Kuituoptisten viestintäjärjestelmien perusrakenne Kuituoptisen viestintäjärjestelmän perusrakenne on esitetty kuvassa 1-1, sisältäen pääasiassa kolme pääosaa: lähetys, vastaanotto ja peruskuituoptinen siirtojärjestelmä:
(1) Lähetysosa: Tietolähde muuntaa käyttäjätiedot alkuperäisiksi sähkösignaaleiksi (kantataajuussignaaleiksi); sähköinen lähetin muuntaa kantataajuussignaalit moduloiduiksi signaaleiksi, jotka soveltuvat kanavalähetykseen (kuten FM, PFM, PWM); optinen lähetin moduloi ja muuntaa sähköiset signaalit optisiksi signaaleiksi.
(2) Vastaanottava osa: Optinen vastaanotin muuntaa kuidun kautta lähetetyt optiset signaalit sähköisiksi signaaleiksi; sähköinen vastaanotin palauttaa sähköiset signaalit kantataajuussignaaleiksi; tietonielu palauttaa käyttäjätiedot. Huomautus: Sähköiset signaalisegmentit ennen optista lähetintä ja optisen vastaanottimen jälkeen käyttävät samaa tekniikkaa/laitteistoa kuin kaapeliviestinnässä, vain kaapelilähetyksen korvaamalla "optinen lähetin + optinen kuitulinja + optinen vastaanotin".
(3) Kuituoptinen perussiirtojärjestelmä on jaettu kolmeen osaan: optinen lähetin, optinen kuitulinja ja optinen vastaanotin:
Optinen lähetin: Ydin on valonlähde (kuten LED, puolijohdelaserdiodi, DFB-laser jne.), jonka on täytettävä vaatimukset, kuten korkea optinen lähtöteho, korkea modulaatiotaajuus, kapea spektriviiva ja vakaa aallonpituus; sen tehtävänä on muuntaa sähköiset signaalit optisiksi signaaleiksi ja kytkeä ne optiseksi kuiduksi.
Optinen kuitulinja: Koostuu optisista kuiduista, jatkoksista ja liittimistä (itse asiassa käyttämällä optisia kaapeleita); sen tehtävänä on lähettää optisia signaaleja alhaisella säröllä ja pienellä vaimennuksena. Optinen kuitu on sylinterimäinen (ytimen taitekerroin (n_1) > kuoren taitekerroin (n_2)), joka hyödyntää sisäistä kokonaisheijastusta valon siirtämiseen; siinä on 3 pienen -häviön ikkunaa: (0,85\\mum) (lyhyt aallonpituus), (1,31\\mum) (pitkä aallonpituus), (1,55\\mum) (pitkä aallonpituus); Pääominaisuudet ovat häviö (yksikkö: dB/km) ja hajonta (yksikkö: (ps/(km·nm)), jotka vaikuttavat lähetyksen kaistanleveyteen).
Optinen vastaanotin: Ydin on valoilmaisin (kuten PIN-valodiodi, APD-vyöryvalodiodi), jonka on täytettävä korkean herkkyyden, alhaisen kohinan ja suuren nopeuden vaatimukset. tärkein parametri on herkkyys (heijastaa kykyä vastaanottaa heikkoja optisia signaaleja, tärkeä järjestelmän laadun indikaattori); sen tehtävänä on muuntaa optiset signaalit sähköisiksi signaaleiksi ja palauttaa alkuperäinen signaali.
Kuituoptisten viestintäjärjestelmien luokittelu Yleiset luokitusmenetelmät ovat seuraavat:
(1) Luokittelu lähetyssignaalin tyypin mukaan: Jaettu kuituoptisiin analogisiin viestintäjärjestelmiin ja kuituoptisiin digitaalisiin viestintäjärjestelmiin:
Kuituoptisten digitaalisten viestintäjärjestelmien edut:
Vahva -häiriönestokyky ja hyvä lähetyksen laatu (kohina aiheuttaa vain bittivirheitä kynnyksen ylittäessä);
Regeneratiivinen toisto, pitkä lähetysetäisyys (eliminoi kohinan kertymisen);
Sisältää useita palveluita erittäin joustavasti (helppo toteuttaa integroidut palvelut);
Helppo toteuttaa korkean{0}}intensiteetin suojattu viestintä (plaintext ja key modulo-2-lisäys);
Käyttää digitaalisia piirejä, helppo integroida, pienentää, alhaiset kustannukset ja korkea luotettavuus.
Kuituoptisten digitaalisten viestintäjärjestelmien haitat: Laaja käytössä oleva kaistanleveys, alhainen kaistanleveyden käyttöaste, monimutkaiset laitteet ja suhteellisen korkeat kustannukset.
Analogisten kuituoptisten viestintäjärjestelmien ominaisuudet: Kapea varattu kaistanleveys, yksinkertaiset piirit (ei tarvetta A/D/D/A-muunnoksille), edullinen hinta, sopii lyhyen-etäisyyden viestintään.
(2) Luokittelu optisen aallonpituuden ja kuitutyypin mukaan: Jaettu lyhyen aallonpituuden monimuotoisiin kuituoptisiin viestintäjärjestelmiin ja pitkän aallonpituisiin kuituoptisiin viestintäjärjestelmiin:
Lyhyen aallonpituuden monimuotojärjestelmät: Toimintaaallonpituus noin (0,85\\mum), nopeus Vähemmän tai yhtä suuri kuin 34 Mbit/s, toistimen etäisyys Enintään 10 km.
Pitkän aallonpituusjärjestelmät (jaettu 3 luokkaan):
(1,31\\mu m) monimuotojärjestelmät: nopeus 34/140 Mbit/s, toistimen väli ≈20 km;
(1,31\\mu m) yksimuotojärjestelmät: nopeus 140/565 Mbit/s, toistimen väli 30–50 km (nopeudella 140 Mbit/s);
(1,55\\mum) yksimuotojärjestelmät: nopeus Suurempi tai yhtä suuri kuin 565 Mbit/s, toistimen väli ≈70 km.
(3) Luokittelu digitaalisen multipleksointimenetelmän mukaan: Jaettu plesiokroniseen digitaaliseen hierarkiaan (PDH) ja synkroniseen digitaaliseen hierarkiaan (SDH):
PDH: Jokaisella hierarkkisen tason bittinopeudella on toleranssi ja se on asynkroninen ja ottaa käyttöön positiivisen perustelun plesiokronisen multipleksoinnin toteuttamiseksi; nopeus Vähemmän tai yhtä suuri kuin 565 Mbit/s.
SDH: Soveltuu piste{0}}pisteestä-pisteeseen/monipisteverkkoon; Yksi aallonpituusnopeus voi olla 2,5 Gbit/s, 10 Gbit/s.
(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) Luokittelu modulaatiomenetelmän mukaan: Jaettu 2 luokkaan: 1) Suoran intensiteetin modulaatiojärjestelmät (sisäinen modulaatio): Modulaatio valonlähteen valoemissioprosessin aikana; yksinkertainen laitteisto, edullinen, korkea modulaatiotehokkuus, mutta spektrin laajeneminen vaikuttaa nopeuden parantumiseen. 2) Epäsuorat modulaatiojärjestelmät (ulkoinen modulaatio): Kun valonlähde lähettää valoa, modulaattori lisätään lähtöreitille; minimaalinen vaikutus valonlähteen spektriviivaan, soveltuu nopeaan-viestintään.
