华为自由空间光通信(FSO)简述分解

自由空间光通信系统自由空间光通信（Free Space Optics communication，简称FSO，也称无线光网（WON）系统或光无线系统），是以激光为载波、自由空间为传输介质的通信技术， FSO是目前光纤通信技术和无线通讯技术的结合，与光纤通信一样，它也是利用光作为信号载体，能够发送和接收声音、视频和数字信号，并且以很高的速率（10M～2.5G）进行传输。

在网络拓扑方面，它同样能够提供点到点、点到多点、以及网状的结构。

FSO具有高保密、毋须频率许可、成本低廉、全天候工作、可以独立组网或作为光纤通信的补充和接入延伸、可用性可达99.9%等其它通信方法所不具有的独特优点。

在应急通信、战术通信、快速业务提供、密集商业区通信、高速本地网组建、现有光纤网络备份、宽带城域网和接入网等领域有广阔的应用前景。

由于光纤通信近年在半导体激光器、光电检测器、光放大器、波分复用、千兆比和万兆比以太网、多协议波长交换、弹性分组环等领域的飞速发展，使自由空间光通信比早期激光大气通信具备更坚实的基础和明确的应用目标，而被评为2001年度全球10大热点通信技术。

本公司采用自适应窄带滤波、快速反应机构等多项技术研制的高速可靠灵活“快速反应高速自由空间光通信系统”，可有效地解决目前通信建设中最后一公里宽带接入的问题和满足其它特殊环境和场合的需要，其传输速率覆盖电信接入和企事业局域网常用的2Mb/s～155Mb/s。

并因此得到了江苏省信息化建设专项资金的资助和总参通信部的支持。

技术优势光纤通信与无线通信是当前的热门技术，自由空间光通信系统是二者结合的产物，它既具有光纤通信的一些优点，也兼有无线通信的一些长处。

与这两种技术相比，其独特之处如下：与无线电通信（如微波）相比：a)不占用宝贵的无线电频率资源；b)电磁兼容性好、抗电磁干扰能力强、保密性好；c)信息容量大；d)体积小、重量轻、功耗低；e)具有比特率透明性，对传输信息的比特率、信号格式和编码都是透明的。

自由空间光通信（FSO）技术
佚名
【期刊名称】《通信世界》
【年(卷),期】2003(000)002
【摘要】9．11世贸中心倒塌．使一种无线连接传输服务技术浮出水面。

这个扮演世界经济拯救者角色的无线连接方式．不是谈了很久却一直鲜见其迹的蓝牙．也不是微波．而是一种虚拟光纤(FSO)传输技术。

中科院江亿院士在本期专家答疑解答FFSO相关内容。

【总页数】2页(P41-42)
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.12
【相关文献】
1.“猫眼”逆向调制自由空间光通信技术 [J], 任建迎;孙华燕;张来线
2.自由空间光通信(FSO) [J], 章志坚
3.自由空间光通信串行级联译码技术 [J], 王德令
4.基于FSO自由空间光通信中自动伺服系统的研究 [J], 邹延聪;陆绮荣
5.一项值得重视的低压低功耗超高速集成电路技术——TFSOI技术 [J], 沈文正因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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。

无线光通信(FSO)是指无线激光通信(OWC)，又称自由空间激光通信(FSO)。

自从1960年激光的出现以来，许多学科的发展都得到极大地促进了，而其在通讯领域的表现尤为突出。

激光良好的单色性、方向性、相干性及高亮度性等特点正是光通信所需的理想光源，将激光用于通信的想法随之产生，从此掀开了现代光通信史上崭新的一页，经过近40年的努力，各项基本技术有了很大的发展，在当今的信息传递中占有非常重要的地位。

激光通信是利用激光光束作为信息载体来传递信息的一种通信方式，和传统的电通信一样，激光通信可分为有线激光通信和无线激光通信两种形式。

有线激光通信就是近二、三十年来迅猛发展起来的以光导纤维作为传输媒质的光纤通信，目前己成为高速有线信息传输的骨干，具有了相当的规模，正在逐步取代传统的电缆通信。

但必须有安装光缆用的各种基本敷设条件，当遇到恶劣地形条件时，工程施工难度大，建设周期长，费用高。

无线激光通信也称自由空间激光通信，它不使用光纤等导波介质，直接利用激光在大气或外太空中进行信号传递，可进行语音、数据、电视、多媒体图像的高速双向传送，不仅包括深空、同步轨道、低轨道、中轨道卫星间的光通信，还包括地面站的光通信，是目前国际上的一大研究热点，世界上各主要技术强国正投入大量人力和物力来争夺这一领域的技术优势。

