o põhikomponendidoptilise kiu sidesüsteem on näidatud joonisel 1-1. See koosneb peamiselt kolmest osast: edastamine, vastuvõtt ja põhiline kiudoptiline edastussüsteem, mis toimib üldistatud kanalina.
(Joonis 1-1 Kiudoptilise sidesüsteemi põhikomponendid)
Kiudoptilise sidesüsteemi põhikomponendid
△Fiiberoptiliste sidesüsteemide klassifikatsioon
(1) Edastamise sektsioon: selles jaotises teisendab teabeallikas kasutajateabe töötlemata elektrisignaaliks, mida nimetatakse põhiriba signaaliks. Optiline saatja muudab põhiriba signaali kanali edastamiseks sobivaks signaaliks. Kui modulatsioon on vajalik, nimetatakse väljundsignaali moduleeritud signaaliks. Edastuskvaliteedi parandamiseks teisendatakse see analoogpõhiriba signaal tavaliselt sagedus{4}}moduleeritud (FM), impulss-sagedusmoduleeritud (PFM) või impulss-laiusmoduleeritud (PWM) signaaliks ja lõpuks sisestatakse see moduleeritud signaal optilisse saatjasse.
Olenemata sellest, kas tegemist on digitaal- või analoogsüsteemiga, muudetakse optilisse saatjasse sisestatud teavet edastav elektrisignaal modulatsiooni abil optiliseks signaaliks.
(2) Optiline kandelaine edastatakse kiudoptiliste liinide kaudu vastuvõtuotsa, kus optiline vastuvõtja muudab optilise signaali elektrisignaaliks. Elektriline vastuvõtja toimib vastupidiselt elektrisaatjale; see teisendab vastuvõetud elektrisignaali põhiriba signaaliks, mida seejärel kasutab teabevaldaja kasutajateabe taastamiseks.
Kogu sidesüsteemis on kiudoptilises sides kasutatav tehnoloogia ja seadmed samad, mis kaabelside puhul optilise saatja eelse ja optilise vastuvõtja järgsete elektriliste signaalisegmentide jaoks. Ainus erinevus seisneb selles, et põhiline kiudoptiline edastussüsteem, mis koosneb optilisest saatjast, kiudoptilistest liinidest ja optilisest vastuvõtjast, asendab kaabellevi.
(3) Põhiline fiiberoptiline edastussüsteem Vastavalt joonisele 1-1 võib põhilise fiiberoptilise edastussüsteemi jagada kolmeks osaks: optiline saatja, fiiberoptiline liin ja optiline vastuvõtja. Optilise saatja ülesanne on muundada saateosast tuleva elektrisignaali sisend optiliseks signaaliks ja kasutada kombineerimistehnoloogiat optilise signaali maksimaalsel määral fiiberoptilisse liini sisestamiseks. Optilise saatja põhivarustus on valgusallikas koos draiveri ja modulaatoriga. Optilise saatja jõudlus sõltub põhiliselt valgusallika omadustest. Valgusallikale esitatavad nõuded on: piisavalt suur väljundoptiline võimsus, piisavalt kõrge modulatsioonisagedus, võimalikult väike spektraalne joonelaius ja kiire divergentsi nurk, stabiilne väljundvõimsus ja lainepikkus ning pikk seadme eluiga. Praegu on laialdaselt kasutatavad valgusallikad pooljuhtvalgusdioodid (LED) ja pooljuhtlaserdioodid (või laserid, LD-d), aga ka väga väikese spektraaljoonelaiusega dünaamilised ühemoodilised hajutatud tagasisidega (DFB) laserid. Mõnel juhul kasutatakse ka pooljuhtlasereid. Kiudoptilise liini ülesanne on edastada optiline signaal optilisest saatjast optilisse vastuvõtjasse võimalikult väikse moonutuse ja sumbumisega. Kiudoptiline liin koosneb optilistest kiududest, fiiberoptilistest pistikutest ja kiudoptilistest pistikutest. Optiline kiud on kiudoptilise liini põhiosa ning pistikud ja pistikud on asendamatud komponendid. Praktilises tehnikas kasutatakse optilisi kaableid, mis hoiavad mitut optilist kiudu. Kiudoptilised sidesüsteemid töötavad peaaegu -infrapuna lainepikkustel ja kiudoptilise side ülekandemeedium on kvarts, mis on teatud tüüpi dielektriline lainejuht, silindriline korpus, mille südamiku ja katte murdumisnäitajad on n₁ ja katte murdumisnäitaja n₂ ja n₁ >. Kui täielik peegelduse tingimus on täidetud, saab valgust tuuma sees piirata ja edastada. Optilise kiu peamised omadused on sumbumine ja värvide hajutamine. Sumbumist väljendatakse ühikutes dB/km ja optilistel kiududel on kolm väikese kaoga akent, mille lainepikkused on:
λ₀=0.85 μm (lühikese lainepikkuse riba) λ₀=1.31 μm (pika lainepikkuse riba)
λ₀=1.55 μm (pikk lainepikkuse riba)
Valguskiu värvide hajumine on tingitud asjaolust, et erineva sagedusega komponendid optilises kius ei levi sama kiirusega, mistõttu impulss edastuse ajal laieneb. Värvuse hajuvust väljendatakse ühikutes ps/(km · nm). Signaali arvu pöördväärtus, st maksimaalse bitikiiruse{4}}kauguse korrutis, mida värvide hajumine talub.
Optilise vastuvõtja ülesanne on muundada kiudoptilised signaalid piisavalt kõrge signaali{0}}/-müra suhtega elektrilisteks signaalideks. Vastuvõtja põhikomponent on fotodetektor, lisaks on olemas ka võimendid, filtrid ja nendega seotud vooluringid. Fotodetektori tuumaks on valgust{4}}vastuvõttev element. Fotodetektori nõue on kõrge reageerimiskiirus, madal tumevool ja suur reageerimiskiirus. Praegu on kiudoptilises sides tavaliselt kasutatavad fotodetektorid pooljuht-PN-siirde{7}}põhised PIN-fotodioodid (PIN-PD) ja laviinifotodioodid (APD).
Optilise vastuvõtja kõige olulisem iseloomulik parameeter on selle tundlikkus. Tundlikkus on optilise vastuvõtja kvaliteedi kõikehõlmav näitaja; see peegeldab vastuvõtja võimet vastu võtta nõrku optilisi signaale, kui see on kohandatud optimaalsesse olekusse. Tundlikkus sõltub eelkõige optilise vastuvõtja moodustavate fotodioodide ja võimendite mürast, samuti mõjutab seda edastuskiirus, optilise saatja parameetrid ja fiiberoptilise liini hajuvus. See on tihedalt seotud ka süsteemi nõutava bitivea määra või signaali-/-müra suhtega. Seetõttu on tundlikkus ka kiudoptilise sidesüsteemi kvaliteedi oluline näitaja.
