啁啾系数对数字光接收机灵敏度的影响许雯雯（兰州大学信息科学与工程学院，兰州730107）摘要：在数字光接收机模型基础上，引入啁啾高斯脉冲作为输入信号，得出在此模式下的数字光接收机的灵敏度的表达式；利用MATLAB作图得出了各参数尤其是啁啾系数对灵敏度的影响。关键词：啁啾系数；数字光接收机；灵敏度TheinfluenceproducedbyChirpedcoefficienttothesensitivityofdigitalopticalreceiverXuWenwen(SchoolofInformationScienceEngineering,LanzhouUniversity,Lanzhou730107,China)Abstract:Onthebasisofthemodelofdigitalopticalreceiver,theexpressofthesensitivityisachieved.Meanwhile,theinfluenceproducedbyChirpedcoefficienttothesensitivityofdigitalopticalreceiverisalsostudiedundertheconditionofChirpedGausspulsesbeingastheinputsignals.Keywords:Chirpedcoefficient;digitalopticalreceiver;sensitivity一、引言光纤通信技术是近20年来迅猛发展的新兴技术，是世界新技术革命的重要标志。由于光纤的传光性能极其优良，因此光纤通信方式现已成为光通信的主流，是未来信息社会中高速信息网的主要传输工具[1]。同时，数字光接收机作为数字光纤通信系统的主要组成部分，它的技术性能指标是整个数字光纤通信系统性能指标的综合体现。对于数字光接收机灵敏度的研究，针对矩形脉冲，高斯脉冲以及指数脉冲等的研究已经比较深入，各个参数对于灵敏度的影响已有了详尽的结果[2～5]。但是对于啁啾高斯脉冲的研究就涉及不多，因此我们在这里将啁啾系数对数字光接收机灵敏度的影响加以研究是非常有意义的。二、噪声与灵敏度数字光接收机在数字光纤通信中的作用是将经光纤光缆传输后衰减变形的微弱光脉冲信号通过光－电转换成为电脉冲信号，并给予足够的放大、均衡与定时再生还原成为标准的数字脉冲信号。光接收机的性能由接收灵敏度(数字)或信噪比(模拟)表征,而光接收机的噪声对灵敏度或信噪比有着决定性的影响。1、噪声分析光接收机的等效模型如图1所示。它包括光检测器的等效电路和放大器的等效电路两大部分。图中：p(t)为入射到检测器上的光信号功率；is(t)为光检测器的输出电流；Cd是光检测器的节电容；Rb是光检测器的偏置电阻与前置放大器的偏置电阻的并联等效电阻；ib(t)是电阻Rb的噪声电流源;Rin是前置放大器的输入电阻，它不是一个真实的电阻，而只等效于从输出回路取走能量的过程，因此Rin不产生热噪声；Cin是前置放大器的输入电容；iin(t)是前置放大器输入端的并联噪声等效电流源；ein(t)是前置放大器输入端各串联噪声等效电压源。图中，hi(t)是表征输入光脉冲形状的波形函数；hI(t)是光接收机放大器的传输函数；hO(t)是光接收机放大器的输出函数，定义为：hO(t)=hi(t)*hI(t)。图1数字光接收机等效模型光波通信系统中大都采用半导体激光器作为光源，一般它产生的光脉冲信号是高斯形的，而且伴随不同程度的啁啾分量，可写为[6]hi=A0exp（1）而高斯脉冲一般的表达式为[7]（2）将式（1）和（2）作比较，可以得出啁啾高斯脉冲的另一表达式为（3）当时，啁啾高斯脉冲即为一般的高斯脉冲。式（1）中，为峰值振幅；，代表在强度点的半宽；C称为啁啾参数，代表产生光脉冲时引入的附加性调频，说明光脉冲的载频随时间变化，称为啁啾。有啁啾的脉冲，其傅氏频谱比无啁啾脉冲的宽。对式（3）作傅氏变换，得Hi＝（4）P(t)is(t)CdRbib(t)RinCiniin(t)ein(t)Ahi(t)hI(t)hO(t)将其归一化，即将代入式（4），得其归一化频谱为Hi’=(5)在数字光接收机放大器的传输函数或输出函数的归一化处理的要求中，规定其输出函数必须是升余弦频谱（判决时无码间干扰），如式（6）所示ho(t)=(6)升余弦频谱的归一化表示如式（7）所示。(7)式中，β为余弦滚降因子。将啁啾高斯函数输入波形的归一化频谱函数和输出波形的归一化函数分别代入式（8）～（11）中，可得到波形参数和为(8)(9)(10)(11)210定义放大器的噪声参量z为[8](12)接收机的总噪声功率为[8]＝e02z＋(13)式中，h为普朗克常数，η为量子效率。2、灵敏度分析接收机的灵敏度是表征光接收机调整到最佳工作状态时，光...