無線光通信技術(shù)前景分析3篇

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無線光通信技術(shù)前景篇1

1、無線光通信技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容

1.1無線光通信技術(shù)概念

通常情況下，無線光通信技術(shù)可以簡(jiǎn)單理解為無線通信與光纖通信相結(jié)合的產(chǎn)物，主要是借助激光波在真空或者大氣中完成信息傳輸?shù)囊环N技術(shù)。

1.2無線光通信系統(tǒng)及組成部分

無線光通信的組成比較簡(jiǎn)單，主要借助大氣來完成光信號(hào)傳送。在這個(gè)過程中，只需要收發(fā)兩個(gè)端機(jī)之間的路徑?jīng)]有被遮擋便可保證光發(fā)射率的充足，從而完成通信。一般情況下認(rèn)為，無線光通信系統(tǒng)主要包括發(fā)射機(jī)、信道以及接收機(jī)3個(gè)部分。在進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸時(shí)，要確保每一端都具備光發(fā)射機(jī)與光接收機(jī)，以此實(shí)現(xiàn)全雙工通信。同時(shí)，從系統(tǒng)角度出發(fā)，主要運(yùn)用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)。在光發(fā)射機(jī)中，光源往往會(huì)受到電信號(hào)的調(diào)制。借助光學(xué)望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)光信號(hào)從大氣到望遠(yuǎn)鏡的接收。此外，接收機(jī)中，望遠(yuǎn)鏡能夠完成光信號(hào)在廣電檢測(cè)器中的聚焦，并利用觀點(diǎn)檢測(cè)器促使光信號(hào)向電信號(hào)方向的轉(zhuǎn)換。過程中考慮到不同光波長(zhǎng)信號(hào)在大氣空間中透過率的差異，也要注重通過率較好的波段窗口選擇。而針對(duì)無線光通信的系統(tǒng)來說，目前主要使用的光學(xué)波長(zhǎng)是近紅外光譜中的850nm，也有一部分使用的是1500nm的波長(zhǎng)，并能夠支持更大的系統(tǒng)功率。

1.3無線光通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

無線光通信技術(shù)受到了人們的高度重視，一部分原因源于技術(shù)本身的性能與潛能[1]。第一，無線光通信技術(shù)的頻段資源更豐富。理論上講，無線光通信的傳輸寬帶非常大，并且無線光通信技術(shù)的信號(hào)傳輸方式也與光纖不同，主要借助空氣完成傳輸。同時(shí)，從無線光通信技術(shù)的光譜圖來看，頻段資源非常豐富。當(dāng)前全球范圍內(nèi)，光資源沒有被管制，等同于免費(fèi)使用，最大限度地減低了成本。第二，無線光通信技術(shù)的容量要更大。一般情況下認(rèn)為光波的頻率非常高，能夠承載的信息量也非常大，可以應(yīng)用于信息龐大的系統(tǒng)。第三，無線光通信技術(shù)的損耗非常低。這主要是因?yàn)榧す庠趥鬏斶^程中具有極佳的方向，因此便會(huì)降低傳輸中的損耗。第四，無線光通信技術(shù)的保密性非常好。無線光通信在進(jìn)行傳輸時(shí)，自身便可以實(shí)現(xiàn)加密。同時(shí)，無線光通信采用的是不可見光波，肉眼很難在空氣中發(fā)現(xiàn)。最主要的是無線光通信的光波束要十分窄，竊取難度大。

2、無線光通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用與發(fā)展中存在的一系列問題

隨著我國社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體激光器與光探測(cè)器技術(shù)不斷發(fā)展。在這樣的背景下，人們?cè)絹碓街匾暉o線光通信技術(shù)。但是，在現(xiàn)實(shí)發(fā)展中，無線光通信仍然面臨著大量挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在無線光通信技術(shù)系統(tǒng)的獨(dú)特性上，同時(shí)擁有更廣闊的市場(chǎng)，但仍需要針對(duì)具體問題做好具體的完善工作。

