 광섬유에서 전송에 적합한 코드구조로 변환하고 빛의 세기를 결정하는 것이다. 소스는 구동 회로 변조에 의해 직접 구동되므로 광원의 광 전력 출력은 입력 신호 전류에 따라 변경됩니다. 즉, 광원은 전기/광 변환을 완료하고 해당 광 전력 신호를 광섬유로 보냅니다. 전송을 위해; 통신 시스템 라인에서 현재 단일 모드 광섬유는 더 나은 전송 특성으로 인해 발생합니다. 신호가 수신단에 도달한 후 입력 광 신호는 먼저 광검출기에 의해 직접 감지되어 광/전기 변환을 완료한 다음 증폭, 균등화 및 판단됩니다. 이를 원래의 전기 신호로 복원하는 일련의 처리를 거쳐 전체 전송 과정이 완성됩니다.
통신 품질을 보장하려면 송수신기 사이에 적절한 거리에 광 중계기를 설치해야 합니다. 광섬유 통신에는 크게 두 가지 종류의 광중계기가 있는데, 하나는 광-전기-광 변환 형태의 중계기이고, 다른 하나는 광신호를 직접 증폭하는 광증폭기이다.
광섬유 통신 시스템에서 중계 거리를 결정하는 주요 요인은 광섬유의 손실과 전송 대역폭이다.
일반적으로 광섬유의 단위 전송 길이당 광섬유의 감쇠량을 사용하여 광섬유의 손실을 나타내며, 단위는 dB/km이다. 현재 실용적인 실리카 기반 광섬유는 0.8~0.9μm 대역에서 약 2dB/km의 손실을 갖고 있다. 1.31μm에서 5dB/km의 손실; 1.55μm에서 손실은 0.2dB/km로 감소할 수 있으며 이는 SiO2 섬유 손실의 이론적 한계에 가깝습니다. 전통적으로 0.85μm는 광섬유 통신의 단파장이라고 합니다. 1.31μm와 1.55μm는 광섬유 통신의 장파장이라고 부른다. 이는 광섬유 통신에서 세 가지 실용적인 저손실 작업 창입니다.
디지털 광섬유 통신에서는 각 시간대별 광신호 유무에 따라 정보가 전송된다. 따라서 릴레이 거리도 광섬유 전송 대역폭에 의해 제한됩니다. 일반적으로 MHz.km는 광섬유의 단위 길이당 전송 대역폭의 단위로 사용됩니다. 특정 광섬유의 대역폭을 100MHz.km로 지정하면 광섬유 1km당 100MHz 대역폭 신호만 전송할 수 있다는 의미입니다. 거리가 멀고 전송 대역폭이 작을수록 통신 용량은 작아집니다.