یک سیستم مخابراتی نوری مانند تمام سیستمهای مخابراتی از چند قسمت اصلی از جمله فرستنده(transmitter) ،محیط انتقال (channel) و گیرنده (receiver) تشکیل شده است. درتمام سیستمهای مخابراتی محدودیت اصلی برای ارسال بانرخ بالای اطلاعات (high bit rate) به خاطر رفتارهای غیرخطی و نامطلوب هرکدام از قسمت های سیستم است. به همین دلیل، محدوده فرکانسی سیستم محدود می شود. درسیستمهایی مانند تلفن، این محدودیت ازکانال ناشی می شود، یعنی سیم تلفن رفتار خوب خود را فقط دریک محدوده کوچک ازفرکانس حفظ می کند. ویژگی اصلی کانال ارسال مخابرات نوری (که همان فیبر نوری است) محدوده وسیع فرکانسی کارکرد آن است. به همین دلیل، توان ارسال بانرخ بالا(حتی تاحدود1012 bps ) درفیبرنوری وجوددارد.
Fig 1. Typical Optical Communication System
ایده استفاده شده درفیبر نوری این است که وقتی نورازیک محیط با ضریب شکست n1 می خواهد وارد یک محیط با ضریب شکستn2 شود، اگرزاویه تابش از یک حدی (زاویه حد) بیشترشودانعکاس پیدا می کند و به محیط n1 برمی گردد. با همین ایده نور را در طی مسیرش درون فیبر نگه می دارند.
Fig 2. Fiber Optical Physical Medium
درسیستمهای مخابراتی درحین انتقال سیگنال درطول کانال به علت تضعیف انرژی سیگنال درکانال، باید در وسط راه تقویت کننده (Amplifier) قرارداده شود و مقدارتضعیف فاکتور مهمی محسوب می شود. یکی ازمزیتهای اصلی فیبرنوری، میزان تضعیف بسیارپایین آن درمقایسه بابقیه کانالها می باشد. همانطورکه درشکل 3 دیده می شود، میزان تضعیف فیبردرطول موج 1550nm)) و(1310nm) بسیارپایین است (حدود0.02-0.03 db/km ) .نورهای ارسالی درهمین دو محدوده هستند. دراین حدود تضعیف درمسافتهای چند صد کیلومترنیازبه تقویتی نداریم.
Fig 3. Attenuation in Optical fibers
فیبرنوری دومد(mode) ارسال دارد. درمد اولsingle mode)) فقط یک مد اصلی انتشار وجود دارد و تمام اطلاعات همزمان به گیرنده می رسد. درمد دوم multimode)) مدهای زیادی درانتشاروجود دارد و سیگنال در یک بازه زمانی (درمدهای متفاوت) به گیرنده می رسد.
Fig 4. Single-Mode & Multi-Mode
برای بالا بردن ظرفیت کانال نوری ، ازروش WDM (Wavelength Division Multiplexing) استفاده می شود. یعنی ازطول موجهای مختلف برای ارسال پیام های متفاوت استفاده می شود بدون اینکه باهم مخلوط شوند. درقسمت transmitter مخابرات نوری می توان ازLaser یاLED(Light Emitting Diode)s استفاده کرد. از خصوصیات Laser، قدرت بالا، عرض باند بالا، کنترل خوب طول موج و قیمت بالای آن نسبت به LED است.
درقسمت receiver ازPhotodiode یاAvalanche Photodiode (که دارای توان بالاتر و نویز بیشتر نسبت به photodiode است.) استفاده می شود.
برای ایجاد یک شبکه مخابراتی نوری ازمیان سه topology اصلی star، bus، ring مناسب ترین شبکه برای فیبرنوری شبکه ring است.
Fig 5.Optical Network Topologies
ازمزیت های دیگر فیبرنوری عدم وجود تداخل الکترومغناطیسی وامنیت اطلاعاتی بالا(high security) و وزن کم آن است ولی قیمت نصب آن و فرستنده ها و گیرنده هایش نسبتا بالا می باشد.