2.1無線光通信技術(shù)受到大氣媒介的影響

在無線光通信技術(shù)應(yīng)用的影響因素中，大氣值得關(guān)注。尤其是惡劣的天氣，往往會(huì)對(duì)無線光通信的傳播信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重的衰耗。同時(shí)，留存于空氣中的散射粒子，也會(huì)使無線光通信光線出現(xiàn)時(shí)間和空間角度上的偏差。在晴好天氣下，通常認(rèn)為光信號(hào)的功率消耗可控制在1dB/km，即無線通信系統(tǒng)的最大工作距離是20km。但是，因?yàn)闊o線光通信采用的是紅外光，所以在空氣中進(jìn)行傳播時(shí)易受到各類因素的影響，如下雨、強(qiáng)烈日光等。而在大霧環(huán)境中，無線光通信信號(hào)會(huì)被衰弱到400dB/km，使無線光通信的有效范圍僅僅不足50m。這個(gè)距離甚至比不上無線局域網(wǎng)傳輸。因此，在無線光通信的應(yīng)用中需要尋求一種最優(yōu)波長(zhǎng)頻率，并盡可能做到波長(zhǎng)與性能的結(jié)合。

2.2無線光通信技術(shù)在信號(hào)質(zhì)量與傳輸距離上的矛盾

無線光通信技術(shù)在信號(hào)質(zhì)量與傳輸距離上的矛盾已經(jīng)是一個(gè)老生常談的話題。通常表現(xiàn)為無線光通信傳輸?shù)木嚯x越大，光束的寬度就會(huì)越寬，且接收端接收的信號(hào)質(zhì)量也會(huì)越差。如今針對(duì)這一問題的解決還沒有形成一個(gè)有效的對(duì)策，仍需要進(jìn)一步發(fā)展。

2.3無線光通信技術(shù)激光存在的安全問題

在無線光通信技術(shù)的應(yīng)用中，激光束的安全性是不得不考慮的一個(gè)問題。由于光信號(hào)發(fā)射功率必須限制在保障人類眼睛安全的基礎(chǔ)上，因此很大程度上限制了無線光通信的通信距離。

2.4無線光通信技術(shù)在收發(fā)端對(duì)準(zhǔn)上的問題

無線光通信可以理解為一種視距寬帶通信技術(shù)，在發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間完成通信，需要十分嚴(yán)格的視距傳輸條件。同時(shí)，當(dāng)通信設(shè)備被安裝到高樓頂部時(shí)，也會(huì)在風(fēng)力的影響下出現(xiàn)擺動(dòng)，進(jìn)而影響激光器的對(duì)準(zhǔn)精度。此外，在樓宇結(jié)構(gòu)中的輕微地震等也會(huì)使發(fā)射機(jī)與接收機(jī)無法對(duì)準(zhǔn)。

3、無線光通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1無線光通信技術(shù)的光源及高頻率調(diào)制技術(shù)

從無線光通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來看，主要分為兩方面，即無線光通信技術(shù)的光源高頻率調(diào)制技術(shù)與探測(cè)技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)。從光源及高頻率調(diào)制技術(shù)來看，光源問題長(zhǎng)久以來都是自由空間光通信造成困擾的主要因素。在無線光通信中經(jīng)常會(huì)受到背景光的干擾，對(duì)此需要大功率額光源以及較高的調(diào)制速率。同時(shí)，在進(jìn)行光源調(diào)制時(shí)，需要借助糾錯(cuò)技術(shù)減少突發(fā)的誤碼。如今，我國采用的光源主要是1550nm和800nm兩個(gè)波段[2]。后者的優(yōu)勢(shì)在于研發(fā)時(shí)間較早，相關(guān)的理論和經(jīng)驗(yàn)都比較成熟，且能夠兼容現(xiàn)有的光纖通信系統(tǒng)。前者的優(yōu)勢(shì)則在于光源調(diào)制的素質(zhì)要更高，且波長(zhǎng)更穩(wěn)定，能夠通過EDFA完成功率的提升。通常在無線光通信系統(tǒng)中多會(huì)選擇強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)的方式，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)單。而選擇編碼的方式則多為開關(guān)控制，在實(shí)際使用中，接收碼率一般要低于OOK。

