光纤通信技术第六章

1、 塞下秋来风景异，衡阳雁去无留意。四塞下秋来风景异，衡阳雁去无留意。四面边声连角起。千嶂里，长烟落日孤城闭。面边声连角起。千嶂里，长烟落日孤城闭。 浊酒一杯家万里，燕然未勒归无计。羌浊酒一杯家万里，燕然未勒归无计。羌管悠悠霜满地。人不寐，将军白发征夫泪。管悠悠霜满地。人不寐，将军白发征夫泪。 渔家傲渔家傲范仲淹范仲淹光源光源放大器放大器光电二光电二极管极管判决器判决器inpRPIsrvw0( )(1)swP wPe0(1)(1)swpfqIPeRh在在w距离内吸收的功率距离内吸收的功率考虑光反射后，产生的光电流考虑光反射后，产生的光电流hPqIinp?qRh)(24.1)(eVEEhcmggC

2、检测器的等效电路检测器的等效电路222()eeoNieI BM F M 其中 2ei 为均方电流噪声，ce19106 .1，B为PIN电路带宽。量子噪声（散粒噪声）量子噪声（散粒噪声）光生电子的随机性所引起来的。光生电子的随机性所引起来的。在入射光的激发下，单位时间内所激发的电子数是不固在入射光的激发下，单位时间内所激发的电子数是不固定的，这种随机性就是量子噪声。定的，这种随机性就是量子噪声。有信号就有量子噪声，它依附在信号之上，是限制光接有信号就有量子噪声，它依附在信号之上，是限制光接收机灵敏度的主要因数。收机灵敏度的主要因数。经分析：经分析：22()IdNeI BM F MPIN暗电流暗电

3、流Id的随机起伏引起的的随机起伏引起的暗电流噪声暗电流噪声24BttLK TBNiR23BK1.38 10/JK为波尔兹曼常数热噪声热噪声自由电子或带电载流子在功耗元件上的不规则运自由电子或带电载流子在功耗元件上的不规则运动，同信号大小无关，是白噪声。动，同信号大小无关，是白噪声。其中T为PIN的绝对温度（K），B为测量仪器或前放带宽，R为PIN内阻。Nt与与B成正比，而与信号频率无关。成正比，而与信号频率无关。是一种白噪声，其功率谱密度为常数（是一种白噪声，其功率谱密度为常数（4KTR）。）。光电二极管产生光电流的响应时间主要取决于以下因素：光电二极管产生光电流的响应时间主要取决于以下因素：

4、1、耗尽区的光载流子的渡越时间；、耗尽区的光载流子的渡越时间；2、耗尽区外产生的光载流子的扩散时间；、耗尽区外产生的光载流子的扩散时间；3、光电二极管以及与其相关的电路的、光电二极管以及与其相关的电路的Rc时间常数。时间常数。非全耗尽型光电二极管的典型响应时间非全耗尽型光电二极管的典型响应时间在时间间隔在时间间隔 内，接受的能量为内，接受的能量为E E，产生的电子空穴对，产生的电子空穴对N N0( )ENP t dthh在时间间隔在时间间隔 内，发射内，发射n个电子的概率为个电子的概率为( )!NneP nNn码间串扰码间串扰接收机结构接收机结构I1I0I1I0I1I0I1I0高斯概率密度分布

5、函数：高斯概率密度分布函数：011 0误码的近似计算误码的近似计算,0onoffoffb()!EneEeP Nnn量子极限量子极限当当1误为误为0的概率为的概率为10-9、量子效率为、量子效率为1时：时：20.720.7hcEh接收机噪声接收机噪声散弹噪声散弹噪声接收机灵敏度接收机灵敏度经归一化处理后，等效带宽为：经归一化处理后，等效带宽为：总的均方噪声电压改写为总的均方噪声电压改写为取合适的参数，得到：取合适的参数，得到：脉冲最小能量脉冲最小能量性能曲线性能曲线输入脉冲输入脉冲输出脉冲输出脉冲-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)接收过载功率接收过载功率：定义为在定义为在R点处为达到点处为达到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。图中图中A点处的光功率是接收灵敏度点处的光功率是接收灵敏度B点处的光功率点处的光功率是接收过载功率是接收过载功率AB之间的范围是接收机可正常之间的范围是接收机可正常工作的工作的动态范围动态范围。-21-20-19-1810-510-610-710-810-910-10 27-1 223-1 231-1Bit Error RateReceived Optical Pow