光纤通信第6章课后习题答案

发布时间:2020-05-19 13:14:13   来源:文档文库   
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习题六

1光接收机中有哪些噪声

答:热噪声、散粒噪声和自发辐射噪声。

2RZ码和NRZ码有什么特点

答:NRZ(非归零码):编码1对应有光脉冲,且持续时间为整个比特周期,0对应无光脉冲。RZ(归零码):编码1对应有光脉冲,且持续时间为整个比特周期的一半,0对应无光脉冲。NRZ码的优点是占据频宽窄,只是RZ码的一半;缺点是当出现长连1”0”时,光脉冲没有交替变换,接收时对比特时钟的提取是不利的。RZ码解决了长连1”的问题,但长连0”的问题没解决。

3通信中常用的线路码型有哪些

答:扰码、mBnB码、插入码和多电平码

4光源的外调制都有哪些类型内调制和外调制各有什么优缺点

答:光源的外调制类型有:电折射调制、电吸收MQW调制、M-Z型调制。内调制简单且廉价,这种调制会引起输出光载波的频率啁啾;外调制器可以有更高的速率工作,并且有较小的信号畸变。

5假定接收机工作于1550nm,带宽为3GHz,前置放大器噪声系数为4dB,接收机负载为,温度,量子效率,设计,即,试计算接收机的灵敏度。

解:接收机工作于1550nm,则电离系数比为,则散粒噪声系数为

热噪声电流方差为

(带数据自己计算)

接收机灵敏度为

(带数据自己计算)

6在考虑热噪声和散粒噪声的情况下,设APD的,推导APD的的最佳值,此时APD接收机的SNR最大。

解:光接收机输出端的信噪比定义为:

光电流信号功率/(光检测器噪声功率+放大器噪声功率)

光检测器的噪声功率表示为

其中是APD的散粒噪声系数,下标A表示APD的意思是APD的倍增因子(系数),是相应度,是灵敏度,是接收机电带宽。

假设放大器的输入阻抗远大于负载电阻,所以放大器电路的热噪声远小于的热噪声,那么光检测器负载电阻的均方热噪声电流为

其中是放大器的噪声因子(系数),是波尔兹曼常数,是温度。

放大器输入端的信号功率为,其中是信号功率,是用PIN检测到的信号电流。或把输入放大器的信号功率表示为,其中是输入到PIN的功率。

得到放大器输入端的信噪比为

设APD的,代入上式得到

要使APD接收机的SNR最大,可以求出一个最佳的值。通过信噪比对求导,并使导数为零,解出最佳值为

7证明:对于OOK直接检测接收机,其误码率公式为

证明: “0”码被误判为“1”码和“1”码被误判为“0”码的几率一样,不妨就以“1”码被误判为“0”码为例来计算误码率。“1”码被误判为“0”码的概率为

当“0”码被误判为“1”码和“1”码被误判为“0”码的几率一样时,阈值电流为

代入上式得到

10推导具有光放大器的光接收机的误码率

证明:当输入为1码时,有光输入,光检测器输出的光生电流(均值电流)与入射光功率成正比

在接收机中,信号与噪声的差动噪声电流方差(“1”码时光生电流方差)为

“0”码时的光生电流,“0”码时的光生电流方差为,代入

得到

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/2121c591326c1eb91a37f111f18583d048640f74.html

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