3.2無線光通信技術(shù)的探測(cè)技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)

探測(cè)技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)的考量主要體現(xiàn)在無線光通信系統(tǒng)中光接收端的信號(hào)非常微弱，結(jié)合高背景噪音的干擾，會(huì)導(dǎo)致接收信號(hào)的信噪比過低。對(duì)此，采用新型的廣電探測(cè)器件能夠有效提高接收端的靈敏度，同時(shí)針對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行有效處理以解決相關(guān)的問題。

4、無線光通信技術(shù)的應(yīng)用

在原寬帶不足或者不具備有線接入條件的基礎(chǔ)上，通過無線光通信技術(shù)能夠提供更高效的接入方案。從實(shí)際表現(xiàn)來看，無線光通信技術(shù)的使用避免了城市內(nèi)道路的埋線，可以在樓宇間快速實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)字通信。同時(shí)，無線光通信技術(shù)也能夠在無法鋪設(shè)電纜、沒有橋梁的大河兩岸之間進(jìn)行寬帶數(shù)據(jù)通信傳輸[3]。無線光通信技術(shù)的應(yīng)用還體現(xiàn)在“最后一公里”的解決上。通過無線光通信技術(shù)解決“最后一公里”問題，可進(jìn)一步提高用戶接入端的傳輸容量與速度，并更好地滿足IP網(wǎng)、電信網(wǎng)以及有效電視網(wǎng)的寬帶需求。無線光通信技術(shù)在局域網(wǎng)互聯(lián)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在，無線光通信技術(shù)為臨近的局域網(wǎng)提供了更多可選擇性的互聯(lián)互通方案。一方面推動(dòng)了局域網(wǎng)內(nèi)用戶接入高速傳輸問題的解決，另一方面促進(jìn)了局域網(wǎng)的連接，使廣域網(wǎng)與城域網(wǎng)得到了有效發(fā)展。無線光通信技術(shù)在應(yīng)急備用方案中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在，通過應(yīng)用無線光通信技術(shù)能夠在出現(xiàn)有線通信線路故障后或者緊急搶險(xiǎn)時(shí)，提供應(yīng)急的備用鏈路。同時(shí)，無線光通信技術(shù)也可以作為臨時(shí)大型活動(dòng)的通信解決方案。無線光通信技術(shù)在快速組建電信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在新興電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商方面。通過應(yīng)用無線光通信技術(shù)能夠更好地完成本地網(wǎng)的組建，并同時(shí)降低資金投入成本與人力、時(shí)間投入成本。此外，針對(duì)傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來說，無線光通信技術(shù)的應(yīng)用可當(dāng)作光纜傳輸系統(tǒng)的補(bǔ)充，應(yīng)用于難以進(jìn)行光纜鋪設(shè)的區(qū)域，用最短的建設(shè)周期和最少的建設(shè)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)先組網(wǎng)再銷售的商業(yè)模式。

5、無線光通信技術(shù)的應(yīng)用前景

無線光通信技術(shù)還存在一些問題，但從整體角度把控仍然是優(yōu)勢(shì)大于劣勢(shì)。無線光通信技術(shù)自身的特點(diǎn)能夠在一定的環(huán)境下推動(dòng)優(yōu)勢(shì)的最大化。例如，無線光通信技術(shù)針對(duì)一些不便鋪設(shè)光纖的地方和不適宜使用微波的地方仍然可以很好地通信。考慮到光纖本身的成本，很多用戶在短期內(nèi)仍然無法實(shí)現(xiàn)光纖的接入，但是用戶們渴望享受寬帶接入的便利。我國現(xiàn)階段寬帶網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況是很多企業(yè)不具備光纖線路，但是企業(yè)經(jīng)營(yíng)又需要高速率。無線光通信技術(shù)的應(yīng)用成功解決了這一類問題，給予用戶更好的體驗(yàn)。無線光通信技術(shù)解決“最后一公里”問題時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)光纖到桌面，以此完成數(shù)據(jù)、圖像以及語音的高速傳輸，間接推動(dòng)聲訊服務(wù)業(yè)與互動(dòng)影視傳播，同時(shí)在遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、電子商務(wù)以及電子政務(wù)中有著很大的促進(jìn)意義[4]。從我國當(dāng)前的實(shí)際情況與需求來看，無線光通信技術(shù)有著十分廣闊的市場(chǎng)和發(fā)展前景。

