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�(shù)字光接收�
閱讀�10453時間�2011-04-22 15:42:22

  �(shù)�光接收機是光接收�的一�,用于接收數(shù)字信號,與之相對的是模擬光接收機,當(dāng)前的通信系統(tǒng)由于大多采用�(shù)字信�,加上數(shù)字信號傳輸質(zhì)量高,沒有模擬調(diào)頻、調(diào)�、調(diào)�光端�多路信號同傳時的交調(diào)干擾嚴重、容易受�(huán)境影�、傳輸質(zhì)量低劣、長期工作穩(wěn)定性差的缺�,因而主要用的是�(shù)字光接收��

�(shù)字信號傳�?shù)�?yīng)用背�

  人們早就知道數(shù)字通信具有許多�(yōu)點,它最適于長途通信。由于數(shù)字信號在傳輸過程中可以不斷地通過整形和判決再�,因此它可以實現(xiàn)無噪聲積累和無非線性失真的高質(zhì)量長途傳�。光纖所具有的極寬傳輸帶寬和極小傳輸損耗,使數(shù)字通信的廣泛應(yīng)用成為可�。數(shù)字視頻光傳輸與傳�(tǒng)的模擬光傳輸相比,具有如下顯著特性:

  1� 可級�(lián),隨距離的增�,SNR信噪比不會下��

  2� 由于是數(shù)字傳輸方式,采用�(shù)字編碼糾錯方�,具有高�(wěn)定性和高可靠��

  3� 多路信號同傳時,采用�(shù)字時分復(fù)用技�(shù)(TMD�,不會產(chǎn)生模擬傳輸時的交�(diào)失真�

  4� �(wěn)定性好,環(huán)境適�(yīng)性高,比模擬傳輸系統(tǒng)易于維護與調(diào)節(jié)�

  5� 易于實現(xiàn)大容量傳輸,且性價比高�

  6� 采用無壓縮編碼,圖像信號�(zhì)量高,達廣播級�

組成

  整個接收機分為7個部�,分別是:光電檢測器、前置放大器、主放大�、AGC電路、均衡器、判決再生和時鐘提取�

數(shù)字光接收機的組成

  光電檢測器負�(zé)光電�(zhuǎn)�,實�(xiàn)光信號轉(zhuǎn)換成電信�,也就是對光進行解調(diào)�

  前置放大器負�(zé)對光電檢測器�(chǎn)生的微弱電流信號進行放大。由于前端噪聲對整個放大器輸出噪聲影響甚大,因此前置放大器必須是低噪聲和高帶寬的。其輸出一般mV量級�

  主放大器要提供足夠的增益,將輸入信號放大到判決電路所需要的電平(峰-峰值一般為1�3V��

  自動增益控制(AGC)電路可以控制主放大器的增益,使得輸出信號的幅度在一定的范圍�(nèi)不受輸入信號幅度的影��

  均衡濾波器的作用是對主放大輸出的失真�(shù)字脈沖進行整形,保證判決時不存在碼間干擾,以得到最小的誤碼��

  判決器和時鐘恢復(fù)電路負責(zé)對信號進行再生�

主要指標

  光接收機主要的性能指標是誤碼率(BER)、靈敏度以及動態(tài)范圍�

  誤碼率是指在一定的時間間隔�(nèi),發(fā)生差錯的脈沖�(shù)和在這個時間間隔內(nèi)傳輸?shù)目偯}沖數(shù)之比。例如誤碼率�10-9表示平均每發(fā)送十億個脈沖有一個誤碼出�(xiàn)。光纖通信系統(tǒng)的誤碼率較低,典型誤碼率范圍�10-9�10-12�

  光接收機的誤碼來自于系統(tǒng)的各種噪聲和干擾。這種噪聲�(jīng)接收機轉(zhuǎn)換為電流噪聲迭加在接收機前端的信號上,使得接收機不是對任何微弱的信號都能正確接收��

  接收機靈敏度的定義為:在滿足給定能的誤碼率指標條件下,接收的平均光功� Pmin。在工程上常用功率值(dBm)來表示,即

  在長期的使用過程�,接收機的光功率可能會有所變化。因此要求接收機有一個動�(tài)范圍。低于這個動�(tài)范圍的下限(即靈敏度�,將�(chǎn)生過大的誤碼;高于這個動�(tài)范圍的上限(又叫做接收機的過載功率),在判決時亦將造成過大的誤�。顯然一臺質(zhì)量好的接收機�(yīng)有較寬動�(tài)范圍。在保證系統(tǒng)的誤碼率指標要求�,接收機的輸出光功率(用dBm來描述)和允許輸入光功率(用dBm來描述)之差(dB)就是光接收的動�(tài)范圍�

靈敏�

  在數(shù)字接收機�,允許脈沖判決有一定的誤差范圍。如果接收機將�1”碼誤判為�0”碼,或者將�0”碼誤判為�1”碼,這就�1個錯誤比�。如果在100個比特中判錯了一個比特,則稱誤比特率�1�100,即10-2。數(shù)字通信要求,如果誤比特率小�10-6,則基本上可以恢�(fù)原來的數(shù)字信�。如果誤比特率大�10-3,則基本上不能進行正常的電話通信。對于數(shù)字光通信系統(tǒng)來說,一般要求系�(tǒng)的誤比特率小�10-9,即10億個脈沖中只容許發(fā)生一個誤��

  因此,光接收機靈敏度定義為:在保證達到所要求的誤比特率的條件�,接收機所需要的最小輸入光功率。接收靈敏度一般用dBm來表�,它是以lmW光功率為基礎(chǔ)的功�,或?qū)�?/FONT>

  其中,Pmin指在給定誤比特率的條件下,接收機能接收的最小平均光功率。例如,在給定的誤比特率�10-9�,接收機能接收的最小平均光功率為InW(即10-9W),光接收機靈敏度為-60dBm�

  影響接收機靈敏度的主要因素是噪聲,表�(xiàn)為信噪比。信噪比越大,表明接收電路的噪聲越小,對靈敏度影響越�。光接收機靈敏度是系�(tǒng)性能的綜合反映,除了上述接收機本身的特性以�,接收信號的波形也對靈敏度產(chǎn)生影�,而接收信號的波形主要由光�(fā)送機的消光比和光纖的色散來決�。光接收機靈敏度還與傳輸信號的碼速有�(guān),碼速越�,接收靈敏度就越�。這就影響了高速傳輸系�(tǒng)的中繼距�。速率越高,接收機靈敏度越�,中繼距離就越短