Struktur Dasar Sistem Komunikasi Serat Optik Komposisi dasar sistem komunikasi serat optik ditunjukkan pada Gambar 1-1, terutama mencakup tiga bagian utama: transmisi, penerimaan, dan sistem transmisi serat optik dasar:
(1) Bagian transmisi: Sumber informasi mengubah informasi pengguna menjadi sinyal listrik asli (sinyal baseband); pemancar listrik mengubah sinyal baseband menjadi sinyal termodulasi yang sesuai untuk transmisi saluran (seperti FM, PFM, PWM); pemancar optik memodulasi dan mengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik.
(2) Bagian penerima: Penerima optik mengubah sinyal optik yang ditransmisikan melalui serat menjadi sinyal listrik; penerima listrik mengembalikan sinyal listrik ke sinyal baseband; wastafel informasi memulihkan informasi pengguna. Catatan: Segmen sinyal listrik sebelum pemancar optik dan setelah penerima optik menggunakan teknologi/peralatan yang sama dengan komunikasi kabel, hanya mengganti transmisi kabel dengan "pemancar optik + jalur serat optik + penerima optik".
(3) Dasar sistem transmisi serat optik dibagi menjadi tiga bagian: pemancar optik, saluran serat optik, dan penerima optik:
Pemancar optik: Inti adalah sumber cahaya (seperti LED, dioda laser semikonduktor, laser DFB, dll.), yang harus memenuhi persyaratan seperti daya optik keluaran tinggi, frekuensi modulasi tinggi, garis spektral sempit, dan panjang gelombang stabil; fungsinya untuk mengubah sinyal listrik menjadi sinyal optik dan memasangkannya menjadi serat optik.
Jalur serat optik: Terdiri dari serat optik, sambungan, dan konektor (sebenarnya menggunakan kabel optik); fungsinya untuk mengirimkan sinyal optik dengan distorsi rendah dan redaman rendah. Serat optik berbentuk silinder (indeks bias inti (n_1) > indeks bias kelongsong (n_2)), memanfaatkan refleksi internal total untuk mentransmisikan cahaya; ia memiliki 3 jendela kehilangan-rendah: (0,85\\mu m) (panjang gelombang pendek), (1,31\\mu m) (panjang gelombang panjang), (1,55\\mu m) (panjang gelombang panjang); karakteristik utamanya adalah kerugian (satuan: dB/km) dan dispersi (satuan: (ps/(km·nm)), mempengaruhi bandwidth transmisi).
Penerima optik: Intinya adalah fotodetektor (seperti fotodioda PIN, fotodioda longsoran APD), yang harus memenuhi persyaratan respons tinggi, kebisingan rendah, dan kecepatan tinggi; parameter terpenting adalah sensitivitas (mencerminkan kemampuan menerima sinyal optik lemah, indikator penting kualitas sistem); fungsinya untuk mengubah sinyal optik menjadi sinyal listrik dan memulihkan sinyal aslinya.
Klasifikasi Sistem Komunikasi Fiber Optic Metode klasifikasi yang umum adalah sebagai berikut:
(1) Klasifikasi berdasarkan jenis sinyal transmisi: Dibagi menjadi sistem komunikasi analog serat optik dan sistem komunikasi digital serat optik:
Keuntungan sistem komunikasi digital serat optik:
Kemampuan anti-interferensi yang kuat dan kualitas transmisi yang baik (kebisingan hanya menghasilkan kesalahan bit bila melebihi ambang batas);
Pengulangan regeneratif, jarak transmisi yang jauh (menghilangkan akumulasi kebisingan);
Mengakomodasi banyak layanan dengan fleksibilitas tinggi (layanan terintegrasi yang mudah diterapkan);
Mudah untuk menerapkan komunikasi aman-intensitas tinggi (penambahan teks biasa dan kunci modulo-2);
Menggunakan sirkuit digital, mudah diintegrasikan, dibuat mini, berbiaya rendah, dan keandalan tinggi.
Kekurangan sistem komunikasi digital serat optik: Bandwidth yang ditempati luas, pemanfaatan bandwidth rendah, peralatan rumit, dan biaya relatif tinggi.
Karakteristik sistem komunikasi analog serat optik: Bandwidth yang digunakan sempit, sirkuit sederhana (tidak memerlukan konversi A/D/D/A), harga murah, cocok untuk komunikasi-jarak pendek.
(2) Klasifikasi berdasarkan panjang gelombang optik dan jenis serat: Dibagi menjadi sistem komunikasi serat optik multimode panjang gelombang pendek dan sistem komunikasi serat optik panjang gelombang panjang:
Sistem multimode panjang gelombang pendek: Panjang gelombang pengoperasian sekitar (0,85\\mu m), kecepatan kurang dari atau sama dengan 34Mbit/s, jarak repeater kurang dari atau sama dengan 10km.
Sistem panjang gelombang panjang (dibagi menjadi 3 kategori):
(1,31\\mu m) sistem multimode: kecepatan 34/140Mbit/s, jarak pengulang ≈20km;
(1,31\\mu m) sistem mode-tunggal: kecepatan 140/565Mbit/s, jarak pengulang 30~50km (pada 140Mbit/s);
(1,55\\mu m) sistem mode tunggal-: kecepatan lebih besar dari atau sama dengan 565Mbit/s, jarak pengulang ≈70km.
(3) Klasifikasi dengan metode multiplexing digital: Dibagi menjadi sistem Plesiochronous Digital Hierarchy (PDH) dan sistem Synchronous Digital Hierarchy (SDH):
PDH: Setiap bit rate tingkat hierarki memiliki toleransi dan tidak sinkron, mengadopsi pembenaran positif untuk menerapkan multiplexing plesiochronous; rate Kurang dari atau sama dengan 565Mbit/s.
SDH: Cocok untuk transmisi jaringan-ke-titik/multititik; laju panjang gelombang tunggal bisa mencapai 2,5Gbit/s, 10Gbit/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 >565Mbit/dtk.
(5) Klasifikasi berdasarkan metode modulasi: Dibagi menjadi 2 kategori: 1) Sistem modulasi intensitas langsung (modulasi internal): Modulasi selama proses emisi cahaya dari sumber cahaya; peralatan sederhana, biaya rendah, efisiensi modulasi tinggi, namun perluasan spektral mempengaruhi peningkatan laju. 2) Sistem modulasi tidak langsung (modulasi eksternal): Setelah sumber cahaya memancarkan cahaya, modulator ditambahkan di jalur keluaran; dampak minimal pada garis spektral sumber cahaya, cocok untuk komunikasi-kecepatan tinggi.
