無線光通信技術(shù)應(yīng)用前景分析

胡 富，詹 課

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣州 510310）

隨著社會的發(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，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)對點(diǎn)傳輸時(shí)，通過對每一端設(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)鏡在接收到光信號后，將其聚焦到光電檢測器中，并且把光信號轉(zhuǎn)換為電信號。

1.3 無線光通信系統(tǒng)的優(yōu)勢

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。

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，在惡劣的天氣情況下，會受到很大的影響。空氣存在散射粒子，會對傳輸信號產(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)的波長頻率，并尋找波長與性能最佳組合來組建通信鏈路。

3.2 收發(fā)端對準(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，從而影響收發(fā)端的對準(zhǔn)精度。此外，建筑結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮或受地震影響，也會導(dǎo)致收發(fā)端無法進(jìn)行精準(zhǔn)對接。

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，為保證不會對人類眼睛產(chǎn)生惡劣影響，必須對光信號的發(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，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。