| infotek |
2024-06-20 08:10 |
Optisystem應(yīng)用：光電檢測器靈敏度建模
任何光接收機(jī)的主要工作部件之一是光電檢測器（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）光電探測器。 ;05lwP* r]
G;A
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）。 @{Fa=".Ch
p]Qe5@NT
光電探測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)樗陨⒘＃ɑ诹孔樱┖蜔嵩肼暤男问教峁┙y(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)載電阻器來測量接收信號，所以光電檢測器還表現(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）。 xdY'i0fh
p)"EenUK
以下四個(gè)示例演示如何設(shè)置和測量（使用OptiSystem）PIN和APD強(qiáng)度調(diào)制直接檢測（IM-DD）系統(tǒng)的接收機(jī)靈敏度，特別是： d{(Rs.GuP
量子受限理想PIN光電探測器 >yqEXx5{
熱噪聲受限PIN光電探測器 K;s`
熱噪聲和散粒噪聲APD的性能 QfM^J5j.M?
具有光學(xué)前置放大的PIN光電探測器 rq1~%S
本案例的參考文件是: PIN and APD Receiver Sensitivity Analysis Version 1_0 24 Jan 17.osd. mz;ExV16
) =aq j@v
1.理想光電探測器（PIN） |Xd& aQ
<S;YNHLC
測試配置如下：位速率：10 Gb / s; 波長= 1550nm; PIN響應(yīng)度：1 A / W; 暗電流= 0 nA; 序列長度= 1048576。 h"}F3E
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）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)組件的絕對閾值設(shè)置為1E-12以驗(yàn)證此條件。 m}: X\G(6Q
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。
:J
| |