接收器：PIN、APD、TIA 與相干檢測

接收器決定了一條鏈路能容忍多弱的信號。兩種光電二極管承擔了幾乎所有的工作，一對放大器把它們產生的電流轉換成位元，而對於最長的鏈路，一種完全不同的方案——相干檢測——則會取代它們。

光電二極管

PIN 二極管把每個光子最多轉換成一個電子——結構簡單、響應線性、動態範圍寬、偏置電壓低。APD 工作在接近擊穿電壓的狀態（幾十伏），使每個光子都能觸發一次電子雪崩，從而換來 5–10 dB 的靈敏度提升，代價是偏置電壓隨溫度變化、噪聲更大、過載點更低。正是這部分額外的靈敏度，把一個 40 km 的模組變成 80 km，或讓 PON OLT 能夠透過 1:64 分光器聽到某個 ONU 的信號。

關鍵參數：響應度（A/W，InGaAs 約為 0.8–0.9）、頻寬（必須覆蓋符號速率—— 10G 約需 7 GHz，25G NRZ / 50G PAM4 約需 25 GHz）、暗電流（噪聲本底）、過載 （飽和功率，通常為 −1…+3 dBm；光過強同樣會導致誤碼）。

從電流到位元

光电二极管 ──► TIA ──► LA（NRZ）  或  线性放大器 ──► ADC ──► DSP（PAM4） ──► CDR ──► 主机

• TIA（跨阻放大器）把微安級的光電流轉換為電壓，同時盡量少引入噪聲——它在很大程度上決定了接收器的靈敏度。
• LA（限幅放大器）把波形切割成乾淨的 1/0 電平，用於 NRZ 鏈路。
• 線性 TIA + ADC + DSP——PAM4 有四個電平，因此信號必須保持線性，直到 DSP 對其均衡並判決為止；這就是 PAM4 模組成本更高、功耗更大的原因。
• 突發模式接收器（PON OLT 側）會在來自不同 ONU 的時隙之間快速重置增益和閾值（PON 光模組）。
• 多通道 ROSA 在透鏡陣列或分波器後使用 4 元或 8 元 PIN 陣列，每個通道都有自己的 TIA 通路——這就是 DDM 中會有逐通道 Rx 功率的原因（逐通道診斷）。

靈敏度、OMA 與 FEC

靈敏度是針對某個目標誤碼率給出的：經典 NRZ 鏈路為 10⁻¹²，但對於 25G+ 和 PAM4，規範給出的是 RS-FEC 能夠糾正的 FEC 前誤碼率（例如 2.4×10⁻⁴）——因此標稱「−10 dBm 靈敏度」的 100G 模組，只有在開啟 FEC 時才可用（FEC 與鏈路訓練）。多模規範常常用 OMA 而非平均功率來表述靈敏度；兩者之間可能相差約 3 dB （校準）。

相干檢測

超過約 80–120 km，或每波長速率達到 100G 以上時，直接檢測的鏈路預算就不夠用了。 相干接收器在一個 90° 光混頻器中，將輸入光與本振激光器混合，並用平衡光電二極管對檢測兩個偏振態；ADC 將結果數字化，DSP 恢復出幅度、相位和偏振資訊，並以數字方式補償色度色散和 PMD。靈敏度可提升 15–20 dB，調製格式可以是 QPSK 或 16/64-QAM。這正是 400ZR/ZR+ 和傳輸模組內部使用的接收器（相干光學）。

SOA 輔助接收器

一些長距 PAM4 模組（400G ER、部分 100G）會在光電二極管前放置一個半導體光放大器 對光進行預放大——這是介於 APD 和相干之間的一條中間路徑，代價是更高的功耗和成本。

接收器在 DDM 中告訴你甚麼

• Rx 功率是光電二極管自身的測量值——是 DDM 中幾乎總能反映真實情況的那個數值（DDM 數值）。
• Rx 低電平警報閾值大致對應接收器的靈敏度；Rx 高電平警報則對應其過載點（閾值與警報）。
• 當 Rx 低於失信號電平時，LOS 會置位——這是 TIA 輸出端的一個硬件比較器，比任何 DDM 讀數都要快。
• 接收器劣化（APD 增益漂移、TIA 老化）表現為Rx 功率正常但誤碼上升——僅憑 DDM 無法察覺，需要結合誤碼計數器一起看。

在 CodingBox 中

DDM 介面會把逐通道的 Rx 功率與模組的靈敏度和過載閾值對照顯示，Check transceiver 介面則會解碼出隱含 PIN 或 APD 接收器類型的傳輸距離和速率代碼。重新編碼模組時，請讓這些代碼如實反映它實際搭載的接收器。

各介面的靈敏度和過載窗口，以及如何根據 DDM 讀數選配衰減器： Rx 功率與鏈路預算、 典型值。

把光電流轉換成位元的 TIA、限幅放大器和信號檢測電路，以及 RX_LOS 引腳： 模組電子學；PAM4 接收器上的線性前端和 DSP：調製與 DSP。