光接收机的性能指标

• 　　光接收机主要的性能指标是误码率（BER）、灵敏度以及动态范围。

  　　误码率是指在一定的时间间隔内，发生差错的脉冲数和在这个时间间隔内传输的总脉冲数之比。例如误码率为10-9表示平均每发送十亿个脉冲有一个误码出现。光纤通信系统的误码率较低，典型误码率范围是10-9到10-12。

  　　光接收机的误码来自于系统的各种噪声和干扰。这种噪声经接收机转换为电流噪声迭加在接收机前端的信号上，使得接收机不是对任何微弱的信号都能正确接收的。

  　　接收机灵敏度的定义为：在满足给定能的误码率指标条件下，最低接收的平均光功率 Pmin。在工程上常用绝对功率值（dBm）来表示，即

  　　在长期的使用过程中，接收机的光功率可能会有所变化。因此要求接收机有一个动态范围。低于这个动态范围的下限（即灵敏度），将产生过大的误码；高于这个动态范围的上限（又叫做接收机的过载功率），在判决时亦将造成过大的误码。显然一台质量好的接收机应有较宽动态范围。在保证系统的误码率指标要求下，接收机的最低输出光功率（用dBm来描述）和最大允许输入光功率（用dBm来描述）之差（dB）就是光接收的动态范围。

  　　光接收机的灵敏度主要由光接收机的噪声决定。噪声主要来自于检测器和放大器的噪声，有以下几种类型。

  　　1.    散粒噪声：

  　　当光进入光电二极管时，光子的产生和结合具有统计特性，使得实际电子数围绕平均值的起伏，这种噪声称为散粒噪声。

  　　2．热噪声：

  　　起源于电阻内的电子的热运动，即使没有外加电压，由于电子热运动的随机性，使得电子的瞬间数目围绕它的平均值起伏。

  　　3．暗电流噪声：

  　　光电二极管在反偏压条件下，即使处于没有光照的环境中，电路中也会有反向直流电流，叫做暗电流。对一个接收机来说，暗电流决定了其可探测的信号功率水平的噪声基底。暗电流的典型值为几nA。如果暗电流达到了100nA，可能会引起严重的问题。

  　　在接收机的理论中，中心的问题也是如何降低输入端的噪声、提高接收灵敏度。灵敏度主要取决于光电检测器的响应度以及检测器和放大器引入的噪声。因此，噪声的分析和灵敏度的计算也是本章重点讨论的问题。