光無線通信技術(shù)是什么？如何進(jìn)行理解

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光無線通信作為一種新型的通信技術(shù),同時具有光纖通信和移動通信的優(yōu)勢，可實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸，組網(wǎng)機(jī)動靈活，無需頻率申請，并且抗電磁干擾，保密性好，因此如今對無線光通信的研究受到了廣泛的重視。

光無線通信技術(shù)或稱自由空間光通信(FSO，F(xiàn)reeSpaceOpticalCommunication)是一種寬帶接入方式，是光通信和無線通信結(jié)合的產(chǎn)物，它利用光束信號通過大氣空間，而不是通過光纖傳送信號。這種技術(shù)的接入系統(tǒng)在組成結(jié)構(gòu)上與光纖傳送系統(tǒng)非常相似，這種系統(tǒng)的物理組成也是非常簡單的，用戶無需申請無線頻率，而且起始投資低，運(yùn)營費(fèi)用低，能快速裝設(shè)，可提供與光纖系統(tǒng)相似的傳送帶寬。

已商用的光無線通信系統(tǒng)，容量從100Mb/s到2.5Gb/s，也有一些試驗(yàn)采用波分復(fù)用，達(dá)到更高速率。盡管受到氣象條件的限制，只能在較短的距離內(nèi)使用，一般限于2公里以下。但在許多場合，作為一種獨(dú)特的方式，光無線接入可起到很好的作用，成為當(dāng)前幾種寬帶接入方式很好的補(bǔ)充手段。

光無線通信有兩種工作波長：850納米和1550納米。850納米的設(shè)備相對便宜，一般應(yīng)用在傳輸距離不太遠(yuǎn)的場合。1550納米的設(shè)備價格要高一些，但在功率、傳輸距離和視覺安全方面有更好的表現(xiàn)。1550納米的紅外光波大部分都被角膜吸收，照射不到視網(wǎng)膜，因此，相關(guān)安全規(guī)定允許1550納米波長設(shè)備的功率可以比850納米的設(shè)備高2個等級。

當(dāng)然光無線通信技術(shù)并不是憑空突然出現(xiàn)的，早在四十多年之前，激光器件發(fā)明之后，這種技術(shù)就被工程開發(fā)中了。人們希望利用高度集中的光束，穿透大氣空間，從而開始了在國防及民用中短距離通信的應(yīng)用，主要是窄帶的通信。到20世紀(jì)90年代之后，隨著器件的成熟，特別是光纖通信規(guī)模應(yīng)用后，器件價格的進(jìn)一步下降，性能不斷優(yōu)化，寬帶的光無線接入成為新的應(yīng)用方向。隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的興起，在許多寬帶的技術(shù)之中，光無線通信以其容量和價格的優(yōu)勢，受到越來越多電信營運(yùn)公司的注意，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。

在光無線通信系統(tǒng)中低損耗的光傳輸路徑不復(fù)存在。無線光通信系統(tǒng)鏈路通過大氣信道，受天氣影響較大，例如：大氣衰減、光強(qiáng)閃爍、背景輻射等，同時還有光鏈路對準(zhǔn)問題，而且人眼安全限制了激光平均發(fā)射功率,從而對調(diào)制方式提出較高要求。

在光無線通信中可用的調(diào)制方式很多,其中比較典型的有開關(guān)鍵控(OOK)、脈沖位置調(diào)制(PPM)、差分脈沖位置調(diào)制(DPPM)、數(shù)字脈沖間隔調(diào)制(DPIM)等。由于人眼安全性和便攜式移動通信裝置的低功耗要求,在給定誤碼率條件下,光源平均發(fā)射功率應(yīng)盡可能低。而在室內(nèi)可見光通信中,不存在功耗問題,同時在滿足室內(nèi)照明亮度要求下,較高的平均功率可以減少LED的使用數(shù)量。

無線光通信在業(yè)內(nèi)被稱為 Free Space Optical (FSO)，顧名思義，F(xiàn)SO是一種無需光纖的通信手段，它是現(xiàn)代光纖通信的有利補(bǔ)充，具有以下特點(diǎn)：

* 快速鏈路部署。由于無需埋設(shè)光纖，施工周期大大縮減，通常只需要幾個小時便可以完工。這對于電信運(yùn)營商來講，無疑是快速搶占市場的最佳選擇。

*擁有光纖傳輸?shù)男阅堋＠碚撋?，無線光通信的傳輸帶寬與光纖通信的傳輸帶寬相同。只是光纖通信中的光信號在光纖介質(zhì)中傳輸，無線光通信的光信號在空氣介質(zhì)中傳輸。因此也有人把無線光通信技術(shù)稱為虛擬光纖通信技術(shù)。

*無線光通信產(chǎn)品作為一種物理層的傳輸設(shè)備，可以不依賴于任何協(xié)議。

*與微波無線通信相比，無線光通信產(chǎn)品不需要申請頻率使用權(quán)。目前世界各廠商提供的設(shè)備多工作于紅外頻帶，該頻帶有相當(dāng)豐富的頻譜資源，且在全世界范圍內(nèi)均不受管制，這為無線光通信技術(shù)的靈活應(yīng)用提供了有利條件。

*傳輸保密性好。因?yàn)樗牟ㄊ苷遣豢梢姷?，很難在空中發(fā)現(xiàn)一條業(yè)務(wù)鏈路。同時，這些波束又非常定向，是對準(zhǔn)某一接收機(jī)的，如想截接，就需要用另一部接收機(jī)在視距內(nèi)對準(zhǔn)發(fā)射機(jī)，還需要知道如何接收信號，這是很難做到的。即使被截接，用戶也會發(fā)現(xiàn)，因?yàn)殒溌繁恢袛嗔?。因此，F(xiàn)SO比通常的無線系統(tǒng)安全得多。

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