根據(jù)不同的用戶要求,不同的業(yè)務種類,以及不同階段技術(shù)水平的發(fā)展情況,光纖通信系統(tǒng)的形式可多種多樣。
目前采用比較多的系統(tǒng)形式是強度調(diào)制/直接檢波(im/dd)的光纖數(shù)字通信系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的原理方框圖如圖1所示。由圖可見,該光纖數(shù)字通信系統(tǒng)主要由光發(fā)射機、光纖、光接收機組成。
圖1光纖數(shù)字通信系統(tǒng)示意圖
在點對點的光纖通信系統(tǒng)中,信號的傳輸過程:送入光發(fā)射端機的輸入信號,經(jīng)過碼型變換以后,變成可適合在光纖中傳輸?shù)拇a型結(jié)構(gòu),通過驅(qū)動電路對光源進行直接強度調(diào)制,使得光源輸出的光功率隨輸入信號電流的大小而變化,即光源完成了電/光變換,將相應的光功率信號送入光纖傳輸;在通信系統(tǒng)的線路上,目前主要采用單模光纖,這是由于它具有較好的傳輸特性而決定的;信號到達接收端以后,首先通過光電檢測器對輸入的光信號進行直接檢波,完成光/電變換,然后經(jīng)放大、均衡、判決等一系列處理,使其恢復為原來的電信號,從而完成整個傳輸過程。
為了保證通信質(zhì)量,在收發(fā)端機之間適當距離上必須設有光中繼器。光纖通信中光中繼器的形式主要有兩種,一種是光-電-光轉(zhuǎn)換形式的中繼器,另一種是在光信號上直接放大的光放大器。
在光纖通信系統(tǒng)中,決定中繼距離的主要因素是光纖的損耗和傳輸帶寬。
通常,用光在光纖中傳輸單位長度上的衰減量來表示光纖的損耗,其單位是db/km。目前實用的石英系光纖,在0.8~0.9μm波段內(nèi)、損耗約為2 db/km左右;在1.31μm損耗為5db/km;而在1.55μm處,損耗可降至0.2db/km,這已接近sio2光纖損耗的理論極限值。習慣上,將0.85μm稱為光纖通信的短波波長;將1.31μm和1.55μm稱為光纖通信的長波波長,它們是目前光纖通信中三個實用的低損耗工作窗口。
在數(shù)字光纖通信中,是以每一時隙中有無光信號的方式來傳遞信息的。因此,中繼距離還要受到光纖傳輸帶寬的限制。通常用mhz.km作為單位長度光纖傳輸帶寬的單位。如果給出某根光纖的帶寬是100mhz.km,即說明每公里長光纖上,只允許傳送100 mhz帶寬的信號。距離越長,傳輸帶寬越小,則通信容量就越小。