无线光通信是什么意思，它的应用有哪些

很多朋友对无线光通信是什么意思，它的应用有哪些不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

无线光通信是什么意思，有哪些应用？光通信可以分为有线光通信和无线光通信。其中，有线光通信即光纤通信已成为广域网和城域网的主要传输方式之一。无线光通信也称为自由空间光通信(FSO)。

近年来，随着“最后一公里”对高带宽、低成本接入技术的迫切需求，FSO在视距传输和宽带接入方面有了新的发展机遇。同时，由于光通信器件制造技术的快速发展，无线光通信设备的制造成本大幅下降，FSO得到越来越多的应用。

虽然目前使用FSO不需要政府批准(目前无线电频率划分为300GHz，光波远远超过这个频率)，但了解这种全新的通信技术的特点和发展趋势，对无线电管理部门大有裨益。1无线光通信系统的组成无线光通信系统利用大气作为传输介质来传输光信号。

只要收发信机和接收机之间在适当的距离上有通畅的视线路径和足够的光发射功率，就可以实现无线光通信。无线光通信系统的一般原理如图1所示，由激光光源、掺铒光纤放大器、发射光学系统、接收光学系统和接收机等组成。具体仪器包括专用望远物镜、标准光收发器和大功率铒镱光放大器等。望远镜物镜和光收发器结合在一起。

关键技术是多路传输和用放大器补偿光通道损耗。在点对点传输的情况下，每端配备一个光发射机和一个光接收机，可以实现全双工通信。该系统采用的基本技术是光电转换。

光发射机的光源由电信号调制，光信号通过作为天线的发射光学系统经大气信道传输到接收望远镜；接收望远镜收集接收到光信号并将其聚焦在光电探测器上，光电探测器将光信号转换成电信号。

图1无线光通信系统原理由于大气空间对不同光波长信号的透过率差异较大，FSO系统一般选择透过率较好的波段窗口，最常用的光波长为850nm在近红外光谱中；一些FSO系统使用1500纳米波段，可以支持更大的系统功率。2无线光通信系统的优势目前，无线光通信技术虽然还有待成熟，但以其独特的方式和显著的优势，具有巨大的市场潜力。

(1)频带宽，速度高理论上，无线光通信的传输带宽与光纤通信相同。光纤通信中的光信号在光纤介质中传输，而FSO的光信号在空气介质中传输。目前国外无线光通信系统一般使用1550nm波长(频率约为1.935105GHz)频段，传输速率可达10Gbit/s(42.5Gbit/s)，可完成12万次通话，传输距离可达5km。

国内无线光通信系统一般采用850nm波长(频率约为3.529105GHz)技术，速度10 Mbit/s ~ 155 Mbit/s，传输距离4km。(2)频谱资源丰富相比微波技术，FSO设备多采用红外光传输方式，频谱资源非常丰富。不需要向无线电管理部门申请频率许可证和缴纳频率占用费，也不会对微波等无线通信系统产生干扰。

(3)适用于各种通信协议的无线光通信产品，作为物理层传输设备，可用于SDH、ATM、以太网、快速以太网等常见通信网络，可支持2.5 G bit/s的传输速率，适用于传输数据、声音、图像等。

(4)快速链路部署FSO设备可以直接架设在屋顶上，甚至部署在水面上，可以完成地空、空空光纤通信无法完成的通信任务。其建设周期短，几个小时内即可建立通信链路，建设成本仅为地下光纤的五分之一左右。(5)传输保密性好的无线光通信的安全性非常重要。无线光通信方向性好，波束非常窄，几乎不可能被窃听和干扰。

3无线光通信的应用无线光通信的主要应用可以概括如下。(1)在没有有线接入条件或原有带宽不足时，提供高效的接入方案。无线光通信可以在城市中不破路、不埋线的情况下快速实现建筑物之间的宽带数字通信，也可以在不方便铺设光缆、没有桥梁的河流两岸之间实现宽带数据通信传输。

