光纖通信技術(shù)第六章

1、 塞下秋來(lái)風(fēng)景異，衡陽(yáng)雁去無(wú)留意。四塞下秋來(lái)風(fēng)景異，衡陽(yáng)雁去無(wú)留意。四面邊聲連角起。千嶂里，長(zhǎng)煙落日孤城閉。面邊聲連角起。千嶂里，長(zhǎng)煙落日孤城閉。 濁酒一杯家萬(wàn)里，燕然未勒歸無(wú)計(jì)。羌濁酒一杯家萬(wàn)里，燕然未勒歸無(wú)計(jì)。羌管悠悠霜滿地。人不寐，將軍白發(fā)征夫淚。管悠悠霜滿地。人不寐，將軍白發(fā)征夫淚。 漁家傲漁家傲范仲淹范仲淹光源光源放大器放大器光電二光電二極管極管判決器判決器inpRPIsrvw0( )(1)swP wPe0(1)(1)swpfqIPeRh在在w距離內(nèi)吸收的功率距離內(nèi)吸收的功率考慮光反射后，產(chǎn)生的光電流考慮光反射后，產(chǎn)生的光電流hPqIinp?qRh)(24.1)(eVEEhcmggC

2、檢測(cè)器的等效電路檢測(cè)器的等效電路222()eeoNieI BM F M 其中 2ei 為均方電流噪聲，ce19106 .1，B為PIN電路帶寬。量子噪聲（散粒噪聲）量子噪聲（散粒噪聲）光生電子的隨機(jī)性所引起來(lái)的。光生電子的隨機(jī)性所引起來(lái)的。在入射光的激發(fā)下，單位時(shí)間內(nèi)所激發(fā)的電子數(shù)是不固在入射光的激發(fā)下，單位時(shí)間內(nèi)所激發(fā)的電子數(shù)是不固定的，這種隨機(jī)性就是量子噪聲。定的，這種隨機(jī)性就是量子噪聲。有信號(hào)就有量子噪聲，它依附在信號(hào)之上，是限制光接有信號(hào)就有量子噪聲，它依附在信號(hào)之上，是限制光接收機(jī)靈敏度的主要因數(shù)。收機(jī)靈敏度的主要因數(shù)。經(jīng)分析：經(jīng)分析：22()IdNeI BM F MPIN暗電流暗電

3、流Id的隨機(jī)起伏引起的的隨機(jī)起伏引起的暗電流噪聲暗電流噪聲24BttLK TBNiR23BK1.38 10/JK為波爾茲曼常數(shù)熱噪聲熱噪聲自由電子或帶電載流子在功耗元件上的不規(guī)則運(yùn)自由電子或帶電載流子在功耗元件上的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，同信號(hào)大小無(wú)關(guān)，是白噪聲。動(dòng)，同信號(hào)大小無(wú)關(guān)，是白噪聲。其中T為PIN的絕對(duì)溫度（K），B為測(cè)量?jī)x器或前放帶寬，R為PIN內(nèi)阻。Nt與與B成正比，而與信號(hào)頻率無(wú)關(guān)。成正比，而與信號(hào)頻率無(wú)關(guān)。是一種白噪聲，其功率譜密度為常數(shù)（是一種白噪聲，其功率譜密度為常數(shù)（4KTR）。）。光電二極管產(chǎn)生光電流的響應(yīng)時(shí)間主要取決于以下因素：光電二極管產(chǎn)生光電流的響應(yīng)時(shí)間主要取決于以下因素：

4、1、耗盡區(qū)的光載流子的渡越時(shí)間；、耗盡區(qū)的光載流子的渡越時(shí)間；2、耗盡區(qū)外產(chǎn)生的光載流子的擴(kuò)散時(shí)間；、耗盡區(qū)外產(chǎn)生的光載流子的擴(kuò)散時(shí)間；3、光電二極管以及與其相關(guān)的電路的、光電二極管以及與其相關(guān)的電路的Rc時(shí)間常數(shù)。時(shí)間常數(shù)。非全耗盡型光電二極管的典型響應(yīng)時(shí)間非全耗盡型光電二極管的典型響應(yīng)時(shí)間在時(shí)間間隔在時(shí)間間隔 內(nèi)，接受的能量為內(nèi)，接受的能量為E E，產(chǎn)生的電子空穴對(duì)，產(chǎn)生的電子空穴對(duì)N N0( )ENP t dthh在時(shí)間間隔在時(shí)間間隔 內(nèi)，發(fā)射內(nèi)，發(fā)射n個(gè)電子的概率為個(gè)電子的概率為( )!NneP nNn碼間串?dāng)_碼間串?dāng)_接收機(jī)結(jié)構(gòu)接收機(jī)結(jié)構(gòu)I1I0I1I0I1I0I1I0高斯概率密度分布

5、函數(shù)：高斯概率密度分布函數(shù)：011 0誤碼的近似計(jì)算誤碼的近似計(jì)算,0onoffoffb()!EneEeP Nnn量子極限量子極限當(dāng)當(dāng)1誤為誤為0的概率為的概率為10-9、量子效率為、量子效率為1時(shí)：時(shí)：20.720.7hcEh接收機(jī)噪聲接收機(jī)噪聲散彈噪聲散彈噪聲接收機(jī)靈敏度接收機(jī)靈敏度經(jīng)歸一化處理后，等效帶寬為：經(jīng)歸一化處理后，等效帶寬為：總的均方噪聲電壓改寫(xiě)為總的均方噪聲電壓改寫(xiě)為取合適的參數(shù)，得到：取合適的參數(shù)，得到：脈沖最小能量脈沖最小能量性能曲線性能曲線輸入脈沖輸入脈沖輸出脈沖輸出脈沖-20.5-20.0-19.5-19.0-18.5-18.0-17.5-17.0-16.5-16.0

6、-15.510-20.5-20.0-19.5-19.0-18.5-18.0-17.5-17.0-16.5-16.0-15.51010-410-510-610-710-810-910-108-ch after 80kmback-to-back1558.161557.351556.56 1555.761554.931554.151553.341552.54back-to-backBit Error RateReceived Optical Power(dBm)接收過(guò)載功率接收過(guò)載功率：定義為在定義為在R點(diǎn)處為達(dá)到點(diǎn)處為達(dá)到10E-10的的BER值所值所需要的平均接收光功率的最大值。需要的平均接收光功率的最大值。圖中圖中A點(diǎn)處的光功率是接收靈敏度點(diǎn)處的光功率是接收靈敏度B點(diǎn)處的光功率點(diǎn)處的光功率是接收過(guò)載功率是接收過(guò)載功率AB之間的范圍是接收機(jī)可正常之間的范圍是接收機(jī)可正常工作的工作的動(dòng)態(tài)范圍動(dòng)態(tài)范圍。-21-20-19-1810-510-610-710-810-910-10 27-1 223-1 231-1Bit Error RateReceived Optical Pow