6、無線光通信技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的建議

6.1關(guān)注行業(yè)內(nèi)人才培訓(xùn)，打造專業(yè)的通信人才隊(duì)伍

21世紀(jì)，任何行業(yè)的發(fā)展都離不開人才的培養(yǎng)。尤其是在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的導(dǎo)向下，人才的投入與培養(yǎng)已然成為企業(yè)間比拼的核心競(jìng)爭(zhēng)力。通信企業(yè)要進(jìn)一步提高對(duì)人才的重視程度，完善企業(yè)內(nèi)部的人才培養(yǎng)工作。首先，企業(yè)要做好與高校的聯(lián)合，大力發(fā)展校企合作模式[5]。借助高校完備的教育體系，為企業(yè)發(fā)展與行業(yè)發(fā)展培養(yǎng)源源不斷的高素質(zhì)人才。同時(shí)，企業(yè)人員入職時(shí)也要做好崗前考核，確保人員持證上崗。其次，企業(yè)要針對(duì)現(xiàn)有人員不斷完善培訓(xùn)工作。要針對(duì)新知識(shí)、新技術(shù)以及新理論對(duì)人員進(jìn)行系統(tǒng)化學(xué)習(xí)。企業(yè)要定期組織培訓(xùn)大會(huì)以及專家座談會(huì)，加強(qiáng)人員的知識(shí)、技能溝通。再次，企業(yè)要做好國際先進(jìn)技術(shù)與先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的借鑒。通過先進(jìn)內(nèi)容的借鑒，更好地培養(yǎng)人才。最后，企業(yè)要構(gòu)建科學(xué)、合理的人員管理制度，推動(dòng)責(zé)任體系的完善。一方面要對(duì)人員的工作行為進(jìn)行約束，另一方面要調(diào)動(dòng)人員的工作積極性，促使人員自發(fā)進(jìn)步。

6.2制定科技推動(dòng)發(fā)展、創(chuàng)新推動(dòng)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。任何行業(yè)若想要搶占先機(jī)，若想要立于不敗之地，都要做好科學(xué)技術(shù)的研發(fā)工作。通信企業(yè)要加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部的科研分配，給予科研人員充足的可能性，營(yíng)造企業(yè)內(nèi)部的科研氛圍。這個(gè)過程中，要加大學(xué)習(xí)。既要從人員角度進(jìn)行學(xué)習(xí)，也要從企業(yè)角度進(jìn)行學(xué)習(xí)。要善于使用國際上的先進(jìn)成果，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)的本土化。此外，通信企業(yè)要做好創(chuàng)新工作。從企業(yè)管理者角度來看，要更好地認(rèn)識(shí)到創(chuàng)新的重要性，構(gòu)建自上而下的企業(yè)創(chuàng)新機(jī)制和企業(yè)創(chuàng)新氛圍，帶動(dòng)整個(gè)企業(yè)乃至整個(gè)行業(yè)的創(chuàng)新力度。企業(yè)還要鼓勵(lì)創(chuàng)新型人才，通過福利鼓勵(lì)、薪資鼓勵(lì)等方式[6]提高人員的創(chuàng)新熱情，并防止人員流失。

6.3完善通信技術(shù)的資金投入，確保資金充足

在我國無線光通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展中，資金充足至關(guān)重要。只有確保資金的充足才能夠保障以上內(nèi)容的執(zhí)行。首先，從國家與地方政府層面來考慮，需要進(jìn)一步完善財(cái)政工作，加強(qiáng)對(duì)我國通信技術(shù)發(fā)展的資金支持和政策支持。其次，從企業(yè)角度來看，要合理分配資源，保證通信技術(shù)發(fā)展的資金暢通。最后，國家還要營(yíng)造積極的通信技術(shù)發(fā)展氛圍，強(qiáng)調(diào)社會(huì)組織的作用，鼓勵(lì)民生企業(yè)進(jìn)入通信技術(shù)領(lǐng)域，為通信技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

