无线光通信浅析

光纤放大器在无线光通信的应用李强;代志勇;刘永智【摘要】无线光通信是光纤通信与无线通信相结合的产物,它是一种新型的无线宽带光联网手段.与微波通信和光纤通信相比,无线光通信有其独特的优势,在空间通信以及一些特殊的场合得到了广泛的应用.随着激光器成本的不断下降以及高灵敏度接收器和先进通信电子设备的发展,无线光通信已成为下一代光通信的发展方向之一.针对无线光通信大气信道的特殊性与高损耗性,选用光纤放大器作为光发射机功放,采用两级放大的方式,将已调制的光信号从1 mW放大到1 W,使得光信号能在大气信道进行远距离,高稳定性传输.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2009(032)015【总页数】4页(P16-18,22)【关键词】无线光通信;光纤放大器;高增益;级联【作者】李强;代志勇;刘永智【作者单位】电子科技大学,光电信息学院,四川,成都,610054;电子科技大学,光电信息学院,四川,成都,610054;电子科技大学,光电信息学院,四川,成都,610054【正文语种】中文【中图分类】TN9290 引言无线光通信是以激光作为信息载体，是一种不需要任何有线信道作为传输媒介的通信方式。

与微波通信相比，无线光通信所使用的激光频率高，方向性强(保密性好)，可用的频谱宽，无需申请频率使用许可；与光纤通信相比，无线光通信造价低，施工简便、迅速。

它结合了光纤通信和微波通信的优势，已成为一种新兴的宽带无线接入方式，受到了人们的广泛关注。

但是，恶劣的天气情况，会对无线光通信系统的传播信号产生衰耗作用。

空气中的散射粒子，会使光线在空间、时间和角度上产生不同程度的偏差。

大气中的粒子还可能吸收激光的能量，使信号的功率衰减，在无线光通信系统中光纤通信系统低损耗的传播路径已不复存在。

大气环境多变的客观性无法改变，要获得更好更快的传输效果，对在大气信道传输的光信号就提出了更高的要求，一般地，采用大功率的光信号可以得到更好的传输效果。

无线光通信技术概析论文1.1 无线光通信技术与传统通信技术的比较无线光通信技术相比于传统的数字微波、铜缆数字用户线、光纤、无线电等通信技术，其优势主要如下：第一是安全保密性高，主要因为激光具备高指向性、传输目标准确、发射光束窄的特点，使其发散角保持在毫弧度甚至微弧度的数量级，保证了传输信息的稳定、安全和保密;第二是设备架设迅速，主要因为光波的波长短，使其通信天线的功耗、体积、质量等品质均优于微波、毫米波等通信天线，加之无线光通信架设、组网迅速，只在通信节点上进行设备安装，建设工期以小时为单位，适合作为应急类光纤通信故障后备或者临时性大容量通信链路建设，容易进行撤换和重新部署;第三是信息容量大，指以光波为信息载体的传输速度可达10Gb/s，实验室的无线光通信设备传输速度甚至可达到150Gb/s，另外其通信的工作频率在350THz 左右，各种设备间不存在信号干扰，无需申请频率使用许可，在协议兼容性良好的条件下，可以迭加任何传输协议，实现电路和数据业务的全透明传输;第四是运营成本低，其无需昂贵的工程管道铺设和使用中的维护费用，造价是传统通信工程的20%左右。

1.2 无线光通信技术组网通信中的关键技术2.1 大气信道对无线光通信链路的影响无线光通信系统的传输介质(载体)是大气信道，激光在大气信道中传输时因大气层参数随机性易产生大气衰减和大气湍流效应两类影响。

大气衰减主要指大气中存在的气体分子、水雾粒子、气溶胶粒子、部分微粒等吸收或者散射辐射光能量，造成能量损失、能量重新分配或者能量偏移传播等现象。

大气始终处于运动状态下的不稳定体系中，其折射率随着时间和空间变化无规则变化，因此光波参量也随着折射率的变化而随机地影响到光束的传输质量。

另外大气中雨、血、浓雾等自然恶劣条件也会导致多光信号造成严重的衰减，一般可采用提高功率的方法克服。

大气湍流主要指大气湍流运动状态下因折射率随机变化造成的光束扩展、光束弯曲、光强闪烁等影响，例如光强闪烁影响，其指光束通过湍流漩涡时，光束直径内的独立形成散射和衍射现象，是光强在折射率随机变化下高低起伏，造成波前失真和相位变化的问题，大气湍流效应不仅影响光束的传输途径和光束的位置指向，而且会增加光束的传输损耗，严重时甚至会导致通信的错误和中断，采用自适应光学技术能解决大气湍流和大气扰动的动态损耗。

