無線光通信技術(shù)前景分析

時間:2022-01-07 11:01:23

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無線光通信技術(shù)前景分析

摘要:本文以無線光迅速發(fā)展為背景,在其傳輸和無線光通信系統(tǒng)方面做了簡要的敘述,并引見了其在2G網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用,分析了無線光通信中常見的問題和解決方案。

關(guān)鍵詞;無線光通信;無線光通信技術(shù);技術(shù)應(yīng)用

1無線光通信技術(shù)簡介

無線光通信技術(shù),即寬帶無線傳輸和接入技術(shù)。系統(tǒng)所用的基本技術(shù)是光電轉(zhuǎn)換。無線光或者可見光通信技術(shù)也就是我們所謂的自由空間光通信技術(shù)。英文簡稱為FSO,它的出現(xiàn)與研究在一定程度上能解決信號傳輸受地域影響的問題。無線光通信具有寬帶高,成本低,傳輸技術(shù)速度快,接入技術(shù)精度高的特點(diǎn),可以在通信領(lǐng)域積極開發(fā)應(yīng)用空間。

2無線光通信系統(tǒng)的構(gòu)成

FSO系統(tǒng)巧妙地結(jié)合了光纖通信技術(shù)和無線通信技術(shù),主要用于寬帶。無限光通信技術(shù)可以說是現(xiàn)代光纖通信的改進(jìn)版本技術(shù)。通過不斷的發(fā)展和研究,它具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,包括2G、3Gnctwork、星際空間光通信和廣泛的地面無線通信應(yīng)用,CTC。電信號的產(chǎn)生可以產(chǎn)生調(diào)制光發(fā)射器光源,因此通過發(fā)射光學(xué)系統(tǒng),通過大氣信道傳輸,可以在接收器上接收光信號。在等待光信號收集之后,它可以成為焦點(diǎn)和光電探測器,然后轉(zhuǎn)換成電信號。對于不同的寬波長信號,其在大氣透過率空間內(nèi)也是不同的。因此,試著選擇好的傳送帶,以利于FSO。其中,最常用的是近紅外波段的850納米光譜;此外。也可以使用1500nm波段,可以支持更大功率的系統(tǒng),AMN也展示出超過100米的優(yōu)勢。FSO可以在一定程度彌補(bǔ)光纖和微波的不足。它的容量與光纖相近,但價格卻低得多。相同距離而成本只有在地下埋設(shè)光纜的五分之一。它可以直接架設(shè)在屋頂,由空中傳送。沒有必要申請頻率許可證或鋪設(shè)管道來開采道路。

3無線光通信現(xiàn)有技術(shù)簡析

目前所采用的主要技術(shù)分析:數(shù)字設(shè)備和無線網(wǎng)絡(luò)云服務(wù)。視覺的無線通信,波長范圍從使用發(fā)光二極管(LEDs)或激光二極管已經(jīng)被提出并深入研究這是傳統(tǒng)無線電的一項(xiàng)有希望的補(bǔ)充技術(shù)頻率(RF)傳輸系統(tǒng),就像現(xiàn)在這樣面對過度擁擠的射頻頻譜和由此產(chǎn)生的容量瓶頸。無線可見光通信(VLC)系統(tǒng)是基于能夠提供照明的光源的部署以及數(shù)據(jù)傳輸,例如氮化鎵(GaN)發(fā)光二極管。這些系統(tǒng)可以受益于增加固態(tài)LED照明技術(shù)的部署。LED光源比傳統(tǒng)光源具有顯著的優(yōu)勢照明源,即更低的功耗、更長的時間壽命和顯色能力。此外,他們顯示出幾十MHz量級的調(diào)制帶寬并且因此可以被有效地調(diào)制以提供數(shù)據(jù)傳輸能力以及它們的主要照明功能。此外,可見光在室內(nèi)無線中的使用通信提供了包括成本在內(nèi)的重要優(yōu)勢和能效以及增強(qiáng)的安全性房間墻壁內(nèi)的光線限制高度空間重用的潛力。因此,atto-小區(qū)光無線通信系統(tǒng)可以已實(shí)施,提供重要的能力增強(qiáng)。VLC鏈路通常部署強(qiáng)度調(diào)制和定向檢測(IM/DD)技術(shù)由于其簡單實(shí)現(xiàn),它很好地匹配了的低成本特性發(fā)光二極管技術(shù)。(1)頻譜資源非常有限。在和微波技術(shù)的爭鋒中,無線光通信技術(shù)不僅沒有支付成本的優(yōu)勢,如頻率和頻譜資源非常豐富,它的用途可以說是紅外傳輸設(shè)備,這是其他無線通信技術(shù)所遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能與之比較的。(2)small的opticaluntena尺寸和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)非常輕的功能,這對各種航天器和衛(wèi)星應(yīng)用中的無線激光通信非常有益。(3)設(shè)置靈活方便。FSO設(shè)備不僅能完成各種光纖通信,而且不能完成任務(wù)。例如:可以完成地對空、水下空、空對空。等等…可以直接在低空搭建,與其他地方直接溝通;同時也不嵌入光纖,相對其他設(shè)置可節(jié)省大量時間。(4)與有線通信相比,它的信號容納量與光纖接近,相較之下價格卻要低出很多。它可以較好地填充微波技術(shù)的缺點(diǎn)與不足之處,比如靈活性較差,建設(shè)影響范圍較大,維護(hù)消耗高,和無法大面積推廣實(shí)行等缺點(diǎn)。

