Fiber Optik İletişim Sistemlerinin Temel Yapısı Bir fiber optik iletişim sisteminin temel bileşimi, esas olarak üç ana bölümden oluşan Şekil 1-1'de gösterilmektedir: iletim, alım ve temel fiber optik iletim sistemi:
(1) İletim bölümü: Bilgi kaynağı, kullanıcı bilgilerini orijinal elektrik sinyallerine (temel bant sinyalleri) dönüştürür; elektrik vericisi, temel bant sinyallerini kanal iletimi için uygun modüle edilmiş sinyallere (FM, PFM, PWM gibi) dönüştürür; optik verici elektrik sinyallerini modüle eder ve optik sinyallere dönüştürür.
(2) Alma bölümü: Optik alıcı, fiber üzerinden iletilen optik sinyalleri elektrik sinyallerine dönüştürür; elektrik alıcısı elektrik sinyallerini temel bant sinyallerine geri yükler; bilgi havuzu kullanıcı bilgilerini kurtarır. Not: Optik vericiden önceki ve optik alıcıdan sonraki elektrik sinyali bölümleri, kablolu iletişimle aynı teknolojiyi/ekipmanı kullanır; yalnızca kablo iletimini "optik verici + optik fiber hat + optik alıcı" ile değiştirir.
(3) Temel fiber optik iletim sistemi üç bölüme ayrılmıştır: optik verici, optik fiber hattı ve optik alıcı:
Optik verici: Çekirdek, yüksek çıkışlı optik güç, yüksek modülasyon frekansı, dar spektral çizgi ve kararlı dalga boyu gibi gereksinimleri karşılaması gereken ışık kaynağıdır (LED, yarı iletken lazer diyot, DFB lazer vb.); işlevi elektrik sinyallerini optik sinyallere dönüştürmek ve bunları optik fibere bağlamaktır.
Optik fiber hattı: Optik fiber, eklemeler ve konektörlerden oluşur (aslında optik kablolar kullanılır); işlevi, düşük distorsiyonlu ve düşük zayıflamalı optik sinyalleri iletmektir. Optik fiber silindiriktir (çekirdek kırılma indisi (n_1)> kaplama kırılma indisi (n_2)), ışığı iletmek için toplam iç yansımayı kullanır; 3 düşük-kayıp penceresi vardır: (0,85\\mu m) (kısa dalga boyu), (1,31\\mu m) (uzun dalga boyu), (1,55\\mu m) (uzun dalga boyu); ana özellikler kayıp (birim: dB/km) ve dağılımdır (birim: (ps/(km·nm))), iletim bant genişliğini etkiler.
Optik alıcı: Çekirdek, yüksek duyarlılık, düşük gürültü ve yüksek hız gereksinimlerini karşılaması gereken fotodetektördür (PIN fotodiyodu, APD çığ fotodiyodu gibi); en önemli parametre hassasiyettir (sistem kalitesinin önemli bir göstergesi olan zayıf optik sinyalleri alma yeteneğini yansıtır); işlevi optik sinyalleri elektrik sinyallerine dönüştürmek ve orijinal sinyali kurtarmaktır.
Fiber Optik Haberleşme Sistemlerinin Sınıflandırılması Yaygın sınıflandırma yöntemleri aşağıdaki gibidir:
(1) İletim sinyali türüne göre sınıflandırma: Fiber optik analog iletişim sistemleri ve fiber optik dijital iletişim sistemlerine bölünmüştür:
Fiber optik dijital iletişim sistemlerinin avantajları:
Güçlü-parazit önleme özelliği ve iyi iletim kalitesi (gürültü yalnızca eşik aşıldığında bit hataları üretir);
Rejeneratif tekrarlayan, uzun iletim mesafesi (gürültü birikimini ortadan kaldırır);
Çok sayıda hizmeti büyük bir esneklikle barındırır (tümleşik hizmetlerin uygulanması kolaydır);
Uygulaması kolay, yüksek{0}yoğunluklu güvenli iletişim (düz metin ve anahtar modülo-2 ekleme);
Entegre edilmesi kolay, minyatürleştirilmiş, düşük maliyetli ve yüksek güvenilirliğe sahip dijital devreleri kullanır.
Fiber optik dijital iletişim sistemlerinin dezavantajları: Geniş bant genişliği, düşük bant genişliği kullanımı, karmaşık ekipman ve nispeten yüksek maliyet.
Fiber optik analog iletişim sistemlerinin özellikleri: Dar bant genişliği, basit devreler (A/D/D/A dönüşümüne gerek yoktur), düşük fiyat, kısa-mesafeli iletişime uygundur.
(2) Optik dalga boyu ve fiber tipine göre sınıflandırma: Kısa dalga boylu çok modlu fiber optik iletişim sistemleri ve uzun dalga boylu fiber optik iletişim sistemleri olarak ikiye ayrılır:
Kısa dalga boylu çok modlu sistemler: Çalışma dalga boyu (0,85 µ m), hız 34Mbit/s'den az veya buna eşit, tekrarlayıcı aralığı 10 km'den az veya eşit.
Uzun dalga boyu sistemleri (3 kategoriye ayrılmıştır):
(1,31\\mu m) çok modlu sistemler: hız 34/140Mbit/s, tekrarlayıcı aralığı ≈20km;
(1,31\\mu m) tek- modlu sistemler: hız 140/565Mbit/s, tekrarlayıcı aralığı 30~50km (140Mbit/s'de);
(1,55\\mu m) tek- modlu sistemler: hız 565Mbit/s'ye eşit veya daha büyük, tekrarlayıcı aralığı ≈70km.
(3) Dijital çoğullama yöntemine göre sınıflandırma: Çok Zamanlı Dijital Hiyerarşi (PDH) sistemleri ve Senkron Dijital Hiyerarşi (SDH) sistemlerine bölünmüştür:
PDH: Her hiyerarşik düzeydeki bit hızının toleransı vardır ve eşzamansızdır; çoklu zaman aralıklı çoğullamayı uygulamak için olumlu gerekçeyi benimser; hız 565Mbit/s'ye eşit veya daha az.
SDH: Noktadan-noktaya-çok noktalı ağ aktarımına uygundur; tek dalga boyu hızı 2,5 Gbit/s, 10 Gbit/s'ye ulaşabilir.
(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/sn.
(5) Modülasyon yöntemine göre sınıflandırma: 2 kategoriye ayrılır: 1) Doğrudan yoğunluk modülasyon sistemleri (dahili modülasyon): Işık kaynağının ışık yayma işlemi sırasında modülasyon; basit ekipman, düşük maliyet, yüksek modülasyon verimliliği, ancak spektral genişleme hız artışını etkiler. 2) Dolaylı modülasyon sistemleri (harici modülasyon): Işık kaynağı ışık yaydıktan sonra çıkış yoluna bir modülatör eklenir; yüksek-hızlı iletişime uygun, ışık kaynağının spektral çizgisi üzerinde minimum etki.
