Les composants de base d'un ocommunication par fibre optiquesystème sont illustrés à la figure 1-1. Il se compose principalement de trois parties : la transmission, la réception et le système de transmission de base par fibre optique qui sert de canal généralisé.
(Figure 1-1 Composants de base d'un système de communication par fibre optique)
Composants de base d'un système de communication par fibre optique
△Classification des systèmes de communication à fibre optique
(1) Section de transmission : dans cette section, la source d'informations convertit les informations de l'utilisateur en un signal électrique brut, appelé signal en bande de base. L'émetteur optique convertit le signal en bande de base en un signal adapté à la transmission par canal. Si une modulation est requise, le signal de sortie est appelé signal modulé. Pour améliorer la qualité de la transmission, ce signal analogique en bande de base est généralement converti en un signal modulé en fréquence - (FM), en impulsion - modulé en fréquence (PFM) ou en signal modulé en largeur d'impulsion {{6} (PWM), et enfin, ce signal modulé est entré dans l'émetteur optique.
Qu'il s'agisse d'un système numérique ou analogique, le signal électrique transportant les informations entrées dans l'émetteur optique est converti en signal optique par modulation.
(2) L'onde porteuse optique est transmise à l'extrémité réceptrice via des lignes à fibres optiques, où le récepteur optique convertit le signal optique en signal électrique. Le récepteur électrique fonctionne à l’inverse de l’émetteur électrique ; il convertit le signal électrique reçu en un signal en bande de base, qui est ensuite utilisé par le récepteur d'informations pour récupérer les informations de l'utilisateur.
Dans l'ensemble du système de communication, la technologie et l'équipement utilisés dans la communication par fibre optique sont les mêmes que ceux dans la communication par câble pour les segments de signaux électriques avant l'émetteur optique et après le récepteur optique. La seule différence est que le système de transmission de base par fibre optique, composé d'un émetteur optique, de lignes de fibre optique et d'un récepteur optique, remplace la transmission par câble.
(3) Système de transmission de base par fibre optique Selon la figure 1-1, le système de transmission de base par fibre optique peut être subdivisé en trois parties : l'émetteur optique, la ligne de fibre optique et le récepteur optique. La fonction de l'émetteur optique est de convertir le signal électrique d'entrée de la section de transmission en un signal optique et d'utiliser une technologie de combinaison pour injecter au maximum le signal optique dans la ligne de fibre optique. L'équipement de base de l'émetteur optique est la source de lumière, ainsi que le pilote et le modulateur. Les performances de l'émetteur optique dépendent essentiellement des caractéristiques de la source lumineuse. Les exigences relatives à la source lumineuse sont : une puissance optique de sortie suffisamment élevée, une fréquence de modulation suffisamment élevée, une largeur de raie spectrale et un angle de divergence de faisceau aussi petits que possible, une puissance de sortie et une longueur d'onde stables et une longue durée de vie de l'appareil. Actuellement, les sources lumineuses largement utilisées comprennent les diodes électroluminescentes à semi-conducteurs-(LED) et les diodes laser à semi-conducteurs (ou lasers, LD), ainsi que les lasers à rétroaction distribuée (DFB) monomodes dynamiques avec de très petites largeurs de raies spectrales. Des lasers à semi-conducteurs-sont également utilisés dans certains cas. La fonction de la ligne à fibre optique est de transmettre le signal optique de l'émetteur optique au récepteur optique avec le moins de distorsion et d'atténuation possible. La ligne de fibre optique se compose de fibres optiques, de connecteurs de fibre optique et de fiches de fibre optique. La fibre optique est le corps principal de la ligne de fibre optique, et les connecteurs et fiches sont des composants indispensables. Dans l'ingénierie pratique, des câbles optiques contenant plusieurs fibres optiques sont utilisés. Les systèmes de communication par fibre optique fonctionnent à des longueurs d'onde infrarouges proches, et le support de transmission pour la communication par fibre optique est le quartz, qui est un type de guide d'onde diélectrique, est un corps cylindrique, avec des indices de réfraction de noyau et de gaine de n₁ et un indice de réfraction de gaine de n₂, et n₁ > n₂. Lorsque la condition de réflexion totale est satisfaite, la lumière peut être confinée et transmise à l'intérieur du noyau. Les principales caractéristiques de la fibre optique sont l’atténuation et la dispersion des couleurs. L'atténuation est exprimée en dB/km, et les fibres optiques ont trois fenêtres à faibles pertes, avec des longueurs d'onde de :
λ₀=0.85 μm (bande de longueur d'onde courte) λ₀=1.31 μm (bande de longueur d'onde longue)
λ₀=1.55 μm (bande de longueur d'onde longue)
La dispersion des couleurs de la fibre optique est due au fait que les composants ayant des fréquences différentes dans la fibre optique ne se propagent pas à la même vitesse, ce qui entraîne un élargissement des impulsions pendant la transmission. La dispersion des couleurs est exprimée en unités ps/(km · nm). L'inverse du numéro de signal, c'est-à-dire le produit de débit binaire -distance maximal que la dispersion des couleurs peut tolérer.
La fonction du récepteur optique est de convertir les signaux de fibre optique en signaux électriques avec un rapport signal-sur-bruit suffisamment élevé. Le composant principal du récepteur est le photodétecteur, mais il existe également des amplificateurs, des filtres et des circuits associés. Le cœur du photodétecteur est l'élément récepteur de lumière-. Les conditions requises pour le photodétecteur sont un taux de réponse élevé, un faible courant d'obscurité et une vitesse de réponse élevée. Actuellement, les photodétecteurs couramment utilisés dans la communication par fibre optique sont les photodiodes PIN à base de jonction PN semi-conductrice - (PIN - PD) et les photodiodes à avalanche (APD).
Le paramètre caractéristique le plus important d’un récepteur optique est sa sensibilité. La sensibilité est un indicateur complet de la qualité d'un récepteur optique ; il reflète la capacité du récepteur à recevoir des signaux optiques faibles lorsqu'il est ajusté à son état optimal. La sensibilité dépend principalement du bruit des photodiodes et des amplificateurs qui composent le récepteur optique, et est également affectée par le taux de transmission, les paramètres de l'émetteur optique et la dispersion de la ligne à fibre optique. Il est également étroitement lié au taux d'erreur binaire requis par le système ou au rapport signal-sur-bruit. Par conséquent, la sensibilité est également un indicateur important de la qualité d’un système de communication par fibre optique.
