Osnovna struktura i klasifikacija svjetlovodnih komunikacijskih sustava

Osnovna struktura komunikacijskih sustava od optičkih vlakana Osnovni sastav komunikacijskog sustava od optičkih vlakana prikazan je na slici 1-1, uglavnom uključujući tri glavna dijela: prijenos, prijem i osnovni prijenosni sustav od optičkih vlakana:

(1) Odašiljač: Izvor informacija pretvara korisničke informacije u izvorne električne signale (signali osnovnog pojasa); električni odašiljač pretvara signale osnovnog pojasa u modulirane signale prikladne za prijenos kanala (kao što su FM, PFM, PWM); optički odašiljač modulira i pretvara električne signale u optičke signale.

(2) Prijamni dio: optički prijamnik pretvara optičke signale koji se prenose kroz vlakno u električne signale; električni prijemnik vraća električne signale u signale osnovnog pojasa; sudoper informacija vraća korisničke podatke. Napomena: Segmenti električnog signala prije optičkog odašiljača i nakon optičkog prijamnika koriste istu tehnologiju/opremu kao kabelska komunikacija, samo zamjenjujući kabelski prijenos s "optički odašiljač + linija od optičkih vlakana + optički prijamnik."

(3) Osnovni optički prijenosni sustav podijeljen je na tri dijela: optički odašiljač, svjetlovodni vod i optički prijamnik:

Optički odašiljač: jezgra je izvor svjetlosti (kao što je LED, poluvodička laserska dioda, DFB laser, itd.), koji treba zadovoljiti zahtjeve kao što su velika izlazna optička snaga, visoka frekvencija modulacije, uska spektralna linija i stabilna valna duljina; njegova funkcija je pretvaranje električnih signala u optičke signale i njihovo spajanje u optičko vlakno.

Linija optičkih vlakana: Sastoji se od optičkih vlakana, spojeva i konektora (zapravo pomoću optičkih kabela); njegova funkcija je prijenos optičkih signala s malim izobličenjem i slabljenjem. Optičko vlakno je cilindrično (indeks loma jezgre (n_1) > indeks loma omotača (n_2)), koristi potpunu unutarnju refleksiju za prijenos svjetlosti; ima 3 prozora niskih -gubitaka: (0,85\\mu m) (kratka valna duljina), (1,31\\mu m) (duga valna duljina), (1,55\\mu m) (duga valna duljina); glavne karakteristike su gubitak (jedinica: dB/km) i disperzija (jedinica: (ps/(km·nm)), koji utječu na propusnost prijenosa).

Optički prijamnik: Jezgra je fotodetektor (kao što je PIN fotodioda, APD lavinska fotodioda), koji mora zadovoljiti zahtjeve visoke osjetljivosti, niske buke i velike brzine; najvažniji parametar je osjetljivost (odražava sposobnost primanja slabih optičkih signala, važan pokazatelj kvalitete sustava); njegova funkcija je pretvaranje optičkih signala u električne i vraćanje izvornog signala.

Klasifikacija komunikacijskih sustava s optičkim vlaknima Uobičajene metode klasifikacije su sljedeće:

(1) Klasifikacija prema vrsti signala prijenosa: podijeljeno na analogne komunikacijske sustave s optičkim vlaknima i digitalne komunikacijske sustave s optičkim vlaknima:

Prednosti optičkih digitalnih komunikacijskih sustava:

Snažna anti{0}}smetnja i dobra kvaliteta prijenosa (šum proizvodi bitne pogreške samo kada premaši prag);

Regenerativno ponavljanje, velika udaljenost prijenosa (eliminira nakupljanje šuma);

Prilagođava višestruke usluge s velikom fleksibilnošću (jednostavno implementirati integrirane usluge);

Jednostavna implementacija sigurne komunikacije visokog-intenziteta (otvoreni tekst i dodatak ključa modulo-2);

Koristi digitalne sklopove, jednostavan za integraciju, minijaturiziranje, niske cijene i visoke pouzdanosti.

Nedostaci digitalnih komunikacijskih sustava s optičkim vlaknima: Široka zauzeta propusnost, niska iskorištenost propusnosti, složena oprema i relativno visoka cijena.

Karakteristike analognih komunikacijskih sustava s optičkim vlaknima: uska zauzeta propusnost, jednostavni sklopovi (nema potrebe za A/D/D/A pretvorbom), niska cijena, prikladno za komunikaciju na kratke -udaljenosti.

(2) Klasifikacija prema optičkoj valnoj duljini i tipu vlakna: Podijeljen na komunikacijske sustave s višemodnim optičkim vlaknima kratke valne duljine i komunikacijske sustave s optičkim vlaknima dugih valnih duljina:

Višemodni sustavi kratkih valnih duljina: radna valna duljina oko (0,85\\mu m), brzina manja ili jednaka 34Mbit/s, razmak repetitora manji ili jednak 10 km.

Sustavi dugih valnih duljina (podijeljeni u 3 kategorije):

(1,31\\mu m) multimodni sustavi: brzina 34/140Mbit/s, razmak repetitora ≈20km;

(1,31\\mu m) jedno-modni sustavi: brzina 140/565Mbit/s, razmak repetitora 30~50km (pri 140Mbit/s);

(1,55\\mu m) jedno-sustavi: brzina veća ili jednaka 565Mbit/s, razmak repetitora ≈70km.

(3) Klasifikacija prema metodi digitalnog multipleksiranja: podijeljeno na sustave plesiokrone digitalne hijerarhije (PDH) i sustave sinkrone digitalne hijerarhije (SDH):

PDH: Svaka bitna brzina hijerarhijske razine ima toleranciju i asinkrona je, usvajajući pozitivno opravdanje za implementaciju plesiokronog multipleksiranja; brzina Manja ili jednaka 565Mbit/s.

SDH: Prikladno za mrežni prijenos od točke-do-točke/više točaka; brzina pojedinačne valne duljine može doseći 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) Klasifikacija prema metodi modulacije: Podijeljena u 2 kategorije: 1) Sustavi izravne modulacije intenziteta (unutarnja modulacija): Modulacija tijekom procesa emisije svjetlosti izvora svjetlosti; jednostavna oprema, niska cijena, visoka učinkovitost modulacije, ali spektralno širenje utječe na poboljšanje brzine. 2) Sustavi neizravne modulacije (vanjska modulacija): Nakon što izvor svjetlosti emitira svjetlost, modulator se dodaje u izlazni put; minimalan utjecaj na spektralnu liniju izvora svjetlosti, pogodan za -komunikaciju visoke brzine.