根据其使用情况，无线光通信可分为:点对点、点对多点、环形或网格状通信。

而从光可以有一定穿透能力的介质来看，光在自由空间的传播介质有近地面大气层、远离地面的深空和水三种，因此，根据其传输信道特征则又可分为:大气激光通信、星际(深空)激光通信和水下激光通信。

按传输信道特征，目前研究开发的范畴可划分如下:现代社会信息的日益膨胀，使信息传输容量剧增，现行的无线微波通信出现频带拥挤，资源缺乏现象，开发大容量、高码率的无线激光通信是未来空间通信发展的主要趋势，和光纤通信对常规电缆通信的逐步替代相类似，有关专家认为，无线激光通信是今后发展卫星高码率通信的最佳解决方案，在商业上，未来的“无线”激光通信将提供一个立体的交叉光网络，在大气层内外和外太空卫星上形成庞大的高速率、大容量的通信，再与地面的光纤通信网相连接，提供未来所需的各种通信业务需求。

无线光通信FSO 技术简介FSO是光通信和无线通信结合的产物，是用小功率红外激光束在大气中传送光信号的通信系统，也可以理解为是以大气为介质的激光通信系统。

FSO有两种工作波长：850纳米和1550纳米。

850纳米的设备相对便宜，一般应用于传输距离不太远的场合。

1550纳米波长的设备价格要高一些，但在功率、传输距离和视觉安全方面有更好的表现。

1550纳米的红外光波大部分都被角膜吸收，照射不到视网膜，因此，相关安全规定允许1550纳米波长设备的功率可以比850纳米的设备高两个等级。

功率的增大，有利于增大传输距离和在一定程度上抵消恶劣气候给传输带来的影响。

FSO和光纤通信一样，具有频带宽的优势，能支持155Mbps〜10Gbps的传输速率，传输距离可达2〜4公里，但通常在1 公里有稳定的传输效果。

在基础网的建设方面，使用光纤技术的高速网络正在不断完善。

与此同时，光空间通信方式作为高速网络最后一公里的宽带通信方式，近来正受到各方面的关注。

特别是，在城市宽带网络建设中，由于市政建设基本定形，新设光纤的施工需要繁琐的市政批准。

有些地方如跨铁路、公路的施工非常困难，该通信方式的实用化对城市高速宽带通信网络的建设不失为一种极其有效的方法。

光通信方式分为利用光纤技术的有线通信方式和利用光空间通信技术(Free - Space Optics : FSO)的无线通信方式两种。

光空间通信方式是将自由空间作为传送媒体，主要用半导体振荡器做光源，以激光束的形式在空间传送信息。

对该领域的开发研究曾经风行一时。

FSO技术的历史可追溯到20世纪60年代。

1960年，梅曼发明了自然界不存在的红宝石振荡器，作为相干性光源使用。

第二年，HE-Ne 振荡器在贝尔实验室开发成功。

以后，1962 年，又成功的开发了GaAIAs 半导体振荡器。

1970年，GaAIAs 振荡器在日本、美国以及前苏联实现了连续振荡。

小型、高速且可调制半导体振荡器的出现成为光传送研究得以大幅度发展的契机。

通信电子中的自由空间光通信技术自由空间光通信技术（Free Space Optics，FSO）是指直接使用光在空气中进行传输的通信技术。

和传统的光纤通信技术不同，FSO可以通过自由空间直接进行传输，避免了光纤维护、铺设等问题。

目前，FSO技术已经在点对点、点对多点、多点对多点等场景中应用，为人们的生活和工作带来了巨大便利。

下面将从技术原理、情况应用、发展前景等方面，介绍FSO技术。

一、技术原理FSO技术主要基于激光光源的工作原理，通过激光光源产生的可见或近红外光，在空气中进行传输，达到光通信的目的。

一般情况下，FSO使用的光源为红外激光二极管，其波长一般为850nm-1550nm。

激光光源将光信号转化为激光光束，经过空气传输，最终被接收器接收并译码成数字信号。

此过程需要光器件、控制电路、数字信号处理单元等组成。

但是，空气对光的传输有很多干扰，比如大气折射、散射等，因此FSO技术在使用过程中，会出现丢包、抖动等问题，需要通过技术手段进行解决。

二、FSO在实际应用中的情况目前，FSO技术已经在军事、民用、商业等多个领域中应用。