光通信技术的发展和应用随着信息时代的到来，对于数据传输的速度和安全性要求也越来越高。

光通信技术作为目前最快、最安全的传输技术之一，被广泛应用于通信、物流、医疗、金融等领域。

本文将从光通信技术的发展历程、原理、应用等不同角度来进行探讨。

一、光通信技术的发展说到光通信技术，人们最先想到的是光纤通信，但其实早在20世纪60年代，人们就开始研究光纤通信技术。

1977年，全球第一条单模光纤由日本NTT公司制造出来，并于1983年开始了光纤通信的商业化运营。

随着光通信技术的进一步发展，传输速度也从最初的几百兆每秒一直提高到了每秒几十兆的速度。

现今，随着光通信技术的进一步发展，传输速度已经提高到了每秒上百兆、上千兆的速度，而且对传输距离的限制也几乎被消除。

可以说，现今光通信技术已经成为了信息高速公路中最为重要的一条通道之一。

二、光通信技术的原理光通信技术的核心就是光纤，光纤的物理原理就是利用入射光线的反射来实现光信号的传输。

简单来说，当光线从一介质进入另一介质时，会发生反射和折射，反射的光线会在介质中来回反弹，最终形成了一条线路。

光纤由短段的玻璃或塑料纤维组成，光信号在光纤内部通过不断的反射而进行传输。

与其他传输媒介相比，光纤无需电子设备来进行放大和重新发送信号，因此传输效率极高。

三、光通信技术的应用光通信技术的应用非常广泛，既包括商业领域，也包括科学研究领域。

以下是其中几个应用领域的简要介绍：1. 通信领域光通信技术在通信领域的主要作用就是实现高效、高速、低延迟的数据传输。

目前，光纤通信已经被广泛应用于互联网、移动通信、广播电视、有线电视等领域。

在数据中心、云计算等领域，光通信技术的应用也越来越广泛。

2. 医疗领域在医疗领域，光通信技术主要应用于内视镜、激光手术、医学成像等方面。

使用光纤进行内视镜检查可以减轻病人痛苦，使医生对病情的判断更为准确；激光手术则可以实现更为精细的手术，减少手术过程中对身体的损伤；而医学成像也可以在不破坏人体组织的情况下，实现对人体内部的精确观察。

光通信技术论文15篇光通信技术现状及其发展趋势探讨光通信技术论文摘要：光通信技术能够促进社会的进步和国家的发展，并且在人民生活方面也起着至关重要的作用。

虽然现在光通信技术在电力通信系统中存在一定的问题，但是电力工作人员要完善地处理，对业务规划进行透彻的分析，选择合理的设备，制定有效地组网方案，只有这样，才能提高网络的安全性和稳定性，降低电力企业的成本，才能够在电力通信系统甚至国家的发展中起到促进作用，进而促进国民经济不断增长。

关键词光通信技术通信技术论文通信技术光通信技术论文:光通信技术现状及其发展趋势探讨【摘要】随着科学技术的不断发展，通信技术的发展在一定的程度上满足了人们工作、生活和学习的需求。

尤其是光通信技术的发展，使得长距离、大容量传输成为可能。

基于这样的状况，本文对光通信技术的发展现状，以及未来的发展趋势进行了简要的分析与研究。

【关键词】光通信光网络全光通信前言：光通信是以光导纤维（即光纤）为传输媒质，以光波作为载波的一种通信方式。

光通信涉及的技术领域包括光器件、光传输、光信号处理、光交换技术、光网络技术以及光网络的融合技术等等。

光通信正朝着高速率、大容量。

长距离、网络化、智能化的方向发展。

本文主要对光通信技术现今的发展状况，以及在今后的发展趋势进行了简要的阐述。

一、目前光通信技术的发展现状1.1密集播分复用技术密集波分复用技术简称DWDM，是光纤数据的一种传输技术，该种技术是利用激光的波长，按照比特位并行传输或字符串行传输方式在光纤内传送数据。

