第3章光收發(fā)設備(電路及系統)(續(xù))-資料下載頁
2025-02-15 16:02本頁面
【正文】 聲及靈敏度分析 IMDD光纖通信系統噪聲及靈敏度 EDFA的級聯系統 62 IMDD光纖通信系統噪聲及靈敏度 1．接收機噪聲 2．接收靈敏度 63 1．接收機噪聲 （ 1） ? 散粒噪聲是指圍繞一個平均統計值做隨機起伏波動的、由光電檢測器件自身產生的一種噪聲。 ? 熱噪聲是由于電子在光電檢測器的負載電阻 RL上做隨機運動，而產生的電流隨機起伏的現象，使所傳輸的信號附加上了一種噪聲，這種附加噪聲就是熱噪聲。 64 1．接收機噪聲 （ 2） 光接收機的 SNR ? PIN只對所接收的信號進行光電轉換，而無放大功能。 ? 而 APD除具有光電轉換功能外，還具有信號放大功能，即其平均輸出功率為 IP=RGPin，其中 R為響應度。 ? SNR隨 Pin線性增大，而且與量子效率 η、接收機的帶寬 Δf以及光子能量 hf有關。 ? 最佳平均雪崩增益（ Gmax） 65 1．接收機噪聲 ? InGaAs APD接收機最佳 APD增益 Gmax與入射光功率 Pin的關系 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，光接收機能夠接收到的最小平均光功率。 ? 接收靈敏度是與系統誤碼性能有關的物理量。 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參數的關系 69 2．接收靈敏度 （ 2） Q )G()(2TA_T2/12T2s???????????QfFqRQPPGRQ70 EDFA的級聯系統 1．級聯光放大器系統的信噪比 2．級聯光放大器系統的接收靈敏度 71 1．級聯光放大器系統的信噪比 （ 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，并會被后面的放大器放大，這就產生了自發(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．級聯光放大器系統的信噪比 （ 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能力的大小，可用下式表示： )/( 122 NNNn eesp ???? ??73 1．級聯光放大器系統的信噪比 （ 2） ? 由于放大的自發(fā)輻射噪聲在到達光接收機之前是呈現積累關系，嚴重時會影響系統性能。 ? 解決這一問題的方法是在線路的適當處加入光 —電 —光中繼器，將此噪聲去除。 74 2．級聯光放大器系統的接收靈敏度 （ 1） EDFA ? 當光纖通信系統中使用了光放大器，此時系統中不僅存在散粒噪聲、熱噪聲，而且還會受到放大 的自發(fā)輻射的影響。 ])/2([ 2/1opt2A_BVfhfFP ????75 2．級聯光放大器系統的接收靈敏度 ? 采用 EDFA作前置放大器時的接收靈敏度與 FA和光濾波器帶寬的關系 76 2．級聯光放大器系統的接收靈敏度 ? (2) ? 在 EDFA級聯光纖通信系統中，一方面其中每個光放大器都會產生放大器自發(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)輻射噪聲在到達光接收機之前積累，并影響系統性能；另一方面當 ASE電平增加時，它逐漸使光放大器出現飽和，并減小信號增益，在接收端 SNR甚至下降更多。 77 2．級聯光放大器系統的接收靈敏度 ? 信號功率 PS和 ASE功率 PASE沿級聯光放大器線路的變化 78
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