其中，FSO在军事领域的应用最为广泛，主要用于战地通信、前沿侦察、卫星与地面设备连接、飞机激光导航等场景。

FSO技术可以在战场等危险环境中，用极高的速度传输大量数据，具有网络防护、对抗干扰、保密性强等特点。

在民用领域，FSO技术主要用于高速数据传输、节能环保、无线电波死角覆盖等应用场景。

由于FSO技术不需要线缆和光纤，所以具有节能环保、易安装、用户体验好、接入速度快等特点。

目前，FSO技术已经在广播、电视、互联网等领域中应用。

在商业领域，FSO技术主要用于高速宽带、移动通信、数据中心等场景。

在高速宽带方面，FSO技术能够满足企业对大量数据传输的需求，具有带宽大、稳定性高等特点。

在数据中心方面，FSO技术可用于数据中心间的互通、异地备份等场景，有效提高数据的传输速度和备份速度。

此外，FSO技术还可以用于移动通信方面，这一领域的应用潜力巨大。

自由空间光通信（FSO）摘要：无线光通信又称自由空间光通信（FSO），是一种以激光为载波（MHz）, 在真空或大气中传递信息的通信技术。

随着“最后一公里”对高带宽、低成本接入技术的迫切需求，F S O 在视距传输、宽带接入中逐渐得到了的应用。

本文简单介绍了自由空间无线光通信技术的发展现状，其基本原理、系统组成和相关的关键技术，简要分析影响自由空间光通信的几个重要因素及可能解决的方法，最后从应用的角度，分析自由空间的发展的方向和趋势。

关键词：自由空间光通信（FSO），系统组成，问题，趋势一、背景自由空间光通信FSO( Free space optics)或称无线光通信技术，在20 世纪80 年代就开始用于军方,随着掺饵光纤放大器EDFA、波分复用WDMA、自适应光学Adaptive Optics 等技术不断发展, 无线光通信在传输距离、可靠性、传输容量等方面有了较大改善, 适用面也越来越宽。

90年代 FSO 系统的厂商围绕着技术的经济性来开发他们的产品, 因为安装屋顶到屋顶的FSO 链路比挖掘城市街道、安装光纤线路快捷便宜得多。

由于无线通信所赖以生存的射频频谱正在变得十分拥挤, 很难再支撑高速宽带大容量无线通信应用。

于是, 人们又将目光转向了无线光通信。

虽然无线光通信技术还有待成熟，但它却有显著的优点：(1) 频带宽，速率高：理论上，无线光通信的传输带宽与光纤通信的传输带宽相同。

目前国外无线光通信系统一般使用1550n m波长，传输速率可达10Gbit/s，可完成12万个话路，其传输距离可达5k m。

国内一般使用850n m波长技术，速率为10M b i t/s～155Mbit/s，传输距离可达4km。

(2) 频谱资源丰富：FSO设备多采用红外光传输方式，无需申请频率执照和交纳频率占用费，也不会和微波等无线通信系统产生相互干扰。

升级容易，接口开放。

(3) 适用多种通信协议：无线光通信产品作为一种物理层的传输设备，可以用在S D H、A T M、以太网、快速以太网等常见的通信网络中，并可支持2.5 G bit/s的传输速率，适用于传输数据、声音和影像等信息。

FSO基本原理及工程设计链路分析——范景祥摘要：本文介绍了FSO设备的基本原理及设备的优缺点，分析了工程设计中对传输链路性能的核算，并用实际例子做了说明，同时列出了工程设计中需注意的其他问题。

关键字：自由空间光通信，链路功率，大气衰耗余量，几何衰耗，链路性能一、前言20世纪90年代后期，随着全光接入网的发展，人们对传输速率的要求越来越高；随着通信范围的延伸，人们对快捷通信链路建立的兴趣进一步提高。

自由空间光通信技术因其具有独到的优势，在固定无线宽带技术中，能为宽带接入的快速部署提供一种灵活的解决方案，又得到了极大的关注。

随着应用的增加，工程设计的准确性也显得尤其重要。

因此，了解FSO的基本原理及探讨工程设计的要点问题是十分有必要的。

二、FSO基本原理ＦＳＯ的正式称谓叫自由空间光通信。

ＦＳＯ技术是一种基于光传输方式、采用红外激光承载高速信号的无线传输技术，它以激光为载体、以空气为介质，用点对点或点对多点的方式实现连接，由于其设备也以发光二极管或激光二极管为光源，因此又有“虚拟光纤”的美誉。