1994年，美国加州的ThermoTrex公司成功进行了海拔2133米、距离42公里的两座山峰之间的传输实验，传输速率为1.2 Gbit/s.(2)有效解决“最后一公里”问题无线光通信可以解决各种业务接入的“最后一公里”问题，提高用户接入终端的传输容量和速度，更好地满足电信网、有线电视网和IP网三网融合的带宽需求。

(3) FSO为相邻局域网之间的互联提供了一种选择，不仅可以解决局域网内用户访问的高速传输问题，还可以方便地实现局域网之间的连接，形成更广泛的城域网和广域网。(4)应急备份方案无线光通信可作为有线通信线路故障或紧急救援时的应急备份链路，也可作为大型临时活动的通信解决方案。

(5)快速建立电信网络对于新兴的电信网络运营商来说，无线光通信网络可以帮助他们快速建立本地网络，以较少的资金、人力和时间完成城域网的建设；对于传统的电信网络运营商来说，无线光通信网络系统可以作为其光缆传输系统的补充，用于不方便铺设光缆的地区。无线光通信网络系统建设周期短，成本低，可以实现先组网后销售的商业模式。

此外，FSO在卫星之间以及卫星和地面站之间有重要的应用。例如，在1995年美国和日本进行的联合实验中，日本菊花6号卫星和美国大气观测卫星在39000km的距离上实现了双向光通信。这是一种远距离通信应用，目前还在开发中，但星间光通信具有容量大、无需ITU国际协调等优点，将成为重要的卫星通信手段之一。

4问题无线光通信网络系统虽然独特，有大量的潜在应用市场，但仍有许多需要改进的地方。目前存在的主要问题有：(1)收发机对准FSO是一种视距宽带通信技术，收发机之间需要严格的视距传输条件才能实现通信。当通信设备安装在高楼顶部时，设备在风的作用下会发生摆动，影响激光器的对准精度。

有时由于建筑结构的某些部分热膨胀或轻微地震等因素，发射器和接收器无法对准。(2)大气介质的影响。恶劣的天气条件会减弱FSO的传播信号。空气中的散射颗粒会造成光线在空间、时间、角度上不同程度的偏差。大气中的粒子也可能吸收激光的能量，从而使信号的功率衰减。

衡量FSO信号可靠性的指标之一是——链路余量，以dB为单位，这意味着FSO设备正常运行所允许的最大功率损耗。典型FSO系统的链路余量值为20dB，即晴天时每公里光信号的功率损耗约为1dB，即一般无线光通信系统的最大工作距离为20公里。FSO使用的红外光在空气中传播时容易受到各种气候因素的影响，如下雨和强烈的阳光。

在雾天，信号衰减可达每公里400dB，使得FSO系统的有效工作距离不足50米，甚至短于WLAN的传输距离。因此，FSO需要寻求一个最佳的波长频率，并在通信链路中找到波长和性能的最佳组合。(3)传输距离与信号质量的矛盾突出表现为FSO传输距离越大，光束越宽，接收端接收到的光信号质量越差。目前，长距离大气激光通信的研究尚未取得突破。

(4)激光束的安全性是FSO系统必须考虑的问题。光信号的传输功率必须限制在保证人眼安全的功率范围内，这也限制了FSO的通信距离。5.无线光通信作为一种快速实现宽带网络的方式，已经逐渐成为现实。简要介绍了无线光通信的基本概念、系统结构、特点和优势，以及在通信领域的应用和研究，并分析了其存在的技术问题。

未来无线光通信系统的研究将集中在增加传输容量、延长传输距离、自动定向和降低设备成本等方面。如果这些问题能够得到有效解决，FSO将发挥其巨大的潜力和优势，成为无线通信领域的新亮点。

参考文献[1]陈，“无线光通信技术的应用与探讨”，成都理工大学信息工程学院。[2]《无线光通信FSO技术概论》，人民邮电。[3]陈聪，《FSO科技》，中国计算机新闻，网络与通信版。[4]董新辉，“无线光通信技术”

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