7、結(jié)論

在無線光通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展中，通信企業(yè)以及相關(guān)部門可通過關(guān)注行業(yè)內(nèi)人才培訓(xùn)，打造專業(yè)的通信人才隊(duì)伍，制定科技推動(dòng)發(fā)展、創(chuàng)新推動(dòng)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，完善通信技術(shù)的資金投入，確保資金充足，旨在從多個(gè)角度出發(fā)，針對(duì)我國目前無線光通信技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的實(shí)際情況，分析問題成因，找尋解決方法，制定科學(xué)、合理的方案策略，提高通信技術(shù)發(fā)展的效率和質(zhì)量，更好地發(fā)揮通信技術(shù)在具體行業(yè)以及整個(gè)社會(huì)前進(jìn)中的帶動(dòng)作用。

作者:俞浩 單位:華信咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司

無線光通信技術(shù)前景篇2

隨著科技的不斷發(fā)展，無線光通信技術(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、無需頻率許可證、成本較低等特點(diǎn)，但無線光通信技術(shù)還有待完善，在傳輸距離與傳輸信號(hào)方面、激光安全問題方面等存在著不足之處。但盡管如此，無線光通信技術(shù)還是不斷的應(yīng)用于通信領(lǐng)域，其前景依舊可觀。本文以無線光通信為切入點(diǎn)，通過介紹無線光通信，了解無線光通信的相關(guān)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，分析現(xiàn)階段我國的無線光通信技術(shù)應(yīng)用存在的問題，客觀看待無線光通信的發(fā)展前景。

1、無線光通信相關(guān)介紹

1.1無線光通信技術(shù)概念解析。所謂的無線光通信又被稱作無線光通信，是光纖通信和無線通信相結(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)。

1.2無線光通信系統(tǒng)及其組成。無線光通信系統(tǒng)是以大氣作為傳輸媒質(zhì)來進(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。無線光通信系統(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，通過作為天線的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，將光信號(hào)通過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)的透過率有較大的差別，可以選用透過率較好的波段窗口。對(duì)基于無線光通信的系統(tǒng)來說，最常用的光學(xué)波長(zhǎng)是近紅外光譜中的850納米；還有一些基于無線光通信的系統(tǒng)使用1500納米的波長(zhǎng)，可以支持更大的系統(tǒng)功率。

1.3無線光通信系統(tǒng)特點(diǎn)分析。1）無需要頻率許可證、頻譜資源豐富；2）組網(wǎng)方便靈活；3）擁有光纖傳輸?shù)膶拵阅埽移鋫鬏數(shù)碾[蔽性與安全性較好；4）抗磁干擾力較強(qiáng)；5）造價(jià)成本較低；6）大氣激光通信受氣象條件影響較大，尤其是霧天；7）一般采用定向天線，需要自動(dòng)捕獲瞄準(zhǔn)跟蹤系統(tǒng)；8）適合骨干網(wǎng)的擴(kuò)建、光纖網(wǎng)絡(luò)的備援、寬頻接入、企業(yè)應(yīng)用、無線基地臺(tái)數(shù)據(jù)的回傳等領(lǐng)域以及其他需要高速接取的終端。

2、無線光通信技術(shù)的應(yīng)用

無線光通信的主要應(yīng)用可歸結(jié)為如下幾個(gè)方面：

2.1在不具備有線接入條件或原帶寬不足時(shí)提供高效的接入方案。無線光通信可以不必在城市內(nèi)破路埋線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。

2.2有效解決“最后一公里”問題。無線光通信可以解決各種業(yè)務(wù)接入的“最后一公里”問題，提高用戶接入端的傳輸容量和速度，能夠較好地滿足電信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)和IP網(wǎng)三網(wǎng)合一對(duì)帶寬的要求。

