数字光接收机论文.docx

光纤通信设备

系别：电子信息工程系
班级：电子本0810
姓名：张秀丽
学号：0832081003

数字光接收机
框图
整个接收机分为7个部分，分别是：光电检测器、前置放大器、主放大器、AGC电路、均衡器、判决再生和时钟提取。

工作原理
光电检测器负责光电转换，实现光信号转换成电信号，也就是对光进行解调。
前置放大器负责对光电检测器产生的微弱电流信号进行放大。由于前端噪声对整个放大器输出噪声影响甚大，因此前置放大器必须是低噪声和高带宽的。其输出一般mV量级。
主放大器要提供足够的增益，将输入信号放大到判决电路所需要的电平（峰－峰值一般为1～3V）。
自动增益控制（AGC）电路可以控制主放大器的增益，使得输出信号的幅度在一定的范围内不受输入信号幅度的影响。
均衡滤波器的作用是对主放大输出的失真数字脉冲进行整形，保证判决时不存在码间干扰，以得到最小的误码率。
判决器和时钟恢复电路负责对信号进行再生。
接收机根据比特周期内有光还是无光来判定是“1”比特还是“0”比特，如果有光出现，则对应“1”比特发送，如果无光出现，则对应“0”比特发送，这就是所谓的直接检测DD。问题是，即使在不考虑其他任何噪声的情况下也不可能实现无误码传输系统，因为光子到达光检测器时具有随机特性。
光功率为P的光信号到达光检测器时，可以看成是平均速率为P/hfc的光子流，h为普朗克常数，h=6.63×10-34J/Hz(焦耳/赫兹)，fc为光波频率，hfc为单个光子的能量。该光子流是一满足泊松分布的随机过程。
发送“0”比特时是不会误码的，只有发送“1”比特时才会误码，因为发送“1”比特期间没有光子被检测到就判定为“0”比特发送，有光子被检测到就判定为“1”比特。设比特速率为B，则比特周期1/B内接收n个光子的概率为

因此，没有接收到任何光子的概率为，设“0”和“1”是等概的，则理想光接收机的误码率为

参数M=P/hfcB为“1”比特期间接收的平均光子数，这就是理想光接收机的误码率，也称为量子极限条件下的误码率。为了达到10-12的误码率，则每个比特的平均光子数M=27。

结构图

外形图

电路图

技术指标

光接收机主要的性能指标是误码率（BER）、灵敏度以及动态范围。
误码率是指在一定的时间间隔内，发生差错的脉冲数和在这个时间间隔内传输的总脉冲数之比。例如误码率为10-9表示平均每发送十亿个脉冲有一个误码出现。光纤通信系统的误码率较低，典型误码率范围是10-9到10-12。
光接收机的误码来自于系统的各种噪声和干扰。这种噪声经接收机转换为电流噪声迭加在接收机前端的信号上，使得接收机不是对任何微弱的信号都能正确接收的。
接收机灵敏度的定义为：在满足给定能的误码率指标条件下，最低接收的平均光功率Pmin。在工程上常用绝对功率值（dBm）来表示，即

在长期的使用过程中，接收机的光功率可能会有所变化。因此要求接收机有一个动态范围。低于这个动态范围的下限（即灵敏度），将产生过大的误码；高于这个动态范围的上限（又叫做接收机的过载功率），在判决时亦将造成过大的误码。显然一台质量好的接收机应有较宽动态范围。在保证系统的误码率指标要求下，接收机的最低输出光功率（用dBm来描述）和最大允许输入光功率（用dBm来描述）之差（dB）就是光接收的动态范围。
使用方法

产品型号规格