Performance of Heterodyne/Coherent Optical BFSK Receiver

헤테로다인/코히어런트 광 BFSK 수신기의 성능평가

System modeling for Heterodyne/Coherent Optical BFSK receiver is described and its receiver performance is evaluated. Receiver performance is deteriorated due to both shot noise and laser phase nois. Therefore, to minimize these noise impacts PLL loop natural frequency is selected optimally. For different power penalty due to phase error, required phase error variance to achieve $BER=10^{-9}$, nomalized loop power, and laser linewidth/bit rate(${\Delta\nu}s/Rb$) are derived. For 0.5dB power penalty, phase error variance=0.035(${rad^2}$), photon numbers=20.0, nomalized loop power = $3.8{\times}10^{-3}$(electron/s per herz), and ${\Delta\nu}s/Rb=5.24{\times}10^{-3}$ are obtained.

헤테로다인/코히어런트 광 BFSK 수신기의 시스템 모델을 제시하고 그 성능을 평가하였다. 수신기의 성능은 산탄잡음과 레이저 위상잡음에 의해 저하되므로 PLL 루프 고유주파수를 최적으로 선택하여 잡음의 영향을 최소화 하였다. 위상 에러의 의한 여러 값이 power penalty에 대해 $BER=10^{-9}$을 얻기위해 요구되는 위상 에러 분산, 비트당 광자수, 정규화 루프 파워, 그리고 전송비에 대한 레이저 선폭비를 얻었다. 예로써, 0.5dB의 power penalty에 대해 위상에러 분산은 0.035(${rad^2}$), 비트당 광자수는 20.2 정규화 루프 파워는 $3.8{\times}10^{-3}$(electron/s per herz), 전송비에 따른 허용 레이저 선폭비는 $5.24{\times}10^{-3}$이 얻어졌다.