2.3局域網(wǎng)互聯(lián)。無線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)用戶接入的高速傳輸問題，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)。

2.4應(yīng)急備用方案。無線光通信可以作為有線通信線路故障或緊急搶險(xiǎn)時(shí)的應(yīng)急備用鏈路，也可作為大型臨時(shí)活動(dòng)的通信解決方案。

2.5快速組建電信網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于新興的電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來說，無線光通信網(wǎng)絡(luò)可以幫助其快速組建本地網(wǎng)，以較少的資金、人力和時(shí)間完成城域網(wǎng)建設(shè)；對(duì)于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來講，無線光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以作為其光纜傳輸系統(tǒng)的補(bǔ)充，用于不便鋪設(shè)光纜的區(qū)域。建設(shè)周期短、所需費(fèi)用少，無線光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)先組網(wǎng)再銷售的商業(yè)模式。

3、無線光通信技術(shù)應(yīng)用存在的問題分析

近年來，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，空間光通信越來越引起人們的關(guān)注，但是無線光通信也面臨著挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在：雖然無線光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)獨(dú)具魅力，擁有大量潛在的應(yīng)用市場(chǎng)，但也存在許多有待完善的地方。目前，其主要問題有：

3.1大氣媒介的影響。惡劣的天氣情況，會(huì)對(duì)無線光通信的傳播信號(hào)產(chǎn)生衰耗作用。空氣中的散射粒子，會(huì)使光線在空間、時(shí)間和角度上產(chǎn)生不同程度的偏差。在天氣晴好的條件下，光信號(hào)每公里的功率損耗大約為1dB，也就是說，一般無線光通信系統(tǒng)的最大工作距離是20公里。無線光通信采用的紅外光在空氣中傳播時(shí)易受各種氣候因素的影響，如雨、強(qiáng)烈日光等。在大霧天氣下，信號(hào)衰減可達(dá)到每公里400dB，這使無線光通信系統(tǒng)的有效工作距離不到50m，甚至比無線局域網(wǎng)傳輸距離還要短。因此，無線光通信需要尋求一種最優(yōu)波長(zhǎng)頻率，并在通信鏈路中找出波長(zhǎng)與性能的最優(yōu)組合。

3.2傳輸距離與信號(hào)質(zhì)量的矛盾突出。無線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有取得突破性進(jìn)展。

3.3激光的安全問題。激光束的安全性是無線光通信系統(tǒng)必須考慮的問題。光信號(hào)發(fā)射功率必須限制在保證人類眼睛安全的功率范圍內(nèi)，這也限制了無線光通信的通信距離。

3.4收發(fā)端對(duì)準(zhǔn)問題。無線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)，這樣便會(huì)影響激光器的對(duì)準(zhǔn)精度。樓宇結(jié)構(gòu)中某些部分的熱脹或輕微地震等因素，有時(shí)也會(huì)導(dǎo)致發(fā)射機(jī)和接收機(jī)無法對(duì)準(zhǔn)。

4、無線光通信技術(shù)應(yīng)用前景分析

盡管存在不少問題，但無線光通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)更為明顯，其自身的特點(diǎn)決定了在一定的環(huán)境下，它可以最大發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，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；又由于光纖成本過高，用戶無法在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)光纖接入，而他們卻渴望享受寬帶接入帶來的便利，結(jié)合我國現(xiàn)階段寬帶網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況--許多企業(yè)和機(jī)構(gòu)都不具備光纖線路，但又需要較高速率，無線光通信不失為一種解決“最后一公里”瓶頸問題的有效途徑。無線光通信系統(tǒng)解決了寬帶網(wǎng)絡(luò)的“最后一公里”的接入，實(shí)現(xiàn)了光纖到桌面，完成語音、數(shù)據(jù)、圖像的高速傳輸，拉動(dòng)了聲訊服務(wù)業(yè)和互動(dòng)影視傳播，實(shí)現(xiàn)了“三網(wǎng)融合”，有利于電子政務(wù)、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教育及遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展，并產(chǎn)生了巨大的效益，具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和市場(chǎng)前景。無線光通信技術(shù)的出現(xiàn)大大拓寬了無線通信的工作頻率范圍，且隱蔽性強(qiáng)安全系數(shù)高等廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)互聯(lián)等通信領(lǐng)域、提供了極大的便捷條件。但在其應(yīng)用過程中也會(huì)存在著許多的問題，這些問題的出現(xiàn)影響著無線光通信的發(fā)展，但盡管如此，無線光通信技術(shù)也有著巨大的發(fā)展?jié)摿εc廣闊的應(yīng)用前景，會(huì)在以后的通信領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。