DWDM是光网络的重要组成部分，它可以让IP协议、ATM和同步光纤网络、同步数字序列协议下承载的电子邮件、视频、多媒体、数据和语音等数据都通过统一的光纤层传输。

在被开发后，基于其能在很大的程度上提高了光纤系统对于信息数据的传输量，而被广泛关注与应用。

1.2光纤接入网技术光纤接入网，指的是在接入网过程中，利用光纤为核心的传输媒质，以此来实现用户数据信息传递的形式。

光通信在军事上的应用趋势摘要：光通信是一种以光为通信媒介的技术，因为光波的频率比无线电波高，波长较短，所以具有传输频带宽，抗干扰，而且信息传输能力大等优点，是近几年来无线通信的热点领域，而且光通信也越来越多的被应用于军事领域，光通信类型有很多，比如激光、光纤、蓝绿光、紫外光通信等，通过介绍大气光通信的相关理论，罗列集中常见的应用方法，并对相关的应用做出技术分析和系统详解，指出光通信在军事领域的被广泛应用的需求。

关键词：无线光通信；移动平台；军事应用随着信息技术的不断发展，现在战争中对于信息的要求也越来越严苛，信息战已经成为影响战争胜利的主要因素，能够掌握信息的主动权，是决定了现代战争胜利的至关重要的条件。

无线光通信由于使用过程中，安全系数高，而且比较隐秘，所以受到军工产业的青睐，这种隐秘性和抗干扰性在军事领域中是极为重要的，无线光通信是在光纤通信的基础上发展而来的，直接通过大气传输信息，大气是信息传输的信道，所以对于瞬息万变的战场来说，铺设更为简单，主要是点对点的通信模式，但是由于光源的发射端只要受到轻微的干扰，就会使得接收端对于光信号的接受存在干扰，所以其关键技术能够对光源信号进行高精度的捕获，而且光信号在传播过程中也比较容易受到外界自然气象条件的干扰，这些都是光通信在应用于军事领域所要思考和解决的问题。

一、无线光通信应用于军事领域的主要平台1、车载系统车载系统能够适应陆军的高机动性，由于陆军在作战过程中，常常要面临复杂的战场形势，对地形地貌等特殊的地理位置，有线通信难以实现，而且容易遭到战术破坏，所以车载无限光通信系统为此提供了可能，实现了点对点，或者点对多点的高精度高保密的通信手段，由于光信号在发射的开始，要经过放大，所以，为了适应移动设备中，对于光效率的充分利用，合理的光学收发系统的设计，是车载无线光通信系统的技术难点，发射光束的散角要能适应光学接收，非对称收发天线的设计就要考虑到大范围变焦的自动跟踪技术。

