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CATV 光缆传输系统 第四讲 光缆传输系统性能和设备安装 彭明全 本讲座撰写人彭明全先生 四川九洲电器集团有限责任公司高级工程师 六 系统性能分析和设备安装 整个有线电视系统的噪声和非线性失真 包括信号源 射频前端 光传输部 分 电缆干线和分配网络产生的噪声和非线性失真 这里只讨论光传输部分的噪 声 载噪比和非线性失真 光传输部分包括激光发射机 光分路器 光缆 活动 连接器 熔接点和光接收机 如果光分路器 活动连接器和熔接点的反射损耗太 小 将大大降低光发射机性能 以下主要讨论光发射机和光接收机对系统性能的 影响 1. 噪声和载噪比分析 如图14 所示 AM 光传输的噪声包括激光器噪声 光电二极管(PD)的量子噪 声 PD 没有入射光时的暗电流噪声 PD 负载上热噪声和光接收机内放大器产生 的噪声 a.光接收机噪声和载噪比 光检测器信噪比公式为: S/N=I2/[2eB(I +I )+4KTB/R] (1) Q d 式中: I 输出的调制信号电流有效值; e 电子电荷; B 信号带宽; IQ 量子噪声电流; Id 噪声暗电流; R 负载电阻; T 绝对温度 公式(1)的分子反映信号功率 分母反映噪声功率 噪声功率包括三项: (1)量 子噪声电流 IQ 引起的量子噪声功率 2eBIQ; (2)噪声暗电流Id 引起的噪声功率 2eBI ; (3)负载电阻热噪声功率 4KTB/R d 如果光输入功率为定值P 则光电二极管输出直流电流I 为: I =R P 0 0 s 式中: Rs 光电二极管灵敏度 Rs=eη /hf 式中: η 光电转换效率; h 普朗克常数; f 光频率 对功率为定值P 的光进行调制 设调制度为m 接收机输出调制信号电流的 有效值I 为: I=mI /21/2=mR P/2 0 s 1/2 将有效值I 代入公式(1) 得到: 2 2 2 S/N=0.5m R P /[2eB(I +I )+4KTB/R] s 0 d 因为暗电流Id 很小 可忽略 此外 考虑到接收机内放大器噪声的影响 在 分母中还应增加接收机放大器噪声系数F 则光接收机输出端信噪比(S/N)R 为: 2 2 2 (S/N) =0.5m R P /[2eR PB+4KTBF/R] (2) R s s b.光发射机的噪声功率 光发射机的噪声功率PTN 主要取决于激光器相对强度噪声RIN 等于: P =(RIN)B(R P)2 (3) TN s 公式(3)中(RIN)B 表示工作带宽内的光噪声 (RIN)B(R P)2 表示光噪声经过光 s 纤后到达光接收机所引起的光电转换噪声 c.光链路载噪比 光链路包括光信号通过的所有器件和光缆通路 光缆 分路器 光纤连接点 都对光信号造成损耗 称为光链路损耗 整个光链路载噪比主要取决于发射和接收两部分载噪比 将发射机噪声功率 PNT 加入公式(2)的分母 得到整个光链路载噪比(S/N)总: 2 2 2 (S/N) =0.5m R P /[2eR PB+4KTBF/R+(RI