作者:龐立永 單位:國家新聞出版廣電總局

無線光通信技術(shù)前景篇3

隨著社會(huì)的發(fā)展，信息化時(shí)代已經(jīng)全面到來，許多用戶通過光纖傳遞著信息，光纖通信基本上已經(jīng)占領(lǐng)了大部分市場(chǎng)，通信技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。但是在大型的施工單位中，設(shè)備連接光纖后，場(chǎng)面顯得十分雜亂，有時(shí)可能因?yàn)槭┕r(shí)不小心挖斷光纖，這就會(huì)導(dǎo)致工作很難進(jìn)行，而無線光通信技術(shù)在很大程度上能彌補(bǔ)光纖的這點(diǎn)不足。

1、無線光通信技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1無線光通信的定義概念

無線光通信（FSO）是指無線激光通信（OWC），又被稱為自由空間激光通信。無線光通信技術(shù)是以空氣為媒介來傳遞信息的，不需要電線和光纖來做載體。

1.2無線光通信系統(tǒng)的組成

無線光通信系統(tǒng)傳送光信號(hào)是通過大氣作為傳輸媒質(zhì)的，如果有足夠的光發(fā)射功率，并且在收發(fā)兩個(gè)端機(jī)之間的視距路徑上沒有遮擋，便可實(shí)現(xiàn)通信。無線光通信系統(tǒng)由發(fā)射機(jī)、信道和接收機(jī)三部分組成，多徑發(fā)射和使用放大器補(bǔ)償光通道損耗是實(shí)現(xiàn)無線光通信的關(guān)鍵技術(shù)。在進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸時(shí)，通過對(duì)每一端設(shè)置光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)來實(shí)現(xiàn)全雙光通信。無線光通信系統(tǒng)運(yùn)用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，通過電信號(hào)來調(diào)制光發(fā)射機(jī)的光源，然后利用光學(xué)望遠(yuǎn)鏡作為天線，通過大氣信道使光信號(hào)傳送到接收機(jī)望遠(yuǎn)鏡中。接收機(jī)望遠(yuǎn)鏡在接收到光信號(hào)后，將其聚焦到光電檢測(cè)器中，并且把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

1.3無線光通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

無線光通信之所以能夠受到很多人的重視，這與其自身所具有性能和潛在的潛能是密不可分的，無線光通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在，第一，頻段資源豐富。理論上，無線光通信的傳輸帶寬非常大，它傳輸信號(hào)的方式和光纖不同，是通過空氣作為介質(zhì)進(jìn)行傳輸，從光譜圖中可以看出，頻段資源非常豐富，而且現(xiàn)在再全球上，光資源沒有被管制，等于可以免費(fèi)使用，所以使成本大大降低。第二，容量大。由于光波的頻率非常高，多以能承載的信息量也非常大，所以這可以應(yīng)用在信息非常龐大的系統(tǒng)中。第三，損耗很低。由于激光在傳輸中的方向性極強(qiáng)，所以在傳輸?shù)倪^程中損耗很低。第四，保密性非常高。無線光通信在傳輸中，本身可以加密，另外無線光通信采用的是不可見的光波進(jìn)行信息的傳輸，在空氣中人的肉眼是很難發(fā)現(xiàn)的，最重要的是無線光通信采用非常窄的光波束，并且光波束在傳輸?shù)倪^程中方向性極強(qiáng)。所以，想要竊取其中的信息是非常難的。

