49、光无线通信中的全光中继技术解析

光无线通信中的全光中继技术解析

1. 引言

在光无线通信领域，中继技术对于拓展通信距离和提升信号质量至关重要。全光放大转发（AOAF）和全光再生转发（AORF）是两种备受关注的中继方案。AOAF方案虽简单，但存在噪声累积问题，影响链路性能；而AORF方案旨在解决这一问题，通过信号再生来抑制噪声，不过目前在光无线通信系统中尚未得到实际应用。

2. 全光放大转发（AOAF）

2.1 AOAF基本原理

AOAF依赖光放大器（OA）避免光电转换，是一种简单的中继协议。其基本配置中，每个中继节点（R）包含光学透镜、光纤和OA。光学透镜分别作为接收器（Rx）和发射器（Tx），接收并转发光信号到下一个R或目的地（D）。

2.2 光放大器（OA）

• OA的优势 ：过去二十年，OA成为光通信系统的重要组成部分，成功取代了电中继器。OA能补偿光信号损失，延长通信链路，具有大增益带宽，可同时放大多个不同波长的信号，且适用于多种数据速率和信号调制格式。
• OA的性能参数 ：
  • 信号增益（G） ：
    [G_{oa}=10\log\left(\frac{P_{o}}{P_{i}}\right)]
    其中 (P_{i}) 是输入功率，(P_{o}) 是输出功率，且 (P_{o}=G_{oa}P_{i}+P_{ASE})，(P_{ASE}=S_{ASE}B_{esp}) 是放大自发辐射（ASE）噪声功率。