光通信概念光通信是一种通过光信号进行信息传输的通信技术，它利用光波在光纤中传播的特性，实现高速、大容量的数据传输。

光通信技术在现代通信领域有着广泛的应用，包括互联网、电话、电视等多个领域。

光通信的基本原理是将信息转化为光信号，并通过光纤进行传输。

在光通信中，信息可以是数字信号（比如电脑数据）或模拟信号（比如电话声音）。

光信号通过激光器产生，并通过调制器对其进行调制，使其携带上信息。

调制器可以采用不同的调制方式，如脉冲振幅调制（PAM）、脉冲位置调制（PPM）、脉冲间距调制（PWM）等。

经过调制后的光信号进入光纤中传输。

光纤是一种具有高折射率的细长光导纤核，由一个或多个细长的光导纤芯和包围其周围的护套组成。

光信号通过光纤的全反射特性，在光纤中以光波的形式传播。

光纤能够提供低传输损耗、高透光率和对电磁干扰的抗干扰能力。

光信号在光纤中传播时，会遇到一系列的衰减和色散问题。

衰减是指光信号在传输过程中能量的损失，其主要原因是光的吸收和散射。

而色散则是因为光波在光纤中传播速度不同而引起的信号失真。

为了解决这些问题，光纤通常采用光纤放大器来补偿传输损耗，并采用光纤补偿器来抵消光波传播速度差异。

在接收端，光信号会经过光检测器转换为电信号，然后通过解调器进行解调，将其还原为信息。

光检测器常用的原理包括光电效应原理和光学谐振效应原理。

解调器根据调制方式的不同，采用相应的解调算法还原原始信号。

光通信技术具有许多优点。

首先，光通信可以提供比电磁波传播更高的传输带宽，实现更大容量的数据传输。

其次，光通信具有较低的信号衰减和抗电磁干扰能力，使其适用于长距离传输。

另外，与传统的电磁通信相比，光通信使用的能量更低，对环境污染更小。

需要指出的是，光通信也存在一些挑战和限制。

首先，光通信设备的成本较高，安装和维护成本也较高。

其次，光通信对环境条件较为敏感，如温度、湿度等因素会对光纤的传输性能产生影响。

此外，光通信技术的应用还受到地理条件和传输距离的限制。

光通信技术论文(2)光通信技术论文篇二无线光通信的技术研究摘要：无线光通信是一种利用光波作为载波在自由空间中直接进行通信的一种方式，该技术具有广阔的应用前景。

本文介绍了无线光通信的工作原理及组成，并介绍了几种常见问题的解决方案。

关键词： FSO 无线光通信 ATP1.前言最初，在出现了激光器这一理想光源后，人们就是沿用无线通信的原理，利用大气作为传输通道，直接进行光通信的。

但由于当时技术的限制，比如传输距离较短，受天气影响严重等问题的制约，其发展一直停滞不前。

无线光通信凭借其特有的优越性，最近几年来，又受到国内外众多企业及运营商的普遍重视。

无线光通信，又称“自由空间光通信”FSO(FreeSpace Optical Communication)或“虚拟光纤”(VirtualFiber)，是光在自由空间(大气，外太空或水)中直接进行通信的一种方式。

近年来，人们对通信的速率及容量的要求越来越高，现有的通信系统80%以上都采用的是光纤通信系统。

但用户接入网的光纤化由于其费时费力，且成本高而发展受阻，而无线光通信由于其安装简单，费用低，而成为用户接入网“最后一公里”的最好的解决方案。

另外，对于一些突发事件造成的通信中断，无线光通信也是一个非常好的应急方案。

例如，美国“9.11”事件发生后部分地区的应急通信就采用了很多的无线光通信技术。

最近几年国内外的许多企业都在无线光通信的技术上都有新突破，有的已经投入商用，比如美国朗讯公司的2.5×4Gb/s的波分复用系统，日本佳能公司的无线光通信系统等。

笔者总结了这方面的技术，以便有更多的人才关注这一方面的技术。

2.工作原理无线光通信是光纤通信和无线通信的结合，利用激光在自由空间内进行通信，可传输话音、视频等多种业务，其速率最高可达2.5Gb/s。

一个完整的无线光通信系统主要由发射系统和接收系统两部分组成。

其原理框图如图1所示。

发射系统主要由编码器、调制器、光源和发射天线组成。

浅谈自由空间光通信技术及其应用作者：韩睿来源：《中国新通信》 2018年第17期【摘要】自由空间光通信技术(FS0) 是一种新型的宽带无线接入的技术，利用激光束作为信道，从而在大气空间中直接完成信息的双向传送。

本文简要地介绍了自由空间光通信技术的起源与发展历程，分析了自由空间光通信技术的基本工作原理以及技术本身的优缺点，阐述了自由空间光通信技术在实际操作中的应用领域，并对未来自【关键词】带宽自由空间光最后一公里一、关于FSO 技术1.1FS0 的基本工作原理FSO 是一种以大气为媒质来进行光信号传送的技术，覆盖了光、机、电等多个领域，一个FS0 系统由三个基本部分组成，分别是光学天线及光路系统，光发射端机以及光接收端机。

在进行精确传输的过程中，在每一端都分别设置了光发射机与光接收机，使双向同时通信得以实现。

由于大气窗口的存在，FSO 系统在通常情况下会选用波段通由空间光通信技术的发展趋势做了讨论。

过率较高的窗口，近红外光谱中的850 nm 是目前最常用的光学波长; 还有一些FSO 系统会使用1500nm 波长频段，来支持更大的系统功率，但如果使用1500nm 波长频段，那么只有在通信距离超过一千米的情况下，才能显示出优势[1]。

1.2 FS0 技术的优点FS0 技术与其他接入技术相比具有如下优点:(1) 速率较高，频带较宽。

理论上讲，FSO 技术与光纤通信都具备着同样的带宽，只不过二者的传输媒介不同，所以会有微小的差别。

FS0 设备在大多情况下的传输速率可达2M~2.5Gb/s，理论上，还可以实现更高速率的业务传输。

(2) 频谱的资源丰富。

FS0 设备多采用红外传输的方法，有着十分广阔的频谱资源，所以不会和其他的无线通信系统，如卫星通信等发生干扰，也就不需要向有关管理管理部门申请相关执照，增加额外的支出。

(3) 快速链路部署。

由于不需要埋设光纤和等待手续办理方面的问题，FSO 可以在短短几天内完成连接。