Az üvegszálas kommunikációs rendszerek alapvető felépítése Az 1-1. ábrán látható az optikai szálas kommunikációs rendszer alapvető összetétele, amely főként három fő részből áll: adás, vétel és alapvető száloptikai átviteli rendszer:
(1) Átviteli rész: Az információforrás a felhasználói információkat eredeti elektromos jelekké (alapsávi jelekké) alakítja át; az elektromos adó az alapsávi jeleket csatornaátvitelre alkalmas modulált jelekké alakítja (például FM, PFM, PWM); az optikai adó modulálja és optikai jelekké alakítja át az elektromos jeleket.
(2) Fogadó rész: Az optikai vevő a szálon keresztül továbbított optikai jeleket elektromos jelekké alakítja; az elektromos vevő visszaállítja az elektromos jeleket alapsávi jelekké; az információgyűjtő helyreállítja a felhasználói információkat. Megjegyzés: Az optikai adó előtt és az optikai vevő utáni elektromos jelszegmensek ugyanazt a technológiát/berendezést használják, mint a kábeles kommunikáció, csak a kábeles átvitelt az "optikai adó + optikai szál + optikai vevő" kifejezéssel helyettesítve.
(3) Az alapvető száloptikai átviteli rendszer három részre oszlik: optikai adó, optikai szálas vonal és optikai vevő:
Optikai adó: A mag a fényforrás (például LED, félvezető lézerdióda, DFB lézer stb.), amelynek meg kell felelnie az olyan követelményeknek, mint a nagy kimeneti optikai teljesítmény, a nagy modulációs frekvencia, a keskeny spektrumvonal és a stabil hullámhossz; feladata az elektromos jelek optikai jelekké alakítása és optikai szálakká történő csatolása.
Optikai szál vonal: Optikai szálakból, toldásokból és csatlakozókból áll (valójában optikai kábelekkel); feladata az optikai jelek továbbítása alacsony torzítással és csillapítással. Az optikai szál hengeres (a mag törésmutatója (n_1) > a burkolat törésmutatója (n_2)), teljes belső reflexiót használ a fény továbbítására; 3 kis-veszteségű ablaka van: (0,85\\mu m) (rövid hullámhossz), (1,31\\mu m) (hosszú hullámhossz), (1,55\\mu m) (hosszú hullámhossz); fő jellemzői a veszteség (mértékegység: dB/km) és a szóródás (mértékegység: (ps/(km·nm)), amelyek befolyásolják az átviteli sávszélességet).
Optikai vevő: A mag a fotodetektor (például PIN-fényképdióda, APD-lavina fotodióda), amelynek meg kell felelnie a nagy érzékenység, az alacsony zajszint és a nagy sebesség követelményeinek; a legfontosabb paraméter az érzékenység (a gyenge optikai jelek fogadásának képességét tükrözi, ami a rendszer minőségének fontos mutatója); feladata az optikai jelek elektromos jelekké alakítása és az eredeti jel visszaállítása.
Száloptikai kommunikációs rendszerek osztályozása Az általános osztályozási módszerek a következők:
(1) Osztályozás átviteli jel típusa szerint: Optikai analóg kommunikációs rendszerekre és száloptikai digitális kommunikációs rendszerekre osztva:
Az optikai szálas digitális kommunikációs rendszerek előnyei:
Erős interferencia-gátló képesség és jó átviteli minőség (a zaj csak a küszöbérték túllépése esetén okoz bithibákat);
Regeneratív ismétlődés, nagy átviteli távolság (zaj felhalmozódás megszüntetése);
Több szolgáltatást is nagy rugalmassággal kezel (könnyen megvalósítható integrált szolgáltatások);
Könnyen megvalósítható, nagy{0}intenzitású biztonságos kommunikáció (sima szöveg és kulcs modulo-2 kiegészítés);
Digitális áramköröket használ, könnyen integrálható, miniatürizálható, alacsony költséggel és nagy megbízhatósággal.
Az optikai szálas digitális kommunikációs rendszerek hátrányai: Széles elfoglalt sávszélesség, alacsony sávszélesség kihasználtság, összetett berendezések és viszonylag magas költségek.
Optikai analóg kommunikációs rendszerek jellemzői: Szűk foglalt sávszélesség, egyszerű áramkörök (nincs szükség A/D/D/A konverzióra), alacsony ár, rövidtávú{0}} kommunikációra alkalmas.
(2) Osztályozás optikai hullámhossz és száltípus szerint: Rövid hullámhosszú multimódusú száloptikai kommunikációs rendszerekre és hosszú hullámhosszú száloptikai kommunikációs rendszerekre osztva:
Rövid hullámhosszú multimódusú rendszerek: Működési hullámhossz kb. (0,85\\mum), sebesség Legfeljebb 34Mbit/s, ismétlőtávolság Legfeljebb 10km.
Hosszú hullámhosszú rendszerek (3 kategóriába sorolva):
(1,31\\mu m) multimódusú rendszerek: sebesség 34/140Mbit/s, átjátszó távolság ≈20km;
(1,31\\mu m) egymódusú rendszerek: 140/565 Mbit/s sebesség, 30-50 km átjátszó távolság (140 Mbit/s-nál);
(1,55\\mu m) egymódusú{1}}rendszerek: sebesség Nagyobb vagy egyenlő, mint 565 Mbit/s, az átjátszó távolsága ≈70 km.
(3) Osztályozás digitális multiplexelési módszer szerint: Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH) és Synchronous Digital Hierarchy (SDH) rendszerekre osztva:
PDH: Minden hierarchikus szintű bitsebesség toleranciával rendelkezik, és aszinkron, pozitív indoklást fogadva el a pleziokron multiplexelés megvalósításához; sebesség Kisebb vagy egyenlő, mint 565 Mbit/s.
SDH: Pont{0}}pont/-pont/többpont hálózati átvitelre alkalmas; Az egyetlen hullámhossz sebessége elérheti a 2,5 Gbit/s-ot, a 10 Gbit/s-ot.
(4) Classification by transmission rate: Divided into 3 categories: 1) Low-speed systems: rate 2Mbit/s, 8Mbit/s; 2) Medium-speed systems: rate 34Mbit/s, 140Mbit/s; 3) High-speed systems: rate >565 Mbit/s.
(5) Osztályozás modulációs módszer szerint: 2 kategóriába sorolva: 1) Közvetlen intenzitásmodulációs rendszerek (belső moduláció): Moduláció a fényforrás fénykibocsátási folyamata során; egyszerű berendezés, alacsony költség, magas modulációs hatásfok, de a spektrumszélesítés befolyásolja a sebesség javulását. 2) Közvetett modulációs rendszerek (külső moduláció): Miután a fényforrás fényt bocsát ki, a kimeneti útba modulátor kerül; minimális hatást gyakorol a fényforrás spektrumvonalára, alkalmas nagy-sebességű kommunikációra.
