光链路噪声系数计算
噪声（功率或电平）
=10lg (ktBF)\ =−174dBm/Hz+B+F
=10lg(ktBF)
=−174dBm/Hz+B+F
系统噪声系数
Fs
Fs
F_{s}=F_{1}+frac{F_{2}−1}{G_{1}}+frac{F_{3}−1}{G_{1}G_{2}}+⋯
F
s
=F
1
+
G
1
F
2
−1
+
G
1
G
2
F
3
−1
+⋯
设前置放大器噪声系数
NF_{pre}=3dB
NF
pre
=3dB
设后置放大器噪声系数
NF_{post}=3dB
NF
post
=3dB
激光器噪声---相对强度噪声
N_{RIN}
N
RIN
设激光器噪声系数
N_{RIN}=-155dB/Hz
N
RIN
=−155dB/Hz
又
N_{RIN}=frac{P_{begin{array}{cc}opt&noise\ end{array}}^{2}(激光器输出端光噪声)}{P_{laser}^{2}(激光器平均光输出功率)}
N
RIN
=
P
laser
2
(激光器平均光输出功率)
P
opt
noise
2
(激光器输出端光噪声)
所以
P_{begin{array}{cc}opt&noise\ end{array}}=sqrt{NF_{RIN}⋅P_{laser}^{2}}\ =sqrt{−155dB/Hz⋅(4×10^{−3})^{2}}\ =7.113×10^{−8}mW
P
opt
noise
=
NF
RIN
⋅P
laser
2
=
−155dB/Hz⋅(4×10
−3
)
2
=7.113×10
−8
mW
引起此RIN光噪声的RIN输入噪声电流（光电流）
因为
P_{begin{array}{cc}opt&noise\ end{array}}=I_{RIN}⋅T(E/O)
P
opt
noise
=I
RIN
⋅T(E/O)
所以
I_{RIN}=frac{P_{begin{array}{cc}opt&noise\ end{array}}}{T(E/O)}\ =frac{7.113×10^{−8}mW}{0.1W/A}\ =7.113×10^{−10}A
I
RIN
=
T(E/O)
P
opt
noise
=
0.1W/A
7、113×10
−8
mW
=7.113×10
−10
A
其中，T(E/O)为激光器转换函数（光电流——激光器功率），E为在激光器输入端的RIN噪声功率，O为射频RIN噪声产生激光器光电流。
P_{RIN(in)}=I_{RIN}^{2}⋅R_{laser}\ =(7.113×10^{−10})^{2}⋅5\ =2.53×10^{−15}mW(−145.97dBm)
P
RIN(in)
=I
RIN
2
⋅R
laser
=(7.113×10
−10
)
2
⋅5
=2.53×10
−15
mW(−145.97dBm)
因为一个器件输入端噪声功率
=10lg (ktBF)\ =−174+F
=10lg(ktBF)
=−174+F
所以
F_{RIN}=−145.97−174=28.03dB
F
RIN
=−145.97−174=28.03dB
光电二极管产生的噪声
P_{begin{array}{cc}photo&noise\ end{array}}
P
photo
noise
（在光电二极管输出端）
P_{begin{array}{cc}photo&noise\ end{array}}=I_{begin{array}{cc}photo&noise\ end{array}}^{2}⋅R_{pho}\ =2q⋅I_{p}⋅B\ =2×1.6×10^{−19}库⋅2.95mA\ =9.444×10^{−17}mW/Hz(−160.25dBm/Hz)
P
photo
noise
=I
photo
noise
2
⋅R
pho
=2q⋅I
p
⋅B
=2×1.6×10
−19
库⋅2.95mA
=9.444×10
−17
mW/Hz(−160.25dBm/Hz)
其中
I_{p}
I
p
是平均（DC）光功率产生的电流，q是电子电荷
q=1.9×10^{−19}库仑
q=1.9×10
−19
库仑
设激光器的平均(D)光功率为4mW，经光纤（1KM）损耗为0.35dB(0.92)，光电二极管的转换函数T(O/E)，照到光电二极管的光功率产生的RF电流T(O/E)=0.8A/W。
所以
I_{p}=P_{laser(DC)}⋅L_{cable}⋅T(O/E)\ =4mW×0.92×0.8A/W\ =2.95mA
I
p
=P
laser(DC)
⋅L
cable
⋅T(O/E)
=4mW×0.92×0.8A/W
=2.95mA
由光电二极管在其输出端产生的噪声，折算其输出端的噪声系数
F=-160.25+174=13.75dB。
光链路系统噪声系数：
F_{s}=F_{1}+frac{F_{2}−1}{G_{1}}+frac{F_{3}−1}{G_{1}G_{2}}+⋯\ =2+frac{1.288-1}{100}+frac{635.331}{10^{1.89}}+frac{1.1749-1}{10^{2.096}}+frac{23.714-1}{10^{0.626}}+frac{1.117-1}{10^{0.626}}+frac{2-1}{10^{0.58}}\ =2+0.00288+8.172+0.0014+5.374+0.0277+0.263\ =15.84(12dB)
F
s
=F
1
+
G
1
F
2
−1
+
G
1
G
2
F
3
−1
+⋯
=2+
100
1、288−1
+
10
1、89
635.331
+
10
2、096
1、1749−1
+
10
0.626
23.714−1
+
10
0.626
1、117−1
+
10
0.58
2−1
=2+0.00288+8.172+0.0014+5.374+0.0277+0.263
=15.84(12dB)
激光器RF增益（损耗）分析
物理过程：RF功率加到激光二极管上产生电流（光电流）
P_{RF}=I_{laser}^{2}⋅R_{laser}^{}
P
RF
=I
laser
2
⋅R
laser
所以
I_{laser}=sqrt{frac{P_{RF}}{R_{laser}}}\ =sqrt{frac{0.7762×10^{−3}(W)}{5(Ω)}}\ =0.01246A
I
laser
=
R
laser
P
RF
=
5(Ω)
0.7762×10
−3
(W)
=0.01246A
此RF光电流，产生调制光功率。光电流转换至光功率的转换系数T(E/O)，T(光电流——光功率)=T（W/A）
P_{调制光}=I_{laser}T(E/O)\ =0.01246A×0.W/A\ =0.001246W
P
调制光
=I
laser
T(E/O)
=0.01246A×0.W/A
=0.001246W
frac{P_{调制光}}{P_{RF}}=frac{1.246mW}{0.7762}=1.605(2.06dB)
P
RF
P
调制光
=
0.7762
1、246mW
=1.605(2.06dB)
接收光电二极管增益（损耗）分析：
照射到光电二极管的光功率转换为RF电流。
I_{photo(RF)}=P_{光}⋅T(O/E)\ =1.15mW×0.8A/W\ =0.92mA
I
photo(RF)
=P
光
⋅T(O/E)
=1.15mW×0.8A/W
=0.92mA
此RF电流流过负载电阻（匹配网络输入电阻）产生RF功率
P=I^{2}_{photo}⋅R\ =(0.92mA)^{2}⋅50Ω\ =0.043mW
P=I
photo
2
⋅R
=(0.92mA)
2
⋅50Ω
=0.043mW
光电二极管增益
=frac{0.043mW}{1.15mW}=−14.27dB
=
1、15mW
0.043mW
=−14.27dB
