李思慧++王巖

摘 要：無(wú)線(xiàn)光通信作為一種利用光波作為載波在自由空間中直接進(jìn)行通信的一種方式，已經(jīng)逐漸得到現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用。但是其存在傳輸距離較短、受天氣影響嚴(yán)重等技術(shù)缺陷，目前發(fā)展比較緩慢。近年來(lái)，隨著對(duì)高帶寬、低成本接入技術(shù)的迫切需求，給無(wú)線(xiàn)光通信帶來(lái)了發(fā)展機(jī)遇本文闡述了無(wú)線(xiàn)光通信相關(guān)知識(shí)，介紹了無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合，分析了無(wú)線(xiàn)光通信應(yīng)用中的問(wèn)題，最后對(duì)無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)的發(fā)展提出了建議。

關(guān)鍵詞：無(wú)線(xiàn)光通信；無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)；技術(shù)應(yīng)用

隨著通信技術(shù)的不斷發(fā)展，無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)成為了一種應(yīng)用較為廣泛的通信技術(shù)，且技術(shù)方面已經(jīng)較為成熟，與一般通信技術(shù)相比有著抗磁干擾、無(wú)需頻率許可證、成本較低等特點(diǎn)，但無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)也不是完美無(wú)瑕，在傳輸距離方面、激光安全問(wèn)題方面等都存在著不足之處。盡管如此，無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)還是不斷的應(yīng)用于通信領(lǐng)域，且被逐漸重視。本文通過(guò)認(rèn)識(shí)無(wú)線(xiàn)光通信，無(wú)線(xiàn)光通信的應(yīng)用場(chǎng)合及問(wèn)題，客觀(guān)看待無(wú)線(xiàn)光通信的發(fā)展前景。

1認(rèn)識(shí)無(wú)線(xiàn)光通信

1、無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)概念。光通信分為有線(xiàn)光通信和無(wú)線(xiàn)光通信兩種，其中有線(xiàn)光通信即光纖通信，已成為骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)的主要傳輸方式之一；無(wú)線(xiàn)光通信又稱(chēng)自由空間光通信（FSO），是光通信和無(wú)線(xiàn)通信相結(jié)合的產(chǎn)物。它是指以激光波為載體，在真空或大氣中傳遞信息的一種通信技術(shù)。

2、無(wú)線(xiàn)光通信系統(tǒng)及其組成。無(wú)線(xiàn)光通信系統(tǒng)是以大氣作為傳輸媒質(zhì)來(lái)進(jìn)行光信號(hào)的傳送的。只要在收發(fā)兩個(gè)端機(jī)之間存在無(wú)遮擋的視距路徑和足夠的光發(fā)射功率，就可以進(jìn)行通信。無(wú)線(xiàn)光通信系統(tǒng)主要包括發(fā)射機(jī)、信道和接收機(jī)三個(gè)部分。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)那闆r下，每一端都設(shè)有光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)全雙工的通信。系統(tǒng)所用的基本技術(shù)是光電轉(zhuǎn)換。光發(fā)射機(jī)的光源受到電信號(hào)的調(diào)制，通過(guò)作為天線(xiàn)的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，將光信號(hào)通過(guò)大氣信道傳送到接收機(jī)望遠(yuǎn)鏡；在接收機(jī)中，望遠(yuǎn)鏡收集接收到光信號(hào)并將它聚焦在光電檢測(cè)器中，光電檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由于大氣空間對(duì)不同光波長(zhǎng)信號(hào)的透過(guò)率有較大的差別，可以選用透過(guò)率較好的波段窗口。對(duì)基于無(wú)線(xiàn)光通信的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最常用的光學(xué)波長(zhǎng)是近紅外光譜中的850納米；還有一些基于無(wú)線(xiàn)光通信的系統(tǒng)使用1500納米的波長(zhǎng)，可以支持更大的系統(tǒng)功率。

3、無(wú)線(xiàn)光通信系統(tǒng)特點(diǎn)分析。1）成本低廉，以大氣為傳輸介質(zhì)，免去了昂貴的光纖敷設(shè)與維護(hù)工作；2）無(wú)需要頻率許可證、頻譜資源豐富；3）組網(wǎng)方便靈活；4）數(shù)據(jù)傳輸率高，信息容量大；5）抗磁干擾力較強(qiáng)；6）波束隨著傳輸距離的增加而變寬，超過(guò)一定距離后難以準(zhǔn)確接收；7）收到天氣等因素的影響較大。

2無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)合

無(wú)線(xiàn)光通信的主要應(yīng)用可歸結(jié)為如下幾個(gè)方面：

1、在不具備有線(xiàn)接入條件或原帶寬不足時(shí)提供高效的接入方案。無(wú)線(xiàn)光通信可以不必在城市內(nèi)破壞路面埋線(xiàn)而快速地在樓宇間實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)字通信，也可在不便鋪設(shè)光纜地區(qū)、沒(méi)有橋梁的大河兩岸之間實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)據(jù)通信傳輸。

