Theo yêu cầu khác nhau của người dùng, các loại dịch vụ khác nhau và sự phát triển của công nghệ ở các giai đoạn khác nhau, hình thức của hệ thống thông tin cáp quang có thể rất đa dạng.
Hiện nay, một số lượng tương đối lớn các dạng hệ thống được sử dụng cho các hệ thống truyền thông kỹ thuật số sợi quang điều chế cường độ/phát hiện trực tiếp (IM/DD). Sơ đồ khối nguyên lý của hệ thống này được hiển thị trong Hình 1. Như có thể thấy trong hình, hệ thống truyền thông kỹ thuật số sợi quang chủ yếu bao gồm một máy phát quang, một sợi quang và một bộ thu quang.
Hình 1 Sơ đồ hệ thống thông tin số sợi quang
Trong hệ thống truyền thông cáp quang point-to-point, quá trình truyền tín hiệu: tín hiệu đầu vào gửi đến thiết bị đầu cuối máy phát quang được chuyển đổi thành cấu trúc mã phù hợp để truyền trong sợi quang sau khi chuyển đổi mẫu và cường độ ánh sáng Nguồn được điều khiển trực tiếp bởi Điều chế mạch điều khiển, sao cho công suất quang đầu ra của nguồn sáng thay đổi theo dòng tín hiệu đầu vào, nghĩa là nguồn sáng hoàn thành quá trình chuyển đổi điện / quang và gửi tín hiệu công suất quang tương ứng đến sợi quang để truyền tải; trên các đường truyền của hệ thống thông tin liên lạc, hiện nay, cáp quang đơn mode. Điều này là do đặc tính truyền dẫn tốt hơn của nó; Sau khi tín hiệu đến đầu nhận, tín hiệu quang đầu vào trước tiên được phát hiện trực tiếp bởi bộ tách sóng quang để hoàn thành quá trình chuyển đổi quang/điện, sau đó được khuếch đại, cân bằng và đánh giá. Một chuỗi xử lý để khôi phục nó về tín hiệu điện ban đầu, từ đó hoàn thành toàn bộ quá trình truyền tải.
Để đảm bảo chất lượng liên lạc, bộ lặp quang phải được cung cấp ở khoảng cách thích hợp giữa các bộ thu phát. Có hai loại bộ lặp quang chính trong truyền thông cáp quang, một loại là bộ lặp ở dạng chuyển đổi quang-điện-quang và loại còn lại là bộ khuếch đại quang khuếch đại trực tiếp tín hiệu quang.
Trong hệ thống thông tin sợi quang, các yếu tố chính quyết định khoảng cách chuyển tiếp là sự suy giảm của sợi quang và băng thông truyền dẫn.
Nói chung, độ suy giảm của sợi trên một đơn vị chiều dài truyền trong sợi được sử dụng để biểu thị sự suy hao của sợi và đơn vị của nó là dB / km. Hiện nay, sợi quang dựa trên silica thực tế có độ suy hao khoảng 2 dB/km trong dải tần 0,8 đến 0,9 μm; tổn thất 5 dB/km ở mức 1,31 μm; và ở mức 1,55 μm, tổn thất có thể giảm xuống 0,2 dB / km, gần với giới hạn lý thuyết về tổn thất sợi SiO2. Theo truyền thống, 0,85 μm được gọi là bước sóng ngắn của truyền thông cáp quang; 1,31 μm và 1,55 μm được gọi là bước sóng dài của truyền thông cáp quang. Chúng là ba cửa sổ làm việc có mức tổn hao thấp thực tế trong truyền thông cáp quang.
Trong truyền thông sợi quang kỹ thuật số, thông tin được truyền đi bằng sự hiện diện hay vắng mặt của tín hiệu quang trong mỗi khe thời gian. Do đó, khoảng cách chuyển tiếp cũng bị giới hạn bởi băng thông truyền dẫn cáp quang. Nói chung, MHz.km được sử dụng làm đơn vị băng thông truyền trên mỗi đơn vị chiều dài của sợi quang. Nếu băng thông của một sợi quang nhất định được đưa ra là 100 MHz.km, điều đó có nghĩa là chỉ tín hiệu băng thông 100 MHz được phép truyền trên mỗi km sợi quang. Khoảng cách càng xa và băng thông truyền dẫn càng nhỏ thì dung lượng liên lạc càng nhỏ.