簡(jiǎn)介 .n4{xQo,EJ  
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任何光接收機(jī)的主要工作部件之一是光電檢測(cè)器（其將光功率轉(zhuǎn)換成電流）。根據(jù)系統(tǒng)性能目標(biāo)，可以使用PIN或APD（雪崩光電二極管）光電探測(cè)器。 \&ZEIAe  
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誤碼率（BER）是用于確定通信傳輸系統(tǒng)可靠性的主要指標(biāo)，通常與接收機(jī)靈敏度值相關(guān)聯(lián)，該靈敏度值定義必須到達(dá)光電檢測(cè)器以實(shí)現(xiàn)所需BER性能的最小平均光功率。 或者，可以從采樣信號(hào)統(tǒng)計(jì)中計(jì)算信道的Q因子，并用于估計(jì)系統(tǒng)BER（OptiSystem支持兩種計(jì)算方法）。 mh`uvqY  
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光電探測(cè)器在定義基本通信系統(tǒng)的最終靈敏度方面起著重要作用，因?yàn)樗�以散粒（基�?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=量子',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_4">量子）和熱噪聲的形式提供統(tǒng)計(jì)擾動(dòng)。它還引入了暗電流（可以看作是直流噪聲），并且具有定義的響應(yīng)度（一種測(cè)量每單位功率輸入獲得多少電輸出），其取決于入射光的波長(zhǎng)和傳感器的材料特性以及物理設(shè)計(jì)。 除了這些效應(yīng)之外，由于存在結(jié)電容并且需要連接到負(fù)載電阻器來(lái)測(cè)量接收信號(hào)，所以光電檢測(cè)器還表現(xiàn)出頻率依賴性的傳遞函數(shù)（在這個(gè)分析中，假定傳遞函數(shù)是理想的）。 3^-R_  
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以下四個(gè)示例演示如何設(shè)置和測(cè)量（使用OptiSystem）PIN和APD強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)（IM-DD）系統(tǒng)的接收機(jī)靈敏度，特別是： $/5\Hg1  
量子受限理想PIN光電探測(cè)器 kzNRRs\e  
熱噪聲受限PIN光電探測(cè)器 yHlQKI  
熱噪聲和散粒噪聲APD的性能 i "X" -)#  
具有光學(xué)前置放大的PIN光電探測(cè)器 YjJ^SU`*  
本案例的參考文件是: PIN and APD Receiver Sensitivity Analysis Version 1_0 24 Jan 17.osd. Am*
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1.理想光電探測(cè)器（PIN） , /jHhKW  
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測(cè)試配置如下：位速率：10 Gb / s; 波長(zhǎng)= 1550nm; PIN響應(yīng)度：1 A / W; 暗電流= 0 nA; 序列長(zhǎng)度= 1048576。 gyV`]uqG  
由于接收機(jī)是理想的，它的唯一噪聲源是PIN散粒（量子）噪聲 - 熱噪聲已被禁用。 當(dāng)預(yù)期的邏輯1（ON信號(hào)）看不到光子（泊松統(tǒng)計(jì)）時(shí)，接收機(jī)將發(fā)出錯(cuò)誤。 數(shù)據(jù)恢復(fù)組件的絕對(duì)閾值設(shè)置為1E-12以驗(yàn)證此條件。 eH!V%dX  
實(shí)現(xiàn)給定BER所需的光子/位的最小數(shù)量可以計(jì)算如下：BER = 1/2 * exp（-2 * N）其中N是每位的光子的平均數(shù)。 對(duì)于下面的例子，衰減器設(shè)置為58.1 dB（平均光子每位≈6）。 所得到的期望量子限制性能是LOG（BER）= -5.51。 @Bjp7v:w  
對(duì)于下面的模擬運(yùn)行，BER測(cè)試集顯示檢測(cè)到三個(gè)誤碼（LOG（BER）= -5.54） UL#:!J/34  
參考：L. Kazovsky，S.Benedetto，A. Willner，Optical Fiber Communication Systems，Artech House（1996），pp.299-200。 V"2 G
  
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圖1：理想光電接收機(jī)（PIN） Qy}pn=#Q  
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2.熱噪聲受限PIN r$'.$k\  
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在本例中，PIN光電二極管（Q = 7，BER = 1E-12）的接收靈敏度基于以下配置確定：位速率：100 Mb / s; 波長(zhǎng)= 1550nm; 負(fù)載電阻：100歐姆; 溫度= 300K; PIN響應(yīng)度：0.95 A / W !$ii*}  
在這種情況下，主要噪聲源是PIN熱噪聲（熱噪聲電流= 91 nA）。 所需的接收機(jī)靈敏度約為-31.7 dBm。 @,;h!vB*=  
注意：在參考中，負(fù)載電阻設(shè)置為200歐姆。 作為額外的放大器，REF（包括電后置放大器的模型）中包含3 dB的噪聲系數(shù)，我們將負(fù)載電阻降低到100，以將噪聲系數(shù)增加2倍。 m\/)