無線光通信技術(shù)及其應(yīng)用

?王寧

摘 要：隨著我國社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，無線光通信技術(shù)已經(jīng)成為一種十分廣泛的通信技術(shù)，整體比較成熟。無線通信技術(shù)與一般通信技術(shù)相比，具有無需頻率許可證、成本更低、抗磁干擾等優(yōu)勢。如今，無線光通信技術(shù)逐漸應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域與各個(gè)行業(yè)，極大地推動(dòng)了社會(huì)的全面發(fā)展。因此，對(duì)無線光通信技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：無線光通信;技術(shù);應(yīng)用

通常情況下，無線光通信技術(shù)可以簡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)。

一、無線光通信的重要性

（1）無線光通信除了本身的通信作用，也發(fā)揮著備份的功能，可通信過程中，經(jīng)常作為預(yù)防服務(wù)器中斷的光纖通信或者微波通信的技術(shù)備份，在通信過程中有效減少數(shù)據(jù)丟失的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）無線光通信作為連接移動(dòng)通信基站點(diǎn)之間的中介，幫助每個(gè)通信站點(diǎn)之間建立穩(wěn)固的聯(lián)系，保障各基地站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)交流和互傳。

（3）無線光通信還常用于高速網(wǎng)的建設(shè)中，保證最后一公里的數(shù)據(jù)接入。

（4）無線光通信由于自身頻率要求不高，設(shè)備機(jī)型占地小和方便快捷的優(yōu)勢，經(jīng)常被應(yīng)用于布置線纜成本較高、不宜施工和上級(jí)部門審批困難的一些區(qū)域，減少安設(shè)線纜的流程步驟，提升通信效率。

（5）一些軍事基地等秘密性要求較高的場所，通常也運(yùn)用無線光通信技術(shù)，主要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臋C(jī)密性，提升數(shù)據(jù)安全程度。

二、無線光通信技術(shù)的內(nèi)容概述

無線光通信技術(shù)的研究最早來源于20世紀(jì)80年代，貝爾的光電話實(shí)驗(yàn)原理，光束聚集后可以照射到話筒的震動(dòng)片上，利用接受鏡，可以將承載有語音信息的光投射到硅光電池上，硅光電池可以進(jìn)一步將光能轉(zhuǎn)換為電流，從而實(shí)現(xiàn)聲音的傳輸，這就是最早無線光通信技術(shù)的工作原理。現(xiàn)如今的無線光通信技術(shù)衍生的設(shè)備主要有光學(xué)望遠(yuǎn)鏡、激光收發(fā)器等，激光收發(fā)器在我們生活中應(yīng)用也較為廣泛，主要采用的光源是LED和LD，接收器常采用PD。

三、無線光通信技術(shù)的優(yōu)勢

相比于傳統(tǒng)的光能通信技術(shù)、數(shù)字微波技術(shù)和光纖等技術(shù)，無線光通信技術(shù)在通信過程中具備以下幾點(diǎn)優(yōu)勢：

3.1安全性能高

良好的安全性和保密性是無線光通信技術(shù)具備的一大優(yōu)勢所在，這主要是由于無線光通信技術(shù)中的激光本身的高指向性，使得激光的發(fā)射光束非常窄，投射方向明確，準(zhǔn)確度高。在通常情況下，激光發(fā)射的光束發(fā)散角度都在毫弧度，甚至能夠做到微弧度數(shù)量級(jí)，所以利用無線光通信技術(shù)中的激光原理，可以使傳輸數(shù)據(jù)具備很高的保密性和安全性，防止數(shù)據(jù)泄露。

3.2無需申請(qǐng)頻率許可證

在一般工作條件下，無線光通信的工作頻率保持在350THZ左右，并且設(shè)備在工作中不會(huì)產(chǎn)生頻率信號(hào)的干擾，所以比起傳統(tǒng)的無線通信需要申請(qǐng)頻率許可的煩瑣流程，無線光通信技術(shù)就顯得更為便捷，簡化使用流程，提高工作效率。

3.3應(yīng)用成本較低

相較于其他類型的通信技術(shù)，無線光通信技術(shù)的應(yīng)用和運(yùn)營都更為節(jié)約成本，因?yàn)闊o線光通信技術(shù)在使用過程無須高昂成本的維護(hù)費(fèi)用，它本身具備一定的穩(wěn)定性和安全性。其次，無線光通信的造價(jià)成本僅為光纖通信等技術(shù)的1/5，無論是使用成本還是維護(hù)成本，無線光通信技術(shù)都具備更高性價(jià)比。

