光通信分為有線光通信和無線光通信兩種。其中,有線光通信即光纖通信,已成為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)的主要傳輸方式之一;無線光通信又稱自由空間光通信(FSO,F(xiàn)reeSpaceOpticalcommunication)。近年來,隨著“最后一公里”對(duì)高帶寬、低成本接入技術(shù)的迫切需求,F(xiàn)SO在視距傳輸、寬帶接入中有了新的發(fā)展機(jī)遇,同時(shí)由于光通信器件制造技術(shù)的飛速發(fā)展,無線光通信設(shè)備的制造成本大幅下降,F(xiàn)SO得到越來越多的應(yīng)用。雖然目前FSO的使用無需通過政府的頻率許可(目前無線電頻率劃分至300GHz,而光波遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該頻率),但對(duì)于無線電管理部門來說,了解這種全新的通信技術(shù)的特征和發(fā)展趨勢是大有裨益的。
PHl{pE* q}>1Rr|U` 1無線光通信系統(tǒng)的構(gòu)成
#pP4\n-~hU GqumH/; 無線光通信系統(tǒng)以大氣作為傳輸媒質(zhì)來進(jìn)行光信號(hào)的傳送。只要在適當(dāng)距離的收發(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,即可實(shí)現(xiàn)無線光通信。
9Y!N\-x` R/r)l<X@ 無線光通信系統(tǒng)的一般原理如圖1所示,由激光源、摻鉺光纖放大器、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、接收光學(xué)系統(tǒng)和接收機(jī)等組成,具體儀器包括專用望遠(yuǎn)物鏡、標(biāo)準(zhǔn)光收發(fā)機(jī)和高功率的Er/Yb光放大器等,其中望遠(yuǎn)物鏡和光收發(fā)送機(jī)組合在一起。其關(guān)鍵技術(shù)是多徑發(fā)射和使用放大器補(bǔ)償光通道損耗。
/PG+ s6 \"B?'Ep; 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,通過作為天線的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng),將光信號(hào)通過大氣信道傳送到接收機(jī)望遠(yuǎn)鏡;接收機(jī)望遠(yuǎn)鏡收集接收到光信號(hào)并將它聚焦在光電檢測器中,光電檢測器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
A<l8CWv[ }r$&"wYM 由于大氣空間對(duì)不同光波長信號(hào)的透過率有較大的差別,F(xiàn)SO系統(tǒng)一般選用透過率較好的波段窗口,最常用的光學(xué)波長是近紅外光譜中的850nm;還有一些FSO系統(tǒng)使用1500nm波長頻段,可以支持更大的系統(tǒng)功率。
~4h<nc !!Z#'Wq 2無線光通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
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T~RH0L :b)IDcW&j: 當(dāng)前,雖然無線光通信技術(shù)還有待成熟,但它以獨(dú)特的方式、顯著的優(yōu)點(diǎn),擁有著巨大的市場潛能。
!spp*Q)#\ (1)頻帶寬,速率高
o&P}GcEIw `Bk7W]{L 理論上,無線光通信的傳輸帶寬與光纖通信的傳輸帶寬相同。光纖通信中的光信號(hào)在光纖介質(zhì)中傳輸,而FSO的光信號(hào)在空氣介質(zhì)中傳輸。目前國外無線光通信系統(tǒng)一般使用1550nm波長(頻率約為1.935×105GHz)頻段,傳輸速率可達(dá)10Gbit/s(4×2.5Gbit/s),即可完成12萬個(gè)話路,其傳輸距離可達(dá)5km。國內(nèi)無線光通信系統(tǒng)一般使用850nm波長(頻率約為3.529×105GHz)技術(shù),速率為10Mbit/s~155Mbit/s,傳輸距離可達(dá)4km。
I&~kwOP :+{G|goZ* (2)頻譜資源豐富
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