第3章光收發(fā)設(shè)備(電路及系統(tǒng))(續(xù))-資料下載頁(yè)
2025-02-15 16:02本頁(yè)面
【正文】 聲及靈敏度分析 IMDD光纖通信系統(tǒng)噪聲及靈敏度 EDFA的級(jí)聯(lián)系統(tǒng) 62 IMDD光纖通信系統(tǒng)噪聲及靈敏度 1．接收機(jī)噪聲 2．接收靈敏度 63 1．接收機(jī)噪聲 （ 1） ? 散粒噪聲是指圍繞一個(gè)平均統(tǒng)計(jì)值做隨機(jī)起伏波動(dòng)的、由光電檢測(cè)器件自身產(chǎn)生的一種噪聲。 ? 熱噪聲是由于電子在光電檢測(cè)器的負(fù)載電阻 RL上做隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，而產(chǎn)生的電流隨機(jī)起伏的現(xiàn)象，使所傳輸?shù)男盘?hào)附加上了一種噪聲，這種附加噪聲就是熱噪聲。 64 1．接收機(jī)噪聲 （ 2） 光接收機(jī)的 SNR ? PIN只對(duì)所接收的信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，而無放大功能。 ? 而 APD除具有光電轉(zhuǎn)換功能外，還具有信號(hào)放大功能，即其平均輸出功率為 IP=RGPin，其中 R為響應(yīng)度。 ? SNR隨 Pin線性增大，而且與量子效率 η、接收機(jī)的帶寬 Δf以及光子能量 hf有關(guān)。 ? 最佳平均雪崩增益（ Gmax） 65 1．接收機(jī)噪聲 ? InGaAs APD接收機(jī)最佳 APD增益 Gmax與入射光功率 Pin的關(guān)系 66 2．接收靈敏度 ? 接收靈敏度是指在滿足給定誤碼率（ BER=1 1010）條件下，光接收機(jī)能夠接收到的最小平均光功率。 ? 接收靈敏度是與系統(tǒng)誤碼性能有關(guān)的物理量。 67 2．接收靈敏度 （ 1） ? 誤碼率是指這兩種情況下的誤碼概率可用下式給出： 010122)2/exp()2(21)0/1()0()1/0()1(???????????IIerfcBERPPPPBER68 ? 比特誤碼率和 Q參數(shù)的關(guān)系 69 2．接收靈敏度 （ 2） Q )G()(2TA_T2/12T2s???????????QfFqRQPPGRQ70 EDFA的級(jí)聯(lián)系統(tǒng) 1．級(jí)聯(lián)光放大器系統(tǒng)的信噪比 2．級(jí)聯(lián)光放大器系統(tǒng)的接收靈敏度 71 1．級(jí)聯(lián)光放大器系統(tǒng)的信噪比 （ 1） ? 基中自發(fā)輻射的光子中的一部分疊加在放大的光纖傳輸模上一起沿光纖傳輸，并會(huì)被后面的放大器放大，這就產(chǎn)生了自發(fā)輻射噪聲（ ASE）。 ? ASE的總功率是由帶寬為 B0的光纖中所有模式所攜帶的 ASE的積累。 ? ASE總功率為 0spASE)1(2 BGhfnP ??72 1．級(jí)聯(lián)光放大器系統(tǒng)的信噪比 （ 1） 自發(fā)輻射噪聲 ? 自發(fā)輻射因子 nsp 表示了放大器中粒子反轉(zhuǎn)能力的大小，可用下式表示： )/( 122 NNNn eesp ???? ??73 1．級(jí)聯(lián)光放大器系統(tǒng)的信噪比 （ 2） ? 由于放大的自發(fā)輻射噪聲在到達(dá)光接收機(jī)之前是呈現(xiàn)積累關(guān)系，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響系統(tǒng)性能。 ? 解決這一問題的方法是在線路的適當(dāng)處加入光 —電 —光中繼器，將此噪聲去除。 74 2．級(jí)聯(lián)光放大器系統(tǒng)的接收靈敏度 （ 1） EDFA ? 當(dāng)光纖通信系統(tǒng)中使用了光放大器，此時(shí)系統(tǒng)中不僅存在散粒噪聲、熱噪聲，而且還會(huì)受到放大 的自發(fā)輻射的影響。 ])/2([ 2/1opt2A_BVfhfFP ????75 2．級(jí)聯(lián)光放大器系統(tǒng)的接收靈敏度 ? 采用 EDFA作前置放大器時(shí)的接收靈敏度與 FA和光濾波器帶寬的關(guān)系 76 2．級(jí)聯(lián)光放大器系統(tǒng)的接收靈敏度 ? (2) ? 在 EDFA級(jí)聯(lián)光纖通信系統(tǒng)中，一方面其中每個(gè)光放大器都會(huì)產(chǎn)生放大器自發(fā)輻射 (ASE)噪聲，并沿線路繼續(xù)傳輸，且與信號(hào)一起被后面的光放大器放大，放大后的自發(fā)輻射噪聲在到達(dá)光接收機(jī)之前積累，并影響系統(tǒng)性能；另一方面當(dāng) ASE電平增加時(shí)，它逐漸使光放大器出現(xiàn)飽和，并減小信號(hào)增益，在接收端 SNR甚至下降更多。 77 2．級(jí)聯(lián)光放大器系統(tǒng)的接收靈敏度 ? 信號(hào)功率 PS和 ASE功率 PASE沿級(jí)聯(lián)光放大器線路的變化 78
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