10、数字无线接入网络中的光传输系统与技术解析

数字无线接入网络中的光传输系统与技术解析

1. 光传输中的散射效应

1.1 受激布里渊散射（SBS）

受激布里渊散射是由高强度光（泵浦信号）注入光纤引起的。当高强度光进入光纤时，会引发晶格振动，这种晶格振动产生声波，导致折射率出现纵向变化，类似于光纤光栅。在与泵浦信号相反的方向上会满足布拉格条件，产生背向散射光，即斯托克斯波，其频率相对于信号光下移了一个等于声波频率的量。

对于连续波光源，SBS 阈值计算公式为：
[P_{thr}^{CW}=\frac{21K A_{eff}\cdot(\Delta\nu_p + \Delta\nu_B)}{g_B\cdot L_{eff}\cdot \Delta\nu_B}]
其中：
- (K) 是输入光的独立偏振态数量，取值为 1 或 2；
- (A_{eff}) 是光纤有效面积；
- (g_B) 是布里渊增益（通常 (g_B = 5 × 10^{–11} m/W)）；
- (L_{eff}) 是光纤有效长度；
- (\Delta\nu_p) 是光源的半高全宽（FWHM）线宽（假设为洛伦兹光谱，(\Delta\nu_p = 20 MHz)）；
- (\Delta\nu_B) 是斯托克斯波的 FWHM 带宽（通常 (\Delta\nu_B = 100 MHz)）。

对于比特率为 (R_b) 的开关键控（OOK）信号，阈值变为：
[P_{thr}^{OOK}=P_{thr}^{CW}\cdot\left(1 - e^{-\frac{\Delta\nu_B}{R_b}}\right)]
在通常的比特率下，(\Delta\nu_