光纜傳輸系統誤碼發生的機理涉及信號傳輸及檢測的全過程。但因光纖是無源元件，串光又極小，故誤碼的產生主要與信號檢測有關的各種噪聲和干擾有關。噪聲和干擾是信號中不希望有的成分，這些成分會干擾實際系統中信號的傳輸與處理過程。目前對噪聲還不能完全控制。噪聲源既來自外部，也來自系統內部。但光纜傳輸系統僅考慮來自系統內部的噪聲，它們對信號的檢測與傳輸起了主要的限制作用。

欲更多了解數字傳輸系統誤碼性能參數的請進入。

1、量子噪聲與熱噪聲

量子噪聲是光纜傳輸系統中特有的、來自光電變換過程中的一種隨機現象，是由單位時間內信號光子數的隨機性和離散性引起的。在采用PIN光電管作光電檢測器的光接收機中，量子噪聲起主要作用。此外，均衡放大器電子電路也會產生噪聲，包括熱噪聲（如電流的隨機起伏）和晶體管內的散彈噪聲（如電壓、電流噪聲源產生的噪聲）。這些噪聲總的看是隨機起伏的，由這些噪聲引起的誤碼理應也是隨機的。

2、倍增噪聲

采用APD作光電檢測器的接收機以倍增噪聲、散彈噪聲為主。但是，光能在APD內激發的一次電子數仍是服從泊松分布的隨機數。此外，由一次電子產生的倍增增益也是隨機數。故由倍增噪聲、散彈噪聲引起的誤碼，依照推理也是隨機的，但可能不是零星的。由于光信號是單極性的，具有很大的直流分量，使發光器件在空號“0”時也不能完全消光。APD在沒有光照射時因偏壓作用也產生暗電流，這些具有功率但無信息的直流光也會產生倍增噪聲，也導致誤碼的隨機性。

3、模分配噪聲

模分配噪聲與激光器（LD）縱模的光強起伏有關。對于多縱模（或靜態為單縱模，調制時為多縱模）的LD，其輸出光功率可能主要由一個模產生，也可能由幾個模產生。盡管總的功率沒有改變，但各個縱模之間有強度起伏，即各個縱模的能量分布發生變化，攜帶總能量大部分的主模在時間上會隨機地由一個縱模轉換為另一個縱模，有時這種縱模會偏離中心較遠，這種能量分布的隨機變化與單模光纖的色散相互作用，產生了所謂的模分配噪聲。這種噪聲會顯著惡化接收機的性能，造成誤碼。可以想象，這種縱模能量分布依時間隨機變化產生的噪聲，對誤碼的影響也會是隨機的。

4、光反射引起的噪聲

當在LD輸出光連接器的插座處，或在光中繼段內任何光纖折射率不一致的點有光反射時，反射回激光腔的光功率與激光模發生藕合，使激光模的相位發生變化，從而產生周期性調制的噪聲譜，其基頻由光源到反射點，再返回到光源的全部傳輸時延來決定。顯然，它與光波波長、距離、光纖特性等有關。一方面當存在多個反射點時情況將變得復雜化，另一方面當光源波長隨時間變化時，反射光的存在又進一步加劇了模分配噪聲，其間接效果造成的誤碼也會是隨機的。

5、碼間干擾

誤碼的另一個來源是碼間干擾（ISI）。ISI是由光脈沖經過光纖傳輸后脈沖展寬引起的，展寬的那一部分能量造成對相鄰時隙光信號的干擾。ISI與線路碼型、傳輸速率、光源波長與譜寬、光纖色散系數、中繼線路長度、波形均衡等因素有關。通過正確的系統設計、細致的均衡可將其影響減小，但均衡后的剩余干擾影響可看成是隨機的，尤其是采用動態的或自適應均衡時。

6、判決電路判決點的漂移

由于溫度變化、老化、元器件失調等因素會使判決電路的邏輯門限發生變化，這種判決點的漂移，會造成“0”或“1”信號的判決錯誤，產生誤碼。誤碼的多少與漂移的幅度和持續時間有關。幅度小、持續時間長往往是造成突發大誤碼的原因。幅度小、持續時間短多造成零星的隨機誤碼。后一種情況是常見的。

7、光連接器光藕合的變化

光連接器由于設計、制造精度差、插拔磨損，或端面有灰塵、污染等因素，使光藕合不穩定，接續衰減發生變化，從而使信噪比減小，造成誤碼。發生誤碼的多少、持續時間的長短，則與接續衰減變化的大小、持續時間、機房環境條件（例如震動、溫度）等有關。實踐表明，這是造成零星誤碼甚至突發大誤碼的常見因素之一。

欲更多了解光通信活動連接器知識介紹的請進入。

綜上所述，除需要經常進行維護外，光纜傳輸系統的誤碼是零星的、隨機的。發生誤碼的主要機理是量子噪聲和熱噪聲。

由于場效應管（FET）的熱噪聲很小，能與高阻抗恒流源的光檢測器匹配，所以，由組件PIN-FET構成的高輸入阻抗接收機可獲得優良的信噪比。加上特性穩定、電路簡單、經濟，故在光纜傳輸系統中得到普遍應用。我們宜以此為基礎去分析誤碼的發生機理。由于此時的熱噪聲很小，發生誤碼的主要機理可從分析量子噪聲入手。

我們知道，泊松分布的方差等于其數學期望值，即是A。從物理意義上說，它代表了量子噪聲功率，反映為電子數的統計平均值。所以，從原理上說，在正常情況下，由量子噪聲引起的光纜傳輸系統的誤碼應是隨機的、服從泊松分布的。

欲進一步了解光纖非線性效應的請進入。