Structure de base des systèmes de communication à fibre optique La composition de base d'un système de communication à fibre optique est illustrée à la figure 1-1, comprenant principalement trois parties principales : la transmission, la réception et le système de transmission de base à fibre optique :
(1) Section de transmission : la source d'informations convertit les informations de l'utilisateur en signaux électriques originaux (signaux en bande de base) ; l'émetteur électrique convertit les signaux en bande de base en signaux modulés adaptés à la transmission par canal (tels que FM, PFM, PWM) ; l'émetteur optique module et convertit les signaux électriques en signaux optiques.
(2) Section de réception : le récepteur optique convertit les signaux optiques transmis via la fibre en signaux électriques ; le récepteur électrique rétablit les signaux électriques en signaux en bande de base ; le récepteur d'informations récupère les informations utilisateur. Remarque : les segments de signal électrique avant l'émetteur optique et après le récepteur optique utilisent la même technologie/équipement que la communication par câble, en remplaçant uniquement la transmission par câble par « émetteur optique + ligne de fibre optique + récepteur optique ».
(3) Le système de transmission à fibre optique de base est divisé en trois parties : émetteur optique, ligne à fibre optique et récepteur optique :
Émetteur optique : le noyau est la source de lumière (telle qu'une LED, une diode laser à semi-conducteur, un laser DFB, etc.), qui doit répondre à des exigences telles qu'une puissance optique à haut rendement, une fréquence de modulation élevée, une raie spectrale étroite et une longueur d'onde stable ; sa fonction est de convertir les signaux électriques en signaux optiques et de les coupler en fibre optique.
Ligne de fibre optique : composée de fibre optique, d'épissures et de connecteurs (utilisant en fait des câbles optiques) ; sa fonction est de transmettre des signaux optiques avec une faible distorsion et une faible atténuation. La fibre optique est cylindrique (indice de réfraction du cœur (n_1) > indice de réfraction de la gaine (n_2)), utilisant la réflexion interne totale pour transmettre la lumière ; il a 3 fenêtres de faible -perte : (0,85\\mu m) (longue longueur d'onde), (1,31\\mu m) (longue longueur d'onde), (1,55\\mu m) (longue longueur d'onde) ; les principales caractéristiques sont la perte (unité : dB/km) et la dispersion (unité : (ps/(km·nm)), affectant la bande passante de transmission).
Récepteur optique : le noyau est le photodétecteur (tel que la photodiode PIN, la photodiode à avalanche APD), qui doit répondre aux exigences de réactivité élevée, de faible bruit et de vitesse élevée ; le paramètre le plus important est la sensibilité (reflétant la capacité à recevoir des signaux optiques faibles, un indicateur important de la qualité du système) ; sa fonction est de convertir les signaux optiques en signaux électriques et de récupérer le signal d'origine.
Classification des systèmes de communication à fibre optique Les méthodes de classification courantes sont les suivantes :
(1) Classification par type de signal de transmission : Divisé en systèmes de communication analogiques à fibre optique et systèmes de communication numérique à fibre optique :
Avantages des systèmes de communication numérique à fibre optique :
Forte capacité anti-interférence et bonne qualité de transmission (le bruit ne produit des erreurs binaires qu'en cas de dépassement du seuil) ;
Répétition régénérative, longue distance de transmission (éliminant l'accumulation de bruit) ;
Accueille plusieurs services avec une grande flexibilité (services intégrés faciles à mettre en œuvre) ;
Communication sécurisée à haute intensité et facile à mettre en œuvre (ajout de texte en clair et de clé modulo-2) ;
Utilise des circuits numériques, faciles à intégrer, à miniaturiser, à faible coût et de haute fiabilité.
Inconvénients des systèmes de communication numérique à fibre optique : large bande passante occupée, faible utilisation de la bande passante, équipement complexe et coût relativement élevé.
Caractéristiques des systèmes de communication analogiques à fibre optique : bande passante occupée étroite, circuits simples (pas besoin de conversion A/D/D/A), prix bas, adaptés aux communications à courte distance-.
(2) Classification par longueur d'onde optique et type de fibre : divisé en systèmes de communication à fibre optique multimode à courte longueur d'onde et en systèmes de communication à fibre optique longue longueur d'onde :
Systèmes multimodes à courte longueur d'onde : longueur d'onde de fonctionnement d'environ (0,85\\mu m), débit inférieur ou égal à 34 Mbit/s, espacement des répéteurs inférieur ou égal à 10 km.
Systèmes à grande longueur d'onde (subdivisés en 3 catégories) :
(1,31\\mu m) systèmes multimodes : débit 34/140 Mbit/s, espacement des répéteurs ≈20 km ;
(1,31\\mu m) systèmes monomode- : débit 140/565 Mbit/s, espacement des répéteurs 30~50 km (à 140 Mbit/s) ;
(1,55\\mu m) systèmes monomode- : débit supérieur ou égal à 565 Mbit/s, espacement des répéteurs ≈70 km.
(3) Classification par méthode de multiplexage numérique : divisé en systèmes à hiérarchie numérique plésiochrone (PDH) et systèmes à hiérarchie numérique synchrone (SDH) :
PDH : chaque débit binaire de niveau hiérarchique a une tolérance et est asynchrone, adoptant une justification positive pour mettre en œuvre un multiplexage plésiochrone ; Débit Inférieur ou égal à 565Mbit/s.
SDH : convient à la transmission réseau point-à-point/multipoint ; le taux de longueur d'onde unique peut atteindre 2,5 Gbit/s, 10 Gbit/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 >565 Mbit/s.
(5) Classification par méthode de modulation : Divisé en 2 catégories : 1) Systèmes de modulation d'intensité directe (modulation interne) : Modulation pendant le processus d'émission lumineuse de la source lumineuse ; équipement simple, faible coût, efficacité de modulation élevée, mais l'élargissement spectral affecte l'amélioration du taux . 2) Systèmes de modulation indirecte (modulation externe) : une fois que la source lumineuse a émis de la lumière, un modulateur est ajouté dans le chemin de sortie ; impact minimal sur la raie spectrale de la source lumineuse, adapté à une communication à haut débit-.
