1、光纖通信系統(tǒng)設(shè)計1概述TRANSMITTERRECEIVERMESSAGEORIGIN圖1.1標準光纖通信系統(tǒng)架構(gòu)2模擬系統(tǒng)設(shè)計Equation Chapter 2 Section 1光纖系統(tǒng)中，各組件的累加損耗應(yīng)足夠低以符合探測器的閾值要 求。模擬系統(tǒng)中，充足的功率意味著高SNR，另外，組件的組合應(yīng)該提供足夠的帶寬以通過較高的調(diào)制頻率，因此，應(yīng)對單個器件的損耗和帶寬進行分析，并計算整個系統(tǒng)的功率分配 和帶寬預(yù)算。2.1系統(tǒng)規(guī)格初始方案以設(shè)計簡單的點對點視頻系統(tǒng)為例，電視廣播信號的帶寬為6MHz，要求SNR為50dB表2.1系統(tǒng)方案一：窄帶寬和低功率Carrier SourceLEDIn fo

2、rmati on ChannelMMF (SI or GRIN)DetectorPIN-PD表22系統(tǒng)方案二：高帶寬和高功率Carrier Sourceld1.3umIn formati on ChannelSMFDetectorAPD負載電阻計算已知PIN-PD的電容Cd和傳輸帶寬f3 dB ,根據(jù)方程f3 dB12 RlCq(2.1)求得負載電阻RlRl12 Cd f3 dB(2.2)12 625 106 105305取Rl近似值5100，計算得f3dB為6.24MHz2.2功率預(yù)算平均光功率計算標準的SNR方程是sm2 2 M eP hf 2 Rl n-(2.3)N Mn2eRL f I

3、D ep hf 4kT f由于使用PIN-PD作為光電探測器，假設(shè)系統(tǒng)是熱噪聲限系統(tǒng)，調(diào)制系數(shù)m為100%，SNR方程簡化為2(2.4)S 0.5 P RlN4kTe f由于放大器噪聲的存在，將實際溫度 T替換為等效噪聲溫度Te，假設(shè)環(huán)境溫度T為300K, 放大器噪聲系數(shù)F為2，則Te FT 600K，又已知PD響應(yīng)率 為0.5AJW，計算平均光功(2.5)4 1.38 10 23600 6.24 106105y0.5 0.5 2 51005.7 W取P近似值為6 W o222平均光電流計算 根據(jù)平均光功率P為6 W，計算得PIN-PD的平均光電流I P 3 A，遠大于暗電流（幾個納安），因此

4、系統(tǒng)中暗電流的影響可以忽略，計算熱噪聲電流均方值.2I NT4kT fRl4 1.38 10 23 600 6.24 1065100(2.6)40.5144nA散粒噪聲電流均方值iNs 2eI f(2.7)2 1.6 10 193 10 66.24 1065.9904nA 2可以得到，熱噪聲功率是散粒噪聲功率的近 7倍，符合最開始采用熱噪聲限模型的假設(shè)。預(yù)測平均光電流為3 A時，并沒有驅(qū)動探測器進入非線性區(qū)，最大飽和電流等于偏置電壓與負載電阻的比值，使用5V偏壓時，最大允許電流為5 51009.8 10 4A （或980 A ），遠遠大于3 A，系統(tǒng)不存在飽和問題。詳細方案光源SE LED0.85 m, Pdc 1mW, trise 12ns, f 35nm,d 50 m光纖SI MMFNA 0.24,f 3 dB L 33MHz km,5dB/