2．光接收機(jī)
    光接收機(jī)的作用是：把光纖傳送來的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平合適、噪聲低、幅頻特性平坦的電視射頻信號(hào)，送入電纜分配網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分配至電視用戶收看。光接收機(jī)分室內(nèi)型和室外型，兩者除供電方式不同外，工作原理基本上是一樣的。它主要包括光檢測(cè)器組件，輸入輸出放大器、均衡網(wǎng)絡(luò)、可變衰減器、自動(dòng)增益（AGC）控制、數(shù)據(jù)采集與控制和電源等部分。其組成方框圖如圖13所示。

    (1)光檢測(cè)器
    光檢測(cè)器是把輸入的光信號(hào)變成電信號(hào)輸出。它是一個(gè)把光電二極管和前置放大器用集成的方法做成的器件。常用的光檢測(cè)器主要有光電二極管（PD）,PIN光電二極管（PIN-PD）和雪崩式光電二極管（APD）。

    光電二極管由一個(gè)P型半導(dǎo)體和一個(gè)N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，構(gòu)成了一個(gè)PN結(jié)，P型半導(dǎo)體中帶正電荷的空穴向N型半導(dǎo)體擴(kuò)散，N型半導(dǎo)體帶負(fù)電荷的電子向P型半導(dǎo)體擴(kuò)散，在分界面兩側(cè)形成電荷堆積，形成一個(gè)由N區(qū)指向P區(qū)的自建電場(chǎng)，阻止雙方的繼續(xù)擴(kuò)散。

    當(dāng)入射光照射光電二極管時(shí)，被束縛的電子吸收光子能量后，成為自由運(yùn)動(dòng)的電子，形成可以導(dǎo)電的電子一空穴對(duì)，它們將在自建電場(chǎng)的作用下作定向運(yùn)動(dòng)，即空穴沿電場(chǎng)方向向P區(qū)運(yùn)動(dòng)，電子逆電場(chǎng)方向向N區(qū)運(yùn)動(dòng)，形成光電流，完成了光電轉(zhuǎn)換。

    PIN光電二極管是在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間加一層雜質(zhì)極少的本征半導(dǎo)體（工層）組成。I層為具有半絕緣性質(zhì)的半導(dǎo)體，空穴和電子都很少，在外加反向電壓和自建電場(chǎng)的作用下，會(huì)使整個(gè)I區(qū)都幾乎不存在電子和空穴，只有不能移動(dòng)的帶電離子，該層比P區(qū)和N區(qū)厚。當(dāng)入射光從較薄的P層進(jìn)入I層，會(huì)在工層中產(chǎn)生大量的電子一空穴對(duì)，使載流子高速移動(dòng)，得到較大的光電流，提高了靈敏度。同時(shí)，I層的加入，使PN結(jié)電容變小，有利于處理高速脈沖信號(hào)。
    雪崩式光電二極管是加大PN結(jié)反向偏壓，使光生載流子的漂移速度加快，使載流子與晶體中的原子相撞，產(chǎn)生新載流子，這些新產(chǎn)生的載流子被加速了以后，又會(huì)碰撞出新的載流子，導(dǎo)致光生載流子雪崩式的增加，達(dá)到電流倍增效果，大大地提高了靈敏度。

    (2)輸入和輸出放大器
    輸入放大器是把光檢測(cè)器輸出的電信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大。輸出放大器則是把前置送來的電信號(hào)進(jìn)一步放大至所需的輸出電平。對(duì)輸入／輸出放大器的要求是噪聲小、頻帶和增益適當(dāng)、動(dòng)態(tài)范圍寬以及有良好的散熱性能。

    (3)均衡器與自動(dòng)增益控制電路

    均衡器的作用是：對(duì)光接收機(jī)中的電信號(hào)某些頻率成分進(jìn)行補(bǔ)償、抑制甚至濾除，它主要由電阻、電容、電感和PIN二極管等組成。自動(dòng)增益控制電路的作用是：使放大器的增益能隨入射光功率的變化而得到相應(yīng)的調(diào)整。它主要由可變衰減器和控制電路組成。

    (4)數(shù)據(jù)采集與控制和電源部分
    數(shù)據(jù)采集與控制部分，是利用微處理器（CPU）對(duì)光接收機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整與控制。電源部分為光接收機(jī)提供所需的直流電壓。
    為了實(shí)現(xiàn)雙向傳輸，不少光接收機(jī)內(nèi)預(yù)留有上行光發(fā)射機(jī)安裝位置，安裝上行光發(fā)射機(jī)和雙向?yàn)V波器等器件后，可傳送上行信號(hào)。雙向傳輸光接收機(jī)組成方框圖如圖14所示？

    圖15為數(shù)字光接收機(jī)原理方框圖。經(jīng)光／電轉(zhuǎn)換、放大后，輸出的為數(shù)字信號(hào)。
    光接收機(jī)的主要性能指標(biāo)有：靈敏度、噪聲、幅頻特性和非線性失真等。

    3．光放大器
    為了使光信號(hào)傳輸距離更遠(yuǎn)，在光纜傳輸途中需把光信號(hào)進(jìn)行放大。光的放大有直接放大和間接放大，直接放大的光放大器又分半導(dǎo)體激光放大器和光纖型激光放大器，而光纖型激光放大器按摻入纖芯的元素不同，又分摻餌光纖放大器（EDFA）和摻錯(cuò)氟化物光纖放大器（PDFA）。在有線電視光纖傳輸系統(tǒng)中，光纖放大器如用在光發(fā)射機(jī)的輸出端，以提高光發(fā)射機(jī)的輸出功率，稱為光增強(qiáng)器。如用在光接收機(jī)的輸入端，以提高光接收機(jī)的靈敏度，稱為光預(yù)放器。如用于光纜線路中間，以放大傳輸?shù)墓庑盘?hào)，增加傳輸距離，稱為光中繼器。

    間接光放大器是先把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后通過放大后，再轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。它實(shí)際上是由光接收機(jī)、電信號(hào)放大器和光發(fā)射機(jī)組成。這種方式每放大一次，會(huì)使載噪比和組合二次失真（CSO）降低。不能對(duì)模擬信號(hào)多次放大。

    半導(dǎo)體激光放大器與半導(dǎo)體激光器的工作原理大致相同，它是利用輸入的光信號(hào)去激勵(lì)激光器已實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的激活物質(zhì)，得到光強(qiáng)增大的光。半導(dǎo)體激光放大器體積小，但與光纖禍合時(shí)損耗大。

     摻餌光纖放大器是在光纖的纖芯中摻入能實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的激活物質(zhì)元素餌 (Er)，在泵浦光輸入到摻餌光纖后，實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，在光信號(hào)的作用下產(chǎn)生受激輻射，把光信號(hào)放大。

      摻餌光纖放大器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖16所示。

    摻錯(cuò)氟化物光纖放大器也采用光激勵(lì)方式，其中的激活物質(zhì)是錯(cuò)原子。采用Nd : YLF激光器作泵浦光源時(shí)，在輸出光的波長為1.31μm，在30 nm帶寬內(nèi)，輸出功率大于100 mW。

    光放大器的主要技術(shù)指標(biāo)有：小信號(hào)增益、飽和輸出功率、帶寬、波長范圍、噪聲系數(shù)、泵浦功率、泵浦波長等。