光纤通信光检测器与光接收机资料讲解.pptVIP

小结 光中继器用来增加光纤通信距离，有光电中继器和全光中继器 光电中继器可以实现信号的放大和整形，是光－电－光方式 全光中继方式是直接在光路上放大光信号，没有光－电－光的转换过程，但不能完成波形整形 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 1．光检测与前置放大 光检测器与前置放大器合起来称为接收机前端，是光接收机的核心 其作用是将耦合入光电检测器的光信号转换为时变光生电流，然后进行预放大，并将电流信号转换为电压信号，以便后级作进一步处理 前端性能是决定光接收机的主要因素，要求低噪声、高灵敏度、足够的带宽 1．光检测与前置放大 光检测器可以采用PIN光电二极管和雪崩光电二极管（APD），应当视具体情况而定 前置放大器主要作用是保持检测到的电信号不失真地放大和保证噪声最小，一般采用场效应晶体管（FET） 目前，光检测器与前置放大有商用集成组件 2．主放大、均衡滤波和自动增益控制 主放大器、均衡滤波器和自动增益控制组成光接收机的线性通道 主放大器一般是多级放大器，它的功能主要是提供足够高的增益 AGC就是用反馈环路来控制主放大器的增益，以扩大接收机的动态范围 均衡器的作用是对主放输出的、已畸变（失真）和有码间干扰的电信号进行整形和补偿 2．主放大、均衡滤波和自动增益控制 所传输的数字脉冲信号，经过光纤传输后，又经过光电检测器、放大器等，由于传输带宽的限制，不再是矩形脉冲形式，产生拖尾现象 这将导致相邻码元的重叠，从而产生码间干扰，严重时将造成判决电路的误判，产生误码 2．主放大、均衡滤波和自动增益控制 通过均衡器对主放大器输出的失真数字脉冲进行整形和补偿，使之成为有利于判决的码间干扰最小的信号波形 如升余弦波形 3．判决与再生 判决器、译码器和时钟恢复组成光接收机的判决、再生部分 时钟恢复电路从码流中恢复出时钟信号（定时信号），并提供给判决电路 判决电路在时钟信号控制下，将均衡后的脉冲输出信号判决输出为“1”或“0”，恢复出所传输的二进制脉冲信号 3．判决与再生 再生过程 实际应用中，可以选用时钟／数据再生器组件，如朗讯科技的LG 1600系列 二、光接收机的主要性能指标 光接收机主要性能指标有： 接收灵敏度，反映了接收机检测微弱信号的能力； 误码率或信噪比； 动态范围，反映了接收机适应输入信号变化的能力 1．误码率 在数字接收机中，来自放大、均衡后的信号在每一时刻都会和一个阈值进行比较，以判定当前时隙的信号是“1”或“0” 由于各种噪声、码间干扰等因素，判决电路难免发生错误判决，即“1”码误判为“0”码，或把“0”码误判为“1”码 信号电平 bon boff vth 方差 方差 阈值电平 1．误码率 光接收机对码元错误判决的概率称为误码率 在二进制情况下，等于误比特率（BER，Bit-Error-Rate），它反映出在较长时间间隔内的传输码流中，错误判决的码元数Ne在所接收到的码元总数Nt中所占的比例 1．误码率 对二进制系统而言，误码率可以由下式给出 要确定误码率，不仅要知道噪声的大小，而且要知道噪声的功率分布 然而，光接收机的噪声功率分布十分复杂 一种简化的计算是假定总噪声的概率分布为高斯分布，这是由S. D. Personick提出的 1．误码率 设“0”和“1”等概率发送，得到 误差函数 1．误码率 因子Q和特定误码率下的信噪比相关，因此，被广泛用来说明接收机的性能 给出了BER随Q变化的情况 1．误码率 当σon=σoff=σ，且boff=0，bon=V，则阈值 由于σ通常称为根噪声，因此，比值也就是峰值均方根信噪比 2．灵敏度 接收机灵敏度是光接收机最主要的性能指标之一，是表征光接收机调整到最佳状态时，接收微弱光信号的能力 它可用下列三种物理量表示 在保证达到所要求的误码率（或信噪比）条件下，接收机所需的： 输入的最小平均光功率PR 每个光脉冲的最低平均光子数n0 每个光脉冲的最低平均能量Ed 2．灵敏度 以上三个表示方法有所不同，但所表示的物理意义是一致的，在工程上通常采用光功率的定义方法 对于“1”、“0”码等概率的NRZ码脉冲，三种表示方法之间有如下关系 一个光子的能量 脉冲码元时隙 2．灵敏度 PR的单位是W，常用mW 若用dBm来表示灵敏度Sr，则可写为 在实际工程应用中，接收机所需的最小接收光功率PR可按照下面给出的近似公式计算 当采用PIN