2、無線光通信技術(shù)的應(yīng)用

（1）適用于不具備有線接入條件或原帶寬不足的情況。如在都市大樓間快速實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)字通信，而避免在城市內(nèi)開挖道路、埋設(shè)管線。此外，還可以在不便鋪設(shè)光纜的地區(qū)實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)據(jù)通信傳輸，如沒有前兩的大河兩岸、山區(qū)兩峰之間等。

（2）能夠有效解決從光纖骨干網(wǎng)到用戶之間的“最后一公里”問題。架設(shè)方便，能有效提高用戶接入端的傳輸速度和傳輸容量，其帶寬也能滿足IP網(wǎng)、電信網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三網(wǎng)合一的要求。

（3）能夠?qū)崿F(xiàn)鄰近局域網(wǎng)的互通互聯(lián)，提高局域網(wǎng)內(nèi)用戶接入的傳輸速度，方便快捷的連接各局域網(wǎng)，從而組建范圍更大的城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。

（4）用于緊急預(yù)案中，快捷地部署鏈路，在有線通信線路故障或者緊急搶險(xiǎn)時(shí)，可用作應(yīng)急鏈路，或用來支持大型臨時(shí)活動(dòng)的通信。

（5）建設(shè)無線光通信網(wǎng)絡(luò)成本低，能夠節(jié)省大量資金、人力以及時(shí)間來進(jìn)行城域網(wǎng)的建設(shè)，同時(shí)可以用作光纜傳輸系統(tǒng)的補(bǔ)充部分。電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商也可采用先組網(wǎng)再銷售的商業(yè)模式，依靠無線光通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)獲得較高利潤(rùn)。

3、無線光通信技術(shù)應(yīng)用存在問題

3.1易受大氣環(huán)境影響

無線光通信以空氣介質(zhì)傳輸信號(hào)，在惡劣的天氣情況下，會(huì)受到很大的影響。空氣存在散射粒子，會(huì)對(duì)傳輸信號(hào)產(chǎn)生衰耗作用，使光線產(chǎn)生空間、角度和時(shí)間上的偏差。無線光通信所采用紅外光在天晴時(shí)每公里損耗約為1dB，而在遭遇大霧天氣時(shí)，每公里損耗可達(dá)400dB，是最大工作距離從20公里縮減到不到50米。因此，無線光通信往往需要搜尋最優(yōu)的波長(zhǎng)頻率，并尋找波長(zhǎng)與性能最佳組合來組建通信鏈路。

3.2收發(fā)端對(duì)準(zhǔn)精度要求高

作為一種視距寬帶通信技術(shù)，無線光通信對(duì)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的視距傳輸條件有著嚴(yán)格的要求。但安裝在高樓頂部的通信設(shè)備容易受鋒利影響發(fā)生擺動(dòng)，從而影響收發(fā)端的對(duì)準(zhǔn)精度。此外，建筑結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮或受地震影響，也會(huì)導(dǎo)致收發(fā)端無法進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)接。

3.3激光束受安全限制

無線光通信系統(tǒng)必須考慮激光的安全性問題，為保證不會(huì)對(duì)人類眼睛產(chǎn)生惡劣影響，必須對(duì)光信號(hào)的發(fā)射功率進(jìn)行限制，同時(shí)這也影響了無線光通信的傳輸距離。

4無線光通信技術(shù)的發(fā)展前景

針對(duì)無線光通信技術(shù)存在的問題進(jìn)行研究是其將來發(fā)展的主要方向。無線光通信技術(shù)在特定的環(huán)境下可以充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，解決傳統(tǒng)通信或光纖通信無法處理的問題。依我國寬帶網(wǎng)絡(luò)目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，仍然有很多地區(qū)機(jī)構(gòu)不具備鋪設(shè)光纖線路的條件，但對(duì)通信速率仍有較高的要求，這就為無線光通信提供了應(yīng)用市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]龐立永.無線光通信技術(shù)應(yīng)用前景分析.民營(yíng)科技，2015，（07），30.

作者:胡富 詹課 單位:廣州杰賽科技股份有限公司