1、A,1,FTTH 網(wǎng)絡中樓棟光接收機,原理及設計 (輸出電平95dBuV) 參考資料1、寬帶城域光纖網(wǎng)絡技術，科學出版社， 編者:周承剛 朱百生 周鈾 周彤 參考資料2、FTTx PON技術與應用，人民郵電出版社 編者：張鵬 閻闊,A,2,FTTH概念,光纖接入技術實際就是在接入網(wǎng)中全部或部分采用光纖，構成光纖用戶環(huán)路，或稱光纖接入網(wǎng)，實現(xiàn)寬帶接入的一種方案。根據(jù)ONU （Optical Network Unit）的位置，光纖接入網(wǎng)分為光纖到桌面（FTTD）、光纖到戶（FTTH）、光纖到路邊（FTTC）、光纖到大樓（FTTB）、光纖到辦公室（FTTO）、光纖到樓層（FTTF）、光纖到小區(qū)（FT

2、TZ）等幾種類型。其中FTTH將是未來寬帶接入網(wǎng)發(fā)展的最終形式。FTTH是指將光網(wǎng)絡單元（ONU）安裝在住宅用戶或企業(yè)用戶處，是FTTx系列中除FTTD外最靠近用戶的光接入網(wǎng)類型,A,3,FTTH的兩種組網(wǎng)方式(PON和MC+LAN)，GPON和EPON將成為FTTH的主流技術。PON技術具有以下優(yōu)勢:ODN（光分配網(wǎng)）由無源光器件組成，OLT和ONU/ONT之間沒有昂貴的有源電子設備，降低了設備受雷電損壞和輻射干擾的可能性;可以靈活地組成樹形、星形、總線形等拓撲結構，典型拓撲結構為樹形，各ONU/ONT可共享OLT和光分路器之間的光纖，節(jié)省了光纖鋪設量;業(yè)務透明性較好，原則上可適用于任何制式

3、和速率的信號;網(wǎng)絡易于擴展，運營管理維護簡單。,A,4,光接收機的原理與結構,在光纖通信系統(tǒng)中，光接收機的任務是以最小的附加噪聲及失真，恢復出光纖傳輸后由光載波所攜帶的信息，因此光接收機的輸出特性綜合反映了整個光纖通信系統(tǒng)的性能。 光接收機原理框圖：,A,5,光輸入 輸出 框圖說明： 一、光電變換部分 光電探測器 它的主要作用是利用光電效應把光信號轉變?yōu)殡娦盘枴?應用在CATV系統(tǒng)中的光探測器的波長一般要求為11001600nm，大多采用InGaAs化合物，,光電變換,阻抗匹配,前置放大IC1,主放 大器 IC3,均衡濾波,數(shù)字衰減器 ATT,前置放大 IC2,主放大器IC4,A,6,作為一個

4、性能優(yōu)良的光探測器，要求其具有：量子效率高、噪聲低、光電轉換線性好、溫度特性穩(wěn)定、具有足夠的帶寬、可靠性高、體積小等一系列優(yōu)點。在調制系數(shù)、光探測器的平均接收光功率、溫度相同的情況下，暗電流、結電容、量子效率對光探測器的載噪比影響較大。由于 PIN管無增益、靈敏度稍低、要求偏壓小、暗電流小、動態(tài)范圍大，適用于模擬電視傳輸，在CATV應用中以PIN光探測器居多。 主要指標： 1、光電轉換效率：衡量光電轉換效率的特性參數(shù)有量子效率和響應度,A,7,量子效率n定義為光電子產(chǎn)生率RE與光子入射率RP之比，即每1秒鐘內，光電二極管的電極所收集到的電子數(shù)與入射到光電二極管的光子數(shù)之比。 商用的PIN光電二

5、極管的量子效率為70%90%，甚至有接近100%的產(chǎn)品。 響應度表示單位入射光功率所產(chǎn)生的光電流，目前商用的PIN光電二極管的響應度為0.80.9A/W。響應度同樣是波長的函數(shù)，隨著波長的增加，響應度會變大；因此，同一只光電二極管在接收不同波長的信號時響應度不一樣，接收1550nm信號時的響應度就比接收1310nm信號的響應度高。,A,8,2、結電容：可以看作為一個平板電容，其與耗盡層寬度W和結區(qū)面積A有關。目前實用化的PIN光電二極管的結電容一般都能做到小于1PF，結電容越小，其截止頻率就越寬，高頻特性就越好。 3、擊穿電壓與暗電流 ：無光照時，PIN作為一種PN結器件，在反向偏壓下也有反向

6、電流流過，這一電流稱為PIN光電二極管的暗電流。它主要由PN結內熱效應產(chǎn)生的電子空穴對形成。當偏壓增大時，暗電流增大。當反偏壓增大到一定值時，暗電流激增，發(fā)生了反向擊穿（即為非破壞性的雪崩擊穿，如果此時不能盡快散熱，就會變?yōu)槠茐男缘凝R納擊穿）。發(fā)生反向擊穿的電壓值稱為反向擊穿電壓,A,9,Si-PIN的典型擊穿電壓值為100多伏。PIN工作時的反向偏置電壓一般都遠離擊穿電壓，一般為1030V，實際光接收機中的實用化應用典型值一般為15V。暗電流的大小與光電二極管的結面積成正比，故常用單位面積上的暗電流(暗電流密度)來衡量。一般取偏壓為0.9VB時，對應的電流值為器件的電流值；現(xiàn)在商用的短波長S

7、i材料PIN光電二極管的暗電流一般小于5nA，而長波長的Ge材料PIN光電二極管的暗電流小到0.20.5A。應用上總是希望暗電流越小越好。,A,10,4、響應速度。作為光檢測器，在光纖通信中要能夠檢測高頻調制的光信號，因此響應速度是光電二極管的一個重要參數(shù)，響應速度通常用響應時間來表示，響應時間的長短，反映光電轉換的速度，它對系統(tǒng)的傳輸速率有極大的影響，是反映調制速率的主要指標。,A,11,二、 阻抗變換器實現(xiàn)光探測器與RF前置放大電路的阻抗匹配連接。探測器的阻抗很高，須經(jīng)一寬帶阻抗匹配電路與前置放大器級聯(lián)，才能獲得好的噪聲性能，除了實現(xiàn)阻抗匹配，該匹配電路還能降低雜散電容和前置放大器輸入電容

8、的影響。一般都采用鐵氧體磁環(huán)制作寬帶變壓器進行精確阻抗匹配，選用 MABAES0034 。 三、前置放大IC1、IC2 IC1、IC2：要求NF低，增益 在 15-20dB,非線性指標好,A,12,IC1、IC2 選擇 MAAMSS009633。 三、數(shù)字衰減 ATT選擇 MAAD-008866。 光檢波管光信號變化導致取樣電路的電壓變 化， 該變化信號送給帶有模數(shù)變換功能的 MCU， MCU 控制 MAAD-008866 衰減量。 四、主放大IC3、IC4選擇 CGA7718Z 五、鏈路總增益估算： （1）輸入端信號：光輸入 -7 - +2dBm PIN 管輸出：44dBuV-62dBuV （2）鏈路總差損： 17-35dB（通過ATT控制） （3）總增益：68dB （4） 輸出電平 ： 100dBuV,A,13,光接收機主要技術指標,1、頻率：401000MHz 2、Pin光輸入功率：5mW 3、平坦度：1dB 4、S11、S22：16dB 5、NF：2.5dB 6、CTB：-79dB 7、CSO：-70dB 8、工作電壓