2、“最后—公里”的接入。無(wú)線(xiàn)光通信可以解決綜合業(yè)務(wù)接入的“最后一公里”問(wèn)題，提高用戶(hù)接入端的傳輸容量和速度，能夠較好地滿(mǎn)足電信網(wǎng)、有線(xiàn)電視網(wǎng)和IP網(wǎng)三網(wǎng)合一對(duì)帶寬的要求。

3、企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)互聯(lián)。無(wú)線(xiàn)光通信提供了臨近局域網(wǎng)之間互連互通的選擇方案，不僅可以解決局域網(wǎng)內(nèi)用戶(hù)接入的高速傳輸問(wèn)題，還可方便地實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)之間的連接，形成更大范圍的城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。

4、快速開(kāi)通業(yè)務(wù)。無(wú)線(xiàn)光通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)迅速、操作簡(jiǎn)單、靈活性強(qiáng)，可在應(yīng)急場(chǎng)合快速開(kāi)通業(yè)務(wù)，也可作為大型臨時(shí)活動(dòng)的通信解決方案。

3無(wú)線(xiàn)光通信應(yīng)用中的問(wèn)題

近年來(lái)，隨著半導(dǎo)體激光器和光電探測(cè)器技術(shù)的不斷發(fā)展，空間光通信越來(lái)越引起人們的關(guān)注，但是無(wú)線(xiàn)光通信也面臨著挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在：雖然無(wú)線(xiàn)光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)獨(dú)具魅力，但也存在許多問(wèn)題。主要有：

1、大氣媒介的影響。惡劣的天氣情況，會(huì)對(duì)無(wú)線(xiàn)光通信的光信號(hào)產(chǎn)生衰耗作用。在天氣晴朗的條件下，一般無(wú)線(xiàn)光通信系統(tǒng)的最大工作距離是20公里。在大霧或雨天條件下，信號(hào)衰減可達(dá)到每公里400dB，即無(wú)線(xiàn)光通信系統(tǒng)的光信號(hào)傳輸距離不到50m，甚至比無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)傳輸距離還要短。因此，無(wú)線(xiàn)光通信的通信距離受大氣媒介的影響比較大。

2、傳輸距離與信號(hào)質(zhì)量的矛盾突出。無(wú)線(xiàn)光通信傳輸距離越大，光束就會(huì)越寬，接收端收到的光信號(hào)質(zhì)量越差。目前較遠(yuǎn)距離的大氣激光通信的研究還沒(méi)有取得突破性進(jìn)展。

3、激光的安全問(wèn)題。激光束的安全性是無(wú)線(xiàn)光通信系統(tǒng)必須考慮的問(wèn)題。光信號(hào)發(fā)射功率必須限制在保證人類(lèi)眼睛安全的功率范圍內(nèi)，這也限制了無(wú)線(xiàn)光通信的通信距離。

4、收發(fā)端對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。無(wú)線(xiàn)光通信是一種視距寬帶通信技術(shù)，發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間需要嚴(yán)格的視距傳輸條件才能實(shí)現(xiàn)通信。當(dāng)通信設(shè)備安裝在高樓的頂部時(shí)，在風(fēng)力的作用下設(shè)備會(huì)發(fā)生擺動(dòng)，從而造成光路的偏移。目前，偏關(guān)法和動(dòng)態(tài)跟蹤法可以解決這一問(wèn)題。

4無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)的應(yīng)用前景

每一項(xiàng)新技術(shù)的出現(xiàn)都是伴隨著優(yōu)缺點(diǎn)，但無(wú)線(xiàn)光通信的優(yōu)點(diǎn)更為明顯，比如可以用于不便鋪設(shè)光纖的地方和不適宜使用微波的地方；用戶(hù)無(wú)法在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)光纖接入，而他們卻渴望享受寬帶接人帶來(lái)的便利的地方。結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段寬帶網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況一許多企業(yè)和機(jī)構(gòu)都不具有光纖線(xiàn)路，但又有較高速率的通信需求，無(wú)線(xiàn)光通信不失為一種解決“最后—公里”瓶頸問(wèn)題的有效途徑。

無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)的出現(xiàn)大大拓寬了無(wú)線(xiàn)通信的工作頻率范圍，且隱蔽性強(qiáng)，安全系數(shù)高，為廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)互聯(lián)等通信領(lǐng)域、提供了極大的便利條件。但在其應(yīng)用過(guò)程中也會(huì)存在著許多的問(wèn)題，這些問(wèn)題的出現(xiàn)影響著無(wú)線(xiàn)光通信的發(fā)展，但盡管如此，無(wú)線(xiàn)光通信技術(shù)也發(fā)展越來(lái)越快，相信在不久的將來(lái)無(wú)線(xiàn)光通信將會(huì)產(chǎn)生巨大的效益。

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