《光纤通信》第四章光端机.ppt

第四章 光端机 4.1 光发射机 4.1 光发射机 4.1.1 光发射机的基本组成 4.1.1 光发射机的基本组成 4.1.1 光发射机的基本组成 4.1.1 光发射机的基本组成 4.1.1 光发射机的基本组成 4.1.2 调制特性 4.1.2 调制特性 4.1.2 调制特性 4.1.2 调制特性 4.1.2 调制特性 4.1.2 调制特性 4.1.3 调制电路和自动功率控制 4.1.3 调制电路和自动功率控制 4.1.3 调制电路和自动功率控制 4.1.4 温度特性和自动温度控制 4.1.4 温度特性和自动温度控制 4.1.4 温度特性和自动温度控制 4.1.4 温度特性和自动温度控制 4.2 光接收机 4.2.1 光接收机的基本组成和各部件的功能 4.2.1 光接收机的基本组成和各部件的功能 4.2.2 噪声特性 4.2.2 噪声特性 4.2.2 噪声特性 4.2.2 噪声特性 4.2.2 噪声特性 4.2.2 噪声特性 4.2.3 误码率 4.2.3 误码率 4.2.3 误码率 4.2.3 误码率 4.2.3 误码率 4.2.3 误码率 4.2.3 误码率 4.2.3 误码率 4.2.3 误码率 4.2.4 灵敏度 4.2.4 灵敏度 4.2.4 灵敏度 4.2.4 灵敏度 4.2.4 灵敏度 4.2.4 灵敏度 4.2.4 灵敏度 4.2.4 灵敏度 4.2.4 灵敏度 4.2.5 自动增益控制和动态范围 4.3 线路编码 4.3 线路编码 4.3.1 扰码 4.3.2 mBnB码 4.3.2 mBnB码 4.3.2 mBnB码 4.3.2 mBnB码 4.3.2 mBnB码 4.3.3 插入码 4.3.3 插入码 4.3.3 插入码 4.3.3 插入码 4.3.3 插入码 4、放大器内部产生噪声 双极型晶体管 场效应管 跨阻型 适用于高速 率传输系统 适用于低速 率传输系统 改善了带宽特性和动态 范围，噪声特性良好 （取决于所采用的前置放大器的类型） 1、误码率的定义 光接收机对码元误判的概率即为误码率 2、误码率的定义式 （在足够长时间间隔内） 为何会有误 码现象？ 误码率 误判 噪声 输入 输出 如何理解 误码？ ：“1”码的电流 ：“0”码的电流 ：“1”码的平均电流 注意：“0”码的平均电流为0 D：判决门限 判决法： ：“1”码误判为“0”码 ：“0”码误判为“1”码 造成原因： 噪声功率大小 噪声的概率分布 3、误码率的计算 要知道误码率必须知道： 噪声功率 噪声的概率密度分布（高斯分布） 方差 均值 方差x=参量的当前值-参量的平均值 3、误码率的计算 （1）发“0”码的误码率 发“0”码时噪声概率密度函数分布 其中： 发0码的总噪声功率 前置放大器的噪声功率 光检测器的噪声功率 =0 3、误码率的计算 （1）发“0”码的误码率 把“0”码误判为“1”码的概率（等于 的概率） 3、误码率的计算 （2）发“1”码的误码率 发“1”码时噪声概率密度函数分布 其中： 发1码的总噪声功率 前置放大器的噪声功率 光检测器的噪声功率 ≠0 3、误码率的计算 （2）发“1”码的误码率 把“1”码误判为“0”码的概率（等于 的概率） 3、误码率的计算 （3）总误码率 条件：对“0”码和“1”码等概率的码流 或 叫超扰比或信噪比 3、误码率的计算 （4）误码率和 Q的关系 功能 定义 定义式 是衡量光接收机性能的综合指标 在保证通信质量的条件下，光接收机所需的最小 平均接收光功率 在指定的误码率（ ）或信噪比（ ）范围内 灵敏度越高，能够接收更微弱的光信号 1、理想光接收机的灵敏度 灵敏度 误码率/信噪比 噪声 光接收机的 噪声来源 光检暗电流 光检量子噪声 放大器的噪声 只有在光输入 的时候才有 理想光接收机 的噪声来源 光检暗电流 光检量子噪声 放大器的噪声 =0 =0 =0 ≠0 （发“0”码） （发“1”码） 1、理想光接收机的灵敏度 （1）理想光接收机的误码率 （发“0”码所以噪声为0，则不存在误判） （只有量子噪声） n是一个码元的平均光子数 总误码率： 条件：“0”码和“1”码等概率出现 1、理想光接收机的灵敏度 （2）理想光接收机的灵敏度 小知识 一个光子 × n个光子 = 一个码元或一个光脉冲 2、实际光接收机的灵敏度 光检测器 前置放大器 放大器 光 电 电