Grupo 3

Temas:Receptor Ideal

Receptor Práctico de Detección DirectaFront-End Amplifier Noise

APD NoisePre-amplificadores Ópticos

Bit Error Rates

Receptor Ideal

En principio se puede considerar como el recuento de fotones, esto, debiado a que el receptor busca la presencia de luz, si no hay presencia de luz se concidera un bit 0, de haber precencia de luz se considera un bit 1.

Esto es conocido como deteccion directa, incluso en ausencia de interferencias, esto no garantiza que sea un sitema libre de errores dado la aleatoriedad de llegada de los fotones al receptor.

Una señal de luz que llega con potencia P puede ser pensado como una corriente de fotones que llegan al promedio P / hfc.

h es la constante de Planck (6,63 × 10 -34 J / Hz), fc es la frecuencia portadora hfc es la energía de un solo fotón. Sin embargo, cuando se transmite un bit 1, el receptor

puede decidir que un bit 0 se transmite si no se recibieron fotones durante ese intervalo de bit. Si B indica la tasa de bits, entonces la probabilidad de que n fotones son recibidas durante un intervalo de bit 1 / B está dada por

Receptor Practico de Detección Directa

La señal óptica en el receptor es primero photodetectada para convertirla en una corriente eléctrica. La principal complicación en la recuperación del bit transmitido es que, además de la fotocorriente debido a la señal por lo general hay otras tres corrientes de ruido adicionales. La primera es la corriente de ruido térmico debido al movimiento aleatorio de electrones que siempre está presente a cualquier temperatura finita. El segundo es la corriente de ruido de disparo debido a la distribución aleatoria de los electrones generados por el proceso de fotodetección incluso cuando la intensidad de la luz de entrada es constante. La corriente de ruido tiro, a diferencia de la corriente de ruido térmico, no se agrega a la fotocorriente generada, pero no es más que una representación conveniente de la variabilidad en la fotocorriente generada como un componente separado. La tercera fuente de ruido es la emisión espontánea debido a amplificadores ópticos que pueden utilizarse entre la fuente y el fotodetector.

Ruido del Amplificador Front-End

Los componentes dentro del amplificador de front-end, tales como el transistor, también contribuyen al ruido térmico. Esta contribución de ruido por lo general se manifestó al dar la figura de ruido del amplificador de front-end. La figura de ruido Fn es la relación de la entrada de relación (SNRi) de señal a ruido a la salida de relación de señal a ruido (SNRo). De manera equivalente, la figura de ruido Fn de un amplificador de front-end especifica el factor por el cual el ruido térmico presente en la entrada del amplificador se mejora en su salida. Así, la contribución de ruido térmico del receptor tiene varianza

APD Noise

El proceso de ganancia en fotodiodos avalancha tiene el efecto de aumentar la corriente de ruido en su salida. Este aumento de la contribución de ruido se debe a la naturaleza aleatoria de la ganancia multiplicativa en avalancha, Gm (t). Esta contribución de ruido se modela como un aumento en el componente de ruido disparo en la salida del fotodetector. Si denotamos la capacidad de respuesta de la APD de RAPD, y la avalancha de multiplicación ganancia media por Gm, la fotocorriente promedio está dada por I 9 =RAPD P = Gm RP, y la corriente de ruido tiro en la salida de la APD tiene varianza

Pre-amplificadores Ópticos

El desempeño de los receptores simples de detección directa está limitada principalmente por el ruido térmico generado en el interior del receptor. El rendimiento se puede mejorar significativamente mediante el uso de un (pre) amplificador óptico después del receptor, como se muestra en la figura.

El amplificador proporciona una ganancia añadida a la señal de entrada. Desafortunadamente, la emisión espontánea presente en el amplificador aparece como ruido en su salida. La potencia de ruido espontánea amplificada en la salida del amplificador para cada modo de polarización viene dada por:

Nsp ==> factor de emisión espontaneo G ==> Ganancia del amplificador B0 ==> Ancho de banda óptico

Taza de bits de error (BER)

La taza de error es el número de errores de bits por unidad de tiempo. Es el número de errores de bit dividido por el número total de bits transferidos durante un intervalo de tiempo estudiado. BER es una medida de rendimiento sin unidades, a menudo expresada como un porcentaje