W zależności od różnych wymagań użytkowników, różnych rodzajów usług i rozwoju technologii na różnych etapach, formy systemów komunikacji światłowodowej mogą być różnorodne.
Obecnie stosunkowo duża liczba form systemowych stosowana jest w światłowodowych cyfrowych systemach komunikacyjnych modulacji natężenia/bezpośredniej detekcji (IM/DD). Podstawowy schemat blokowy tego systemu pokazano na rysunku 1. Jak widać na rysunku, cyfrowy system komunikacji światłowodowej składa się głównie z nadajnika optycznego, światłowodu i odbiornika optycznego.
Rysunek 1 Schemat ideowy cyfrowego systemu komunikacji światłowodowej
W systemie komunikacji światłowodowej punkt-punkt proces transmisji sygnału: sygnał wejściowy wysyłany do terminala nadajnika optycznego jest przekształcany na strukturę kodową odpowiednią do transmisji w światłowodzie po konwersji wzoru, a natężenie światła źródło jest bezpośrednio napędzane przez obwód napędowy Modulacja, dzięki czemu moc optyczna wyjściowa źródła światła zmienia się wraz z prądem sygnału wejściowego, co oznacza, że źródło światła kończy konwersję elektryczną/optyczną i wysyła odpowiedni sygnał mocy optycznej do światłowodu do transmisji; na liniach systemu łączności obecnie światłowód jednomodowy, wynika to z jego lepszych właściwości transmisyjnych; po dotarciu sygnału do końca odbiorczego wejściowy sygnał optyczny jest najpierw wykrywany bezpośrednio przez fotodetektor w celu zakończenia konwersji optyczno-elektrycznej, a następnie wzmacniany, korygowany i oceniany. Seria przetwarzania mająca na celu przywrócenie pierwotnego sygnału elektrycznego, kończąc w ten sposób cały proces transmisji.
Aby zapewnić jakość komunikacji, w odpowiedniej odległości pomiędzy urządzeniami nadawczo-odbiorczymi należy umieścić wzmacniacz optyczny. W komunikacji światłowodowej występują dwa główne typy wzmacniaczy optycznych, jeden to wzmacniacz w formie konwersji optyczno-elektryczno-optycznej, a drugi to wzmacniacz optyczny bezpośrednio wzmacniający sygnał optyczny.
W systemach komunikacji światłowodowej głównymi czynnikami determinującymi odległość przekaźnika są utrata światłowodu i szerokość pasma transmisji.
Ogólnie rzecz biorąc, tłumienie światłowodu na jednostkę długości transmisji we włóknie służy do przedstawienia strat we włóknie, a jego jednostką jest dB / km. Obecnie praktyczny światłowód na bazie krzemionki charakteryzuje się stratą około 2 dB/km w paśmie od 0,8 do 0,9 µm; strata 5 dB / km przy 1,31 μm; a przy 1,55 μm stratę można zmniejszyć do 0,2 dB/km, co jest bliskie teoretycznej granicy strat włókna SiO2. Tradycyjnie 0,85 μm nazywane jest krótką falą komunikacji światłowodowej; 1,31 μm i 1,55 μm nazywane są długimi falami komunikacji światłowodowej. Są to trzy praktyczne, niskostratne okna robocze w komunikacji światłowodowej.
W cyfrowej komunikacji światłowodowej informacja jest przesyłana poprzez obecność lub brak sygnałów optycznych w każdym przedziale czasowym. Dlatego odległość przekaźnika jest również ograniczona przepustowością transmisji światłowodu. Ogólnie rzecz biorąc, MHz.km jest jednostką szerokości pasma transmisji na jednostkę długości światłowodu. Jeśli szerokość pasma danego światłowodu jest podana jako 100 MHz.km, oznacza to, że na każdym kilometrze światłowodu można przesyłać tylko sygnały o szerokości pasma 100 MHz. Im większa odległość i mniejsza szerokość pasma transmisji, tym mniejsza wydajność komunikacji.