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�(shù)字光接收�(jī)
閱讀�10459�(shí)間:2011-04-22 15:42:22

  �(shù)�光接收機(jī)是光接收�(jī)的一�,用于接收數(shù)字信�(hào),與之相�(duì)的是模擬光接收機(jī),當(dāng)前的通信系統(tǒng)由于大多采用�(shù)字信�(hào),加上數(shù)字信�(hào)傳輸�(zhì)量高,沒有模擬調(diào)�、調(diào)相、調(diào)�光端�(jī)多路信號(hào)同傳�(shí)的交�(diào)干擾�(yán)�、容易受�(huán)境影�、傳輸質(zhì)量低�、長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性差的缺�(diǎn),因而主要用的是�(shù)字光接收�(jī)�

�(shù)字信�(hào)傳輸?shù)�?yīng)用背�

  人�?cè)缇椭罃?shù)字通信具有許多�(yōu)�(diǎn),它最適于�(zhǎng)途通信。由于數(shù)字信�(hào)在傳輸過(guò)程中可以不斷地通過(guò)整形和判決再生,因此它可以實(shí)�(xiàn)�(wú)噪聲積累和無(wú)非線性失真的高質(zhì)量長(zhǎng)途傳�。光纖所具有的極寬傳輸帶寬和極小傳輸損�,使�(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(jí)�(lián),隨距離的增�,SNR信噪比不�(huì)下降�

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

  3� 多路信號(hào)同傳�(shí),采用數(shù)字時(shí)分復(fù)用技�(shù)(TMD),不會(huì)�(chǎn)生模擬傳輸時(shí)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(hù)與調(diào)節(jié)�

  5� 易于�(shí)�(xiàn)大容量傳�,且性價(jià)比高�

  6� 采用�(wú)壓縮編碼,圖像信�(hào)�(zhì)量高,達(dá)廣播�(jí)�

組成

  整�(gè)接收�(jī)分為7�(gè)部分,分別是:光電檢�(cè)�、前置放大器、主放大�、AGC電路、均衡器、判決再生和�(shí)鐘提取�

數(shù)字光接收機(jī)的組成

  光電檢測(cè)器負(fù)�(zé)光電�(zhuǎn)�,實(shí)�(xiàn)光信�(hào)�(zhuǎn)換成電信�(hào),也就是�(duì)光�(jìn)行解�(diào)�

  前置放大器負(fù)�(zé)�(duì)光電檢測(cè)器產(chǎn)生的微弱電流信號(hào)�(jìn)行放�。由于前端噪聲對(duì)整�(gè)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(jí)�

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

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

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

  判決器和�(shí)鐘恢�(fù)電路�(fù)�(zé)�(duì)信號(hào)�(jìn)行再��

主要指標(biāo)

  光接收機(jī)主要的性能指標(biāo)是誤碼率(BER)、靈敏度以及�(dòng)�(tài)范圍�

  誤碼率是指在一定的�(shí)間間隔內(nèi),發(fā)生差�(cuò)的脈沖數(shù)和在這�(gè)�(shí)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�(gè)脈沖有一�(gè)誤碼出現(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(jī)的誤碼來(lái)自于系統(tǒng)的各種噪聲和干擾。這種噪聲�(jīng)接收�(jī)�(zhuǎn)換為電流噪聲迭加在接收機(jī)前端的信�(hào)�,使得接收機(jī)不是�(duì)任何微弱的信�(hào)都能正確接收��

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

  在長(zhǎng)期的使用�(guò)程中,接收機(jī)的光功率可能�(huì)有所變化。因此要求接收機(jī)有一�(gè)�(dòng)�(tài)范圍。低于這�(gè)�(dòng)�(tài)范圍的下限(即靈敏度�,將�(chǎn)生過(guò)大的誤碼;高于這�(gè)�(dòng)�(tài)范圍的上限(又叫做接收機(jī)的過(guò)載功率),在判決�(shí)亦將造成�(guò)大的誤碼。顯然一�(tái)�(zhì)量好的接收機(jī)�(yīng)有較寬動(dòng)�(tài)范圍。在保證系統(tǒng)的誤碼率指標(biāo)要求�,接收機(jī)的輸出光功率(用dBm�(lái)描述)和允許輸入光功率(用dBm�(lái)描述)之差(dB)就是光接收的動(dòng)�(tài)范圍�

靈敏�

  在數(shù)字接收機(jī)�,允許脈沖判決有一定的誤差范圍。如果接收機(jī)將�1”碼誤判為�0”碼,或者將�0”碼誤判為�1”碼,這就�1�(gè)�(cuò)誤比�。如果在100�(gè)比特中判�(cuò)了一�(gè)比特,則稱誤比特率為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(lái)的數(shù)字信�(hào)。如果誤比特率大�10-3,則基本上不能�(jìn)行正常的電話通信。對(duì)于數(shù)字光通信系統(tǒng)�(lái)�(shuō),一般要求系�(tǒng)的誤比特率小�10-9,即10億�(gè)脈沖中只容許�(fā)生一�(gè)誤碼�

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

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

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