4無線光通信系統(tǒng)具有以下特征和優(yōu)點(diǎn)

(1)頻率帶寬,高速。在現(xiàn)研究階段,F(xiàn)SO速度巔峰可穩(wěn)定于2.5gbit/s,最遠(yuǎn)距離可運(yùn)輸4公里。(2)豐富的頻譜資源。FSO設(shè)備主要采用紅外光進(jìn)行信息交互。它不需要申請頻率許可證以及支付頻率占用費(fèi)。(3)適用于任何通信協(xié)議。通信網(wǎng)絡(luò)中常用的SDH、ATM、以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)目前可以通過,并且可以支持2.5gbit/s的傳輸速率,用于傳輸各種信息,如數(shù)據(jù)、聲音和視頻。(4)靈活方便的安裝。FSO可以直接豎立在屋頂上,在河流、湖泊和海洋上進(jìn)行交流。FSO可以完成光纖通信無法完成的各種通信任務(wù),如地對空和空對空通信。然而,在它的應(yīng)用過程中也存在許多問題。這些問題的出現(xiàn)影響了無線光通信的發(fā)展。比如針對大樓擺動的瞄準(zhǔn)問題;大氣中粒子散射和吸收光;提高傳輸速率問題。例如光通信的發(fā)展歷史上,從一開始希望傳輸越來越長轉(zhuǎn)變?yōu)樵絹碓蕉痰膽?yīng)用,分析原因如下:(1)成百上千公里的遠(yuǎn)距離傳輸當(dāng)然很重要,對這部分的關(guān)心并沒有減少?,F(xiàn)在是單波100Gbps的速率,接下來要做單波400Gbps.(2)上述講的遠(yuǎn)距離傳輸用于洲際、國際,省際間的骨干傳輸。但是量更大的是城域網(wǎng)光傳輸,包括城域交換機(jī)、核心路由器,用于無線網(wǎng)絡(luò)回傳的PTN,包括3G/4G基站上的光模塊,以及數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的。這些小于100公里的光模塊的需求量更大,當(dāng)然單價比成百上千公里的要便宜很多。一般來講,2km/10km/40km/80km,隨著距離的上升,同一速率的光模塊需求量遞減。(3)在小于100公里的這個范疇內(nèi),長距離,10/20/40/80公里當(dāng)然也是重點(diǎn)。業(yè)界要考慮到成本和產(chǎn)品功能的平衡。如果短距離的能滿足且便宜很多,那么就會集中精力把這部分短距離的,比如無線基站和數(shù)據(jù)中心里的,做到盡量便宜。

參考文獻(xiàn)

[1]丁樹義.無線光通信技術(shù)淺析[J].通信技術(shù),2011,44(10):36-37.

[2]王勛.無線光通信技術(shù)及其應(yīng)用[J].卷宗,2015,5(11):350-350.

作者:李廣生 單位:上海大學(xué)