Afhankelijk van verschillende gebruikersvereisten, verschillende soorten diensten en de ontwikkeling van technologie in verschillende stadia, kan de vorm van optische vezelcommunicatiesystemen divers zijn.
Momenteel wordt een relatief groot aantal systeemvormen gebruikt voor digitale communicatiesystemen met optische vezels van intensiteitsmodulatie / directe detectie (IM / DD). Het principeblokdiagram van dit systeem wordt getoond in figuur 1. Zoals uit de figuur blijkt, bestaat het digitale communicatiesysteem met optische vezels hoofdzakelijk uit een optische zender, een optische vezel en een optische ontvanger.
Figuur 1 Schematisch diagram van een digitaal communicatiesysteem met optische vezels
In het point-to-point optische vezelcommunicatiesysteem wordt het signaaloverdrachtproces uitgevoerd: het ingangssignaal dat naar de optische zenderterminal wordt gestuurd, wordt na de patroonconversie omgezet in een codestructuur die geschikt is voor verzending in de optische vezel, en de intensiteit van het licht bron wordt rechtstreeks aangedreven door de modulatie van het aandrijfcircuit, zodat het optische vermogen van de lichtbron verandert met de ingangssignaalstroom, dat wil zeggen dat de lichtbron de elektrische / optische conversie voltooit en het overeenkomstige optische vermogenssignaal naar de optische vezel stuurt voor transmissie; op de lijnen van het communicatiesysteem, momenteel single-mode optische vezel. Dit komt door de betere transmissie-eigenschappen; Nadat het signaal het ontvangende uiteinde heeft bereikt, wordt het optische ingangssignaal eerst rechtstreeks gedetecteerd door een fotodetector om de optische/elektrische conversie te voltooien, en vervolgens versterkt, geëgaliseerd en beoordeeld. Een reeks verwerkingen om het oorspronkelijke elektrische signaal te herstellen, waardoor het hele transmissieproces wordt voltooid.
Om de communicatiekwaliteit te garanderen, moet er een optische repeater worden voorzien op een geschikte afstand tussen de zendontvangers. Er zijn twee hoofdtypen optische repeaters in optische vezelcommunicatie: de ene is een repeater in de vorm van optisch-elektrisch-optische conversie, en de andere is een optische versterker die het optische signaal direct versterkt.
In communicatiesystemen met optische vezels zijn de belangrijkste factoren die de relaisafstand bepalen het verlies van optische vezels en de transmissiebandbreedte.
Over het algemeen wordt de verzwakking van een vezel per eenheidslengte van transmissie in de vezel gebruikt om het verlies van de vezel weer te geven, en de eenheid ervan is dB / km. Momenteel heeft de praktische optische vezel op silicabasis een verlies van ongeveer 2 dB / km in de band van 0,8 tot 0,9 μm; een verlies van 5 dB / km bij 1,31 μm; en bij 1,55 μm kan het verlies worden teruggebracht tot 0,2 dB / km, wat dicht bij de theoretische limiet van SiO2-vezelverlies ligt. Traditioneel wordt 0,85 μm de korte golflengte van glasvezelcommunicatie genoemd; 1,31 μm en 1,55 μm worden de lange golflengte van optische vezelcommunicatie genoemd. Het zijn drie praktische verliesarme werkvensters in glasvezelcommunicatie.
Bij digitale optische vezelcommunicatie wordt informatie verzonden door de aan- of afwezigheid van optische signalen in elk tijdslot. Daarom wordt de relaisafstand ook beperkt door de glasvezeltransmissiebandbreedte. Over het algemeen wordt MHz.km gebruikt als de eenheid van de transmissiebandbreedte per vezellengte-eenheid. Als de bandbreedte van een bepaalde vezel wordt opgegeven als 100 MHz.km, betekent dit dat er per kilometer glasvezel slechts signalen met een bandbreedte van 100 MHz mogen worden verzonden. Hoe langer de afstand en hoe kleiner de transmissiebandbreedte, hoe kleiner de communicatiecapaciteit.