其模型为：大气ＦＳＯ技术具有与光纤技术相同的带宽传输能力，能以千兆的速度进行全双工通信且具成本上的优势。

它的工作原理与光纤通信系统类似，包括光发送、光传输和光接收三个部分，系统所用的基本技术是光电转换。

在点对点传输的情况下，每一端都设有光发射机和光接收机，可以实现全双工的通信。

光发射机的光源受到电信号的调制，并通过作为天线的光学镜头，将光信号经过大气信道传送到接收端的光学镜头。

高灵敏度的光接收机，将镜头收到的光信号再转换成电信号。

由于大气空间对不同光波长信号的透过率有较大差别，可以选用透过率较好的波段窗口。

光的无线系统通常使用0.85微米或1.5微米的红外波段，但是，发送端和接收端之间，互相必须是可视线的，两终端之间不能有阻挡。

FSO网络主要有三种拓扑结构：点到点、点到多点（星形）和网状，也可以把它们组合起来使用。

自由空间光通信(FSO)技术及应用分析摘要：自由空间光通信技术拥有安装快速和低投资以及保密性好等优点。

文章首先对自由空间光通信进行了阐述，然后分析了自由空间光通信(FSO)技术的优点，最后对自由空间光通信技术的应用与未来发展趋势进行了重点的探究。

关键词：自由空间；光通信；应用1.前言自由空间的光通信技术是一种以激光为主要信息载体的通信技术，按不同的传输介质可以分为大气激光通信和星际激光通信。

由于自由空间光拥有速率高、频带宽、安装方便，还有一定的高度保密性等特点，近年来已经受到了人们的重视，得到了很好的发展。

2.自由空间光通信(FSO)简介FSO技术具有与光纤技术相同的带宽传输能力，能以千兆的速度进行全双工通信且具有成本上的优势。

它的工作原理与光纤通信系统类似，包括光发送、光传输和光接收3个部分，所用的基本技术也就是光电转换。

在点对点传输的情况下，在发送端和接收端之间，必须是互相可视的，两终端之间不能有阻挡。

FSO结合了光纤通信和无线通信各自的优势，具有频带宽的特点。

由于激光具有直线性和窄波束的特点，FSO主要用于点对点视距传输。

与光纤通信不同的是，FSO以大气为媒质，光载波信号通过大气而不是通过光纤来传送。

系统还需要保证收发两点之间，光信号良好的准直稳定。

自由空间光通信系统是以大气作为传输媒质来进行光信号传送。

只要在收发两个端机之间存在无遮挡的视距路径和足够的光发射功率，通信就可以进行。

FSO系统主要由光发送机、光接收机、光学天线（透镜组和滤波片）和大气信道以及捕获、跟踪及瞄准（ATP）子系统组成。

电信号经过调制器调制到由激光器产生的光载波上，再通过光学发射天线对光束整形将光信号发射到大气空间。

光信号经大气信道传输，到达接收端，光学天线将接收到的光信号聚焦至光电探测器并转化成电信号，经放大滤波处理，再解调成原信息。

自动跟踪系统的主要功能是确保两个通信终端的精确定向，完成通信链路的建立。

和其他无线通信相比，它具有不需要频率许可证、带宽高、成本低廉、保密性好，误码率低、链路部署快速、协议透明、抗电磁干扰组网方便灵活等优点。

自由空间光通信（FSO）侯全心2007年2月课程目的：了解FSO的基本原理了解FSO应用设计中应注意的问题参考文献：《城域光网络》；Internet。

FSO概述FSO基本原理FSO关键技术FSO应用分析及对比 FSO典型设备FSO的设计要点FSO概述微波通信，节省线缆资源、易于跨越复杂地形。

但容量小；频率资源管制。

光纤（光波导）通信，容量大、保密安全，但敷设光缆的成本大、受地理环境影响大。

道路通过权管制。

上述两者结合的可能性？？？基本概念FSO( Free Space Optical com sys)技术是一种基于光传输方式、采用红外激光承载高速信号的无线传输技术；利用小功率红外激光束为载体，以空气为介质，以点对点或点对多点的方式实现连接；设备以发光二极管或激光二极管为光源，因此又有“虚拟光纤”之称；红外波段比微波波段更小，更加灵活。

无线光通信系统的工作频段在300GHz以上，一般采用技术成熟的850nm、1550nm波长器件，与大多数低频段电磁波不同，该电磁波频段的应用在全球不受管制，可以免费使用；可安装在楼顶或窗口。

安装方式安装方式FSO概述-应用场合FSO概述FSO基本原理波长资源光在大气的传播特性激光与人眼安全系统工作原理FSO关键技术FSO应用分析及对比 FSO典型设备FSO的设计要点基本原理（1）－波长资源光谱图名称声波无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线频率波长104 Km 10Km 1Km 1 m 1cm 1mm 1 μm 1 nm 0.1 nm3×10-1 3×1023×105 3×108 3×1010 3×1011 3×1014 3×1017 3×1018 3×1021760nm 400nm0.76近红外波1525300μm 中红外波远红外波大气光通信的可行性－－大气的组成特点 均匀不变组分（从海平面至80km的高度组成成分几乎不变）9二氧化碳，氩，甲烷，一氧化碳等可变组分（随高度变化，组成成分、浓度等变化）9水汽含量随距地面的高度而减少；但到15km后就不再减少；9氧气、氮气含量随高度增加而减少；9臭氧在25km处浓度最大；9悬浮微粒（通常也称气溶胶）在地面较集中、在10-50km也较多。