Basisstructuur van glasvezelcommunicatiesystemen De basissamenstelling van een glasvezelcommunicatiesysteem wordt weergegeven in figuur 1-1 en bestaat voornamelijk uit drie hoofdonderdelen: transmissie, ontvangst en basis glasvezeltransmissiesysteem:
(1) Zendgedeelte: de informatiebron zet gebruikersinformatie om in originele elektrische signalen (basisbandsignalen); de elektrische zender zet basisbandsignalen om in gemoduleerde signalen die geschikt zijn voor kanaaltransmissie (zoals FM, PFM, PWM); de optische zender moduleert en zet elektrische signalen om in optische signalen.
(2) Ontvangstgedeelte: de optische ontvanger zet optische signalen die via de vezel worden verzonden om in elektrische signalen; de elektrische ontvanger herstelt elektrische signalen naar basisbandsignalen; de informatie-sink herstelt gebruikersinformatie. Opmerking: De elektrische signaalsegmenten vóór de optische zender en na de optische ontvanger gebruiken dezelfde technologie/apparatuur als kabelcommunicatie, waarbij alleen de kabeltransmissie wordt vervangen door "optische zender + optische vezellijn + optische ontvanger".
(3) Het basis glasvezeltransmissiesysteem is verdeeld in drie delen: optische zender, optische vezellijn en optische ontvanger:
Optische zender: De kern is de lichtbron (zoals LED, halfgeleiderlaserdiode, DFB-laser, enz.), die moet voldoen aan vereisten zoals een hoog optisch vermogen, hoge modulatiefrequentie, smalle spectraallijn en stabiele golflengte; zijn functie is om elektrische signalen om te zetten in optische signalen en deze te koppelen aan optische vezels.
Optische vezellijn: samengesteld uit optische vezels, splitsingen en connectoren (eigenlijk met behulp van optische kabels); zijn functie is het verzenden van optische signalen met lage vervorming en lage verzwakking. Optische vezel is cilindrisch (kernbrekingsindex (n_1) > brekingsindex van de bekleding (n_2)) en maakt gebruik van totale interne reflectie om licht door te laten; het heeft 3 vensters met laag-verlies: (0,85\\mu m) (korte golflengte), (1,31\\mu m) (lange golflengte), (1,55\\mu m) (lange golflengte); De belangrijkste kenmerken zijn verlies (eenheid: dB/km) en spreiding (eenheid: (ps/(km·nm)), wat van invloed is op de transmissiebandbreedte).
Optische ontvanger: De kern is de fotodetector (zoals PIN-fotodiode, APD-lawinefotodiode), die moet voldoen aan de eisen van hoge responsiviteit, weinig ruis en hoge snelheid; de belangrijkste parameter is de gevoeligheid (die het vermogen weerspiegelt om zwakke optische signalen te ontvangen, een belangrijke indicator voor de systeemkwaliteit); zijn functie is het omzetten van optische signalen in elektrische signalen en het herstellen van het oorspronkelijke signaal.
Classificatie van glasvezelcommunicatiesystemen De gebruikelijke classificatiemethoden zijn als volgt:
(1) Classificatie per type transmissiesignaal: Verdeeld in analoge glasvezelcommunicatiesystemen en digitale glasvezelcommunicatiesystemen:
Voordelen van digitale glasvezelcommunicatiesystemen:
Sterk anti-interferentievermogen en goede transmissiekwaliteit (ruis veroorzaakt alleen bitfouten wanneer de drempel wordt overschreden);
Regeneratieve herhaling, lange transmissieafstand (elimineert ruisaccumulatie);
Biedt ruimte aan meerdere services met grote flexibiliteit (gemakkelijk te implementeren geïntegreerde services);
Eenvoudig te implementeren beveiligde communicatie met hoge{0}}intensiteit (plaintext en modulo-2-toevoeging);
Maakt gebruik van digitale circuits, eenvoudig te integreren, te miniaturiseren, lage kosten en hoge betrouwbaarheid.
Nadelen van digitale communicatiesystemen via glasvezel: grote bandbreedte, laag bandbreedtegebruik, complexe apparatuur en relatief hoge kosten.
Kenmerken van analoge glasvezelcommunicatiesystemen: smalle bandbreedte, eenvoudige circuits (geen noodzaak voor A/D/D/A-conversie), lage prijs, geschikt voor communicatie over korte- afstanden.
(2) Classificatie op basis van optische golflengte en vezeltype: Verdeeld in multimode glasvezelcommunicatiesystemen met korte golflengte en glasvezelcommunicatiesystemen met lange golflengte:
Multimode-systemen met korte golflengte: bedrijfsgolflengte rond (0,85 µm), snelheid kleiner dan of gelijk aan 34 Mbit/s, repeaterafstand kleiner dan of gelijk aan 10 km.
Langegolflengtesystemen (onderverdeeld in 3 categorieën):
(1,31\\mu m) multimode systemen: snelheid 34/140Mbit/s, repeaterafstand ≈20km;
(1,31\\mu m) single-systemen: snelheid 140/565Mbit/s, repeaterafstand 30~50km (bij 140Mbit/s);
(1,55\\mu m) single-systemen: snelheid groter dan of gelijk aan 565 Mbit/s, afstand tussen repeaters ≈70 km.
(3) Classificatie volgens digitale multiplexmethode: Verdeeld in Plesiochrone Digitale Hiërarchie (PDH)-systemen en Synchrone Digitale Hiërarchie (SDH)-systemen:
PDH: Elke bitsnelheid op hiërarchisch niveau heeft tolerantie en is asynchroon, waarbij een positieve rechtvaardiging wordt aangenomen om plesiochrone multiplexing te implementeren; snelheid Minder dan of gelijk aan 565Mbit/s.
SDH: Geschikt voor point{0}}naar-point/multipoint netwerktransmissie; enkele golflengtesnelheid kan 2,5 Gbit/s, 10 Gbit/s bereiken.
(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 >565Mbit/s.
(5) Classificatie volgens modulatiemethode: Verdeeld in 2 categorieën: 1) Directe intensiteitsmodulatiesystemen (interne modulatie): Modulatie tijdens het lichtemissieproces van de lichtbron; eenvoudige apparatuur, lage kosten, hoge modulatie-efficiëntie, maar spectrale verbreding beïnvloedt snelheidsverbetering. 2) Indirecte modulatiesystemen (externe modulatie): nadat de lichtbron licht uitzendt, wordt een modulator toegevoegd aan het uitgangspad; minimale impact op de spectraallijn van de lichtbron, geschikt voor communicatie met hoge-snelheid.
