Abstract
眾所皆知，在光纖通訊系統，使用鎖相迴路(phase-locked loop,PLL)的相位平移鍵控(phase-shift keying,PSK)內差式(homodyne)接收系統可得到較好的系統性能。但是如此的系統亦將導致對於雷射線寬度(linewidth)的嚴格要求。因此，在設計鎖相迴路時我們需特別的小心以保持系統能正常地工作。為了能夠較有效率地執行鎖相迴路，我們以不同於先前文章的觀點加於考慮。特殊地，我們考慮了位元“1”和“0”之間的相位偏移量(phase deviation)對於系統的影響。在本論文中，我們導出具有平衡式鎖相迴路(balanced PLL)的相位平移鍵控內差式接收系統的相位誤差方差(phase-error variation)及位元錯誤率(bit-error rate,BER)。並且說明雷射相位雜訊(phase noise)、資料對於相位鎖定的串音(data-to-phaselock crosstalk)、散射雜訊(shot noise)、和串接的光放大器(optical amplifier)所產生的自發性發射(spontaneous emission)的雜訊對系統的影響。本論文最主要的目的在於探討長途光纖通訊系統使用光放大器時對於鎖相迴路的影響。由於光放大器無可避免地會產生自發性發射的雜訊，使得系統對於雷射線寬度的要求更加嚴苛。因此，為得到最佳的系統性能，我們必須適當地選擇鎖相迴路的自然頻率(naturalfrequency)。在分析中，我們發現適當的鎖相迴路的自然頻率基本上會隨著光放大器數目的增加而降低，並且發現相位偏差量在接收機的性能上扮演著相當重要的角色，也就是說，當接收到的訊號功率固定時，適當的相位偏差量將會導致最小的位元錯誤率。而且，當光放大器的數目增加時，適當的相位偏差量將會平移至較大的值。We analyze the performance of a balanced PSK homodyne receiveraccounting for the impacts of laser phase noise,data-to-phaselock crosstalk, shot noise and the noise induced bycascaded optical amplifiers. Of most interest in this thesis isthe effect of accumulated optical amplifier noise on theperformance of a phase-locked-loop. Due to such effect, theloop natural frequency should be properly chosen in order toreach an optimum system performance. It is found that theoptimum loop natural frequency may decrease substantially dueto the effect of accumulated optical amplifier noise.Furthermore, the phase deviation between the transmittedsymbols for the mark and the space states is found to play asignificant role in determining the receiver performance. Theoptimum phase deviation, which leads to a minimum bit-errorrate for a constant received signal power, shifts to a largervalue as the number of optical amplifiers increases.