P=PB(1+mcosot) (6.3) 式中,PB为偏置电流IB产生的光功率,m为调制指数, ω=2πf,f为调制频率,t为时间 般光纤线路有足够的带宽,可以假设信号在传输过程不 存在失真,只受到exp(aL)的衰减,式中α为光纤线路平均损耗 系数,L为传输距离。由于到达光检测器的信号很弱,光接收 机引起的信号失真可以忽略。在这些条件下,光检测器的输出 光电流 1+m COSo 均方信号电流 2
P=ＰB(1+mcosωt) (6.3) 式中，PB为偏置电流IB产生的光功率，m为调制指数， ω=2πf, f为调制频率，t为时间。 一般光纤线路有足够的带宽，可以假设信号在传输过程不 存在失真，只受到exp(αL)的衰减，式中α为光纤线路平均损耗 系数， L为传输距离。由于到达光检测器的信号很弱，光接收 机引起的信号失真可以忽略。在这些条件下，光检测器的输出 光电流 is=I0 (1+m cosω t) (6.4) 均方信号电流 2 2 2 = m s I i
式中,In=mlo为信号电流幅度,I为平均信号电流,m为 调制指数,其定义为 信号电流幅度 min 1/2 I max n 平均信号电流I b )2I+L min max min max min 平均信号电流 IP glP-gpP b (6.7) 式中,Pb=KPB为输入光检测器的平均光功率,K代表光纤线路 的衰减,p为光检测器的响应度,Ip为一次光生电流,g为 APD的倍增因子。设使用 PINPD,g=1
式中, Im=mI0 为信号电流幅度，I0为平均信号电流，m为 调制指数，其定义为 ( ) ( ) min min min min b o m I I I I I I I I I I I m + − = + − − = = = max max min max max / 2 / 2 平均信号电流 信号电流幅度 平均信号电流 I0=gIP=gρPb (6.7) 式中, Pb=KPB为输入光检测器的平均光功率，K代表光纤线路 的衰减，ρ为光检测器的响应度，IP为一次光生电流，g APD的倍增因子。设使用PINPD, g=1
由式(65)式(67)得到均方信号电流 (12)=(mPn8) (68 模拟信号直接光强调制系统的噪声主要来源于光检测器 的量子噪声、暗电流噪声、负载电阻R的热噪声和前置放大 器的噪声,总均方噪声电流(参考3.2节)可写成 4kTFB +()+(7)=2epB+2eolB+ R 式中,(2 (2)和(i2r〉分别为量子噪声、暗电 流和热噪声产生的均方噪声电流,e为电子电荷,B为噪声带 宽,一般等于信号带宽
由式(6.5)～式(6.7)得到均方信号电流 〈i 2 s〉= (6.8) 模拟信号直接光强调制系统的噪声主要来源于光检测器 的量子噪声、暗电流噪声、负载电阻RL的热噪声和前置放大 器的噪声，总均方噪声电流(参考3.2节)可写成 2 (m p g) b L n q d T b d R kTFB i i i i e p B eoI B 4 2 2 2 2 2 2 = + + = + + 式中, 〈i 2 q〉、〈i 2 d〉和〈i 2 T〉分别为量子噪声、暗电 流和热噪声产生的均方噪声电流，e为电子电荷，B为噪声带 宽，一般等于信号带宽
为暗电流,k=1.38×1023/K为波尔兹曼常数,T为热力学 温度,RL为光检测器负载电阻,F为前置放大器的噪声系数 由式(6.1)、式(68)和式(69)得到,正弦信号直接光强调制 系统的信噪比为 SR=101g (m/g)2/2 B(2epph+held+4kTF/R,) 对于电视信号直接光强调制系统的信噪比有些不同,假 设传输的是阶梯形全电视信号,则 1.44m SNR=201g Ty b , B(2eppb+2eld +4KTF/ RL)
Id为暗电流，k=1.38×1023J/K为波尔兹曼常数，T为热力学 温度，RL为光检测器负载电阻，F为前置放大器的噪声系数。 由式(6.1)、式(6.8)和式(6.9)得到，正弦信号直接光强调制 系统的信噪比为 (2 2 4 / ) ( ) / 2 10lg 2 b d L b B e p eI kTF R m p g SNR + + = 对于电视信号直接光强调制系统的信噪比有些不同，假 设传输的是阶梯形全电视信号，则 (2 2 4 / ) 1.44 20lg b d L TV b B e p eI kTF R m P SNR + + =
式中,m为电视信号的调制指数,其他符号的意义和式 (6.10)相同,但g1 和SNR关系密切的一个参数是接收灵敏度。和数字光纤通 信系统相似,在模拟光纤通信系统中,我们把接收灵敏度P定 义为:在限定信噪比条件下,光接收机所需的最小信号光功率 Ps,min,并以dBm为单位。 假设系统除量子噪声外,没有其他噪声存在,在这种情 况下,灵敏度由平均信号电流决定,这样确定的灵敏度称为 (最高)极限灵敏度 根据假设,式(610)分母后两项为零,利用式(3.14)响应度 p=nehf,m=1,g=1,式(610)简化为
式中, mTV为电视信号的调制指数， 其他符号的意义和式 (6.10)相同，但g=1。 和SNR关系密切的一个参数是接收灵敏度。和数字光纤通 信系统相似，在模拟光纤通信系统中，我们把接收灵敏度Pr定 义为：在限定信噪比条件下，光接收机所需的最小信号光功率 Ps, min，并以dBm为单位。 假设系统除量子噪声外，没有其他噪声存在，在这种情 况下，灵敏度由平均信号电流决定，这样确定的灵敏度称为 (最高)极限灵敏度。 根据假设，式(6.10)分母后两项为零，利用式(3.14)响应度 ρ=ηe/hf，m=1, g=1, 式(6.10)简化为