1. Codifica binaria:
* On-Off Keying (OOK): Il metodo più semplice. Un impulso di luce rappresenta un "1" e l'assenza di un impulso rappresenta un "0". Facile da implementare ma suscettibili alle fluttuazioni del rumore e della potenza. Spesso utilizzato in applicazioni a corto raggio.
* return-to-zero (rz): Un impulso rappresenta un "1" e un ritorno al livello zero (nessuna luce) rappresenta un "0". L'impulso ha una durata più breve del periodo di bit. Migliore immunità al rumore rispetto a OOK, poiché lo stato "0" è esplicitamente definito.
* Non-return-to-zero (NRZ): Simile a RZ ma la luce rimane accesa per l'intero periodo di bit per un "1". È più semplice da implementare rispetto a RZ ma potenzialmente soffre di problemi di rumore a bassa frequenza (distorsione da DC). NRZ-L (livello) e NRZ-I (invertiti) sono variazioni.
2. Codifica multi-livello:
Queste tecniche utilizzano più di due livelli di intensità di luce o polarizzazione per rappresentare più bit per simbolo, aumentando l'efficienza della larghezza di banda.
* Modulazione di ampiezza dell'impulso multi-livello (PAM): Diversi livelli di intensità della luce rappresentano più bit. Ad esempio, 4-PAM potrebbe rappresentare due bit per simbolo (00, 01, 10, 11). La PAM di ordine superiore (come 8-PAM o 16-PAM) può ottenere un'efficienza di larghezza di banda ancora maggiore ma è più sensibile al rumore.
* Modulazione della posizione dell'impulso multi-livello (PPM): La posizione di un impulso luminoso all'interno di uno slot temporale rappresenta diversi bit. Simile a PAM in termini di efficienza della larghezza di banda, ma offre diverse caratteristiche del rumore.
3. Codifica differenziale:
Questi metodi codificano le informazioni in base alla modifica tra bit consecutivi, piuttosto che al livello assoluto della luce. Questo è robusto contro le lente variazioni del potere ottico.
* Modulazione del codice impulso differenziale (DPCM): Viene trasmessa solo la differenza tra i bit successivi. Ciò può migliorare l'efficienza della larghezza di banda e ridurre la sensibilità alle variazioni rallentate nella potenza ottica ricevuta.
* Keying differenziale di spostamento di fase (dpsk): La fase del vettore di luce viene spostata su codifica informazioni. Un cambiamento di fase rappresenta un "1" e nessun cambiamento di fase rappresenta un "0". Robusto contro il rumore e le fluttuazioni di potenza lenta.
4. Multiplexing della suddivisione della lunghezza d'onda (WDM):
Questo non è strettamente un metodo di codifica, ma un modo per aumentare significativamente la capacità trasmettendo più segnali contemporaneamente su diverse lunghezze d'onda di luce all'interno di una singola fibra. Ogni lunghezza d'onda trasporta un segnale codificato usando uno dei metodi sopra menzionati.
5. Multiplexing polarizzazione-divisione (PDM):
Simile a WDM, ma utilizza due polarizzazioni ortogonali di luce per trasmettere due segnali contemporaneamente sulla stessa lunghezza d'onda. Ciò raddoppia la capacità senza richiedere lunghezze d'onda aggiuntive.
Scegliere un metodo di codifica:
La selezione dipende da molti fattori. Per esempio:
* Distanza: OOK potrebbe essere sufficiente per brevi distanze, mentre sono necessari metodi più sofisticati come DPSK per la trasmissione a lungo raggio.
* Bit Rate: Rapporti bit più elevati richiedono spesso schemi di codifica più complessi come PAM o formati di modulazione sofisticati.
* Costo: Metodi più semplici come OOK sono più economici da implementare.
* Immunità al rumore: Metodi come DPSK e RZ offrono una migliore immunità al rumore di OOK.
* Efficienza della larghezza di banda: Le tecniche di codifica multilivello offrono una maggiore efficienza della larghezza di banda.
Molti moderni sistemi in fibra ottica utilizzano combinazioni sofisticate di questi metodi, insieme alla correzione degli errori in avanti (FEC) per migliorare l'affidabilità e ottenere velocità di dati estremamente elevate su lunghe distanze.
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