1光纤通信课程 光接收机的特性研究

课程设计说明书

通信系统综合设计与实践

光接收机的特性研究

院（系）名称信息工程学院

电子与通信工程系

专业名称

学生姓名

指导教师

2016年6月16日

课程设计说明书第I页

课程设计任务书

2015—2016学年第二学期

专业：光电信息科学与工程学号：1301021037 姓名：郑智虹

课程设计名称：光纤通信系统课程设计

设计题目：光接收机的特性研究

完成期限：自2016 年 6 月 6 日至2016 年 6 月19 日共 2 周

一、设计依据

光接收机是光纤通信系统的重要组成部分，它的作用是将由光纤传来的微弱光信号转化为电信号，经放大，处理后恢复原信号。光接收机性能对整个光纤通信系统的传输质量有着很大的影响，通过对光接收机的误码率，灵敏度，动态范围等性能参数的研究，为光接收机的性能检测和维护等方面的工作提供科学的数据参考。并用Optimist仿真软件进行仿真，搭建光接收机的传输系统平台，通过参数的设置，分析最小误码率下的入纤光功率。

二、要求及主要内容

1．查阅相关文献，掌握影响光接收机灵敏度的因素。

2．学会Optimist仿真软件的使用方法，并搭建光接收机的传输平台；

3．结合仿真平台，分析最佳眼图效果下的灵敏度、Q值、增益、功率等参数。分析光接收机的传输性能。

三、途径和方法

1．查阅相关文献，掌握光接收机的基本结构和基本工作原理；

2．利用Optimist仿真软件搭建光接收机传输系统；

3．APD和PIN两种光电检测器的对比分析，验证光接收机的性能及影响接收机灵敏度的主要因素；

4．设置参数，定向分析两种光电检测器在传输系统中的优越性。

四、时间安排

1．课题讲解：2小时。

2．阅读资料：10小时。

3．撰写设计说明书：12小时。

4．修订设计说明书：6小时。

五、主要参考资料

[1]李履信．光纤通信系统[M]．机械工业出版社，2003.7

[2]刘增基，周洋溢．光纤通信[M]．西安电子科技大学出版社

[3]王磊，裴丽．光纤通信的发展和未来[J]．中国科技信息2006.4

[4]杨浚明．光纤通信设计[M]．天津科学技术出版社，1995

[5]赵梓林．光纤通信工程[M]．人民邮电出版社，1987

[6]汪杰军．光纤通信系统中光发射机的设计[M]．现代电子技术，2008

指导教师（签字）：教研室主任（签字）：

批准日期：年月日

摘要

光纤通信技术（optical fiber communications）从光通信中脱颖而出，已成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。光纤通信作为一门新兴技术，其近年来发展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。本文章首先介绍了光接收机的发展历史及理论知识；其次使用optisystem模拟仿真软件，利用仿真，修改光接收机性能参数，分析系统的性能和影响性能的参数因子；最后对光路结构改进以提高光接收机的性能。关键字：光纤通信技术，光接收机

目录

1.绪论 (1)

1.1光纤通信技术的发展历史、目的及意义 (1)

1.2光接收机简介 (1)

1.3光接收机的类型 (2)

1.4论文结构和内容 (2)

2.光接收机的基本理论 (3)

2.1光接收机的结构 (3)

2.1.1光接收电路 (3)

2.1.2输出电路 (4)

2.1.3其他电路 (4)

2.2光接收机性能指标 (4)

2.2.1灵敏度 (4)

2.2.2动态范围 (5)

2.2.3影响接收机性能的主要因素 (5)

2.3灵敏度及噪声分析 (6)

2.3.1理想接收机灵敏度 (6)

2.3.2光接收机噪声分析 (7)

2.3.3光接收机误码率 (8)

3.光接收机的仿真模拟 (9)

3.1O PTI S YSTEM软件简介 (9)

3.2光接收机O PTI S YSTEM仿真 (9)

3.2.1APD接收机散粒噪声增强 (9)

3.2.2误比特率对接收机灵敏度的影响 (15)

3.2.3最小光功率对接收机灵敏度的影响 (17)

3.3本章小结 (20)

总结 (21)

参考文献 (22)

1.绪论

1.1光纤通信技术的发展历史、目的及意义

光纤通信是以光波为信息载体，通过光纤来传递的一种通信设施。因为它具有容量大，传输距离远，传输速度快，经济等特点，所以在当今被广泛应用。光纤通信的发展史虽然只有二三十年，但由于它无比的优越性，使它成为了现代化通信网络中最为重要的传输媒介。

在光纤通信系统中，光接收机（Optical receiver）的任务是以最小的附加噪声及失真，恢复出光纤传输后由光载波所携带的信息，因此光接收机的输出特性综合反映了整个光纤通信系统的性能。

光发射机发射的光信号经传输后，不仅幅度衰减了，而且脉冲波形也展宽了，光接收机的作用就是检测经过传输的微弱光信号，并放大、整形、再生成原传输信号。1.2光接收机简介

光接收机是光纤通信系统的主要组成部分，其性能是整个光纤通信系统性能的综合反映。由光发送机发出的光信号在光纤线路中传输时，不仅会受到损耗的影响而造成幅度衰减，同时光纤色散和非线性效应等可能会引起脉冲波形展宽，由此造成的信号质量下降会增加接收机接收信号的难度，这些都对接收机的性能提出了较高的要求。

光接收机的主要功能是将经光纤线路传输后的微弱光信号进行光电变换，然后经过必要的处理后恢复成原始的信号。一个典型的直接检测光接收机主要由光接收电路和输出接口电路组成。

光接收机的性能直接影响光纤通信系统的传输距离、误码率和通信质量。