3.4裝備架設(shè)更迅速

無線光通信在安裝上更快速方便，組網(wǎng)運(yùn)行速度也更具備優(yōu)勢，在安裝過程中，只需要工作人員在各通信節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行相應(yīng)的安裝匹配即可。一般而言，無線光通信技術(shù)的工程建設(shè)都以天或者小時(shí)為單位，大大節(jié)約了安裝時(shí)間和成本，提高應(yīng)用率，光通信也較容易出現(xiàn)故障，影響人們正常的使用，無線光通信也可以作為故障后的緊急備份，臨時(shí)進(jìn)行安裝和補(bǔ)救丟失數(shù)據(jù)，減少挽回?fù)p失。

3.5享有透明公開的傳輸協(xié)議

相較于其他類型的通信技術(shù)，無線光通信技術(shù)更具備公開透明性，對(duì)任何形式的傳輸協(xié)議都可以進(jìn)行迭代，且運(yùn)作過程電路和數(shù)據(jù)溝通業(yè)務(wù)都更加公正客觀。

3.6裝置設(shè)備體積小

無線光通信設(shè)備體積小，安裝方便，也是其一大優(yōu)勢，無線光通信技術(shù)由于光波較短，在同樣的業(yè)務(wù)要求下，其設(shè)備尺寸可以遠(yuǎn)比微波通信技術(shù)和光纖通信新技術(shù)更小。

四、無線光通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 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1 550 nm 和800 nm 兩個(gè)波段。后者的優(yōu)勢在于研發(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)勢則在于光源調(diào)制的素質(zhì)要更高，且波長更穩(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)制直接檢測的方式，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)比較簡單。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。

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

探測技術(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。

五、無線光通信技術(shù)的應(yīng)用探究

較傳統(tǒng)的通信方式而言，無線光通信技術(shù)涵蓋了光纖通信技術(shù)與微波通信技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn)，并且能夠短時(shí)高效連接區(qū)域網(wǎng)，完成閉路監(jiān)視系統(tǒng)的各項(xiàng)任務(wù)，有效提高廣播電視信號(hào)的單、雙工的傳輸使用效率，在通信過程中可以靈活地處理數(shù)據(jù)視頻業(yè)務(wù)，目前主要應(yīng)用領(lǐng)域有以下幾個(gè)方面：

（1）無線光通信技術(shù)多用于特殊要求下的路線冗雜備份或意外情況，因?yàn)樵谕话l(fā)的自然情況或者人為意外災(zāi)害發(fā)生時(shí)，原來的通信系統(tǒng)會(huì)被破壞，數(shù)據(jù)在傳輸過程中遭到阻礙，很容易發(fā)生數(shù)據(jù)丟失和數(shù)據(jù)泄露的情況。這時(shí)立即恢復(fù)也有一定的難度，需要啟動(dòng)緊急預(yù)案模式，無線光通信技術(shù)的使用就顯得尤為重要，例如在美國911襲擊事件后，通信工程行業(yè)就采用了無線光通信設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的補(bǔ)救，通過應(yīng)急處理，完成數(shù)據(jù)信息的重新記錄。

（2）無線光通信技術(shù)也多用于室內(nèi)外和局域網(wǎng)之間的交通互聯(lián)過程，例如兩座樓宇之間的辦公場所需要數(shù)據(jù)連接和交流，采用寬帶或者線路等資源就有失成本考量，這是無線光通信技術(shù)就作為首選，能夠在短時(shí)高效解決異地存儲(chǔ)和備份問題，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸。

（3）有助于解決全業(yè)務(wù)網(wǎng)（FSN）的最后一公里問題，完成智能小區(qū)的寬帶接入，實(shí)現(xiàn)不同大企業(yè)之間的數(shù)據(jù)互聯(lián)，例如目前我國許多學(xué)校里面的數(shù)據(jù)傳輸和連接業(yè)務(wù)，也是由無線光通信技術(shù)來輔助支撐的，同時(shí)在數(shù)據(jù)傳輸中能夠起到高效存儲(chǔ)作用。同時(shí)無線光通信技術(shù)也經(jīng)常應(yīng)用于通信蜂窩網(wǎng)站的移動(dòng)通信交流，幫助大型集會(huì)建立臨時(shí)通信等。

六、結(jié)束語

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。

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