光无线通信系统技术浅析

摘要：随着通讯技术的迅速发展，光无线技术得到了应有的空间，光无限技术也被称为自由空间光通讯，可作为宽带的一种接入方式，是光通讯和无线通讯技术的结合后的产物，相较于二者，具有很大的优势，容量大，速率快、价格低，在通讯领域逐渐取代原有的技术占有越来越重要的地位。在分析光无线通信系统的技术的基础上，探析光无线通信的存在的问题。

关键词：光无线通信传输容量传输速率

前言：从90年代后期开始，全球的网络通讯开始迅速的发展，从广域网的扩展到城域网的大量建设，与此同时，用户内部的局域网以及吉比特以太网快速增长。将这些高速的局域网和吉比特以太网连接到运营商的通信网络，必须依靠容量巨大的接人网络。由于传统的局域网、互联网、企业网都无法满足超大传输容量的要求。

1.光无线通信网的基本结构和技术

光无线通讯技术是一种建立在光通信和电通信基础上的一种新的通讯技术，它的基础是光――电，电――光的转换，是一种视距的传输技术，它可以实现传统的数据传输基础上的影像和语言的传输，而且传输的媒介是大气，关于它的研究起源很早，其具有传输距离远、信道容量大、发射天线小、保密性好及抗电磁干扰等优势。而且，相较于传统的通信传输，光电通信不需要任何的经营证件，不需要社会上的任何物质的保证，包括挖沟和铺设电缆，不需要租用线路，不需要频谱规划，建设周期短，对环境没有影响。这是光无线通信技术得到推广的最大优势也是最大优点。

光无线通讯系统是由三部分组成的，包括发射机、信道和接收机。三部分互相作用，保证整个光无线系统的运转，接收机接收到的光信号，之后转换成电信号，但这都是有一个前提条件的，就是可视性，在接收端和发射端之间是不可以有任何障碍的，由于不同的光波在空气中传播的速度不同，需要选用较好的波段。光的无线系统通常使用0.85卜m或1.5卜m红外波段。

光无线通信网线通信网按照组网的结构来说，可组成点对点、星形(点到多点)、和格形(网状网)三种结构。三种结构之间点到点结构是最简单的网络拓扑，也是目前为止使用频率最多的。点对点 结构是独立的链路，网络规划简单，但是相较于其他两个结构来说缺点也不少，成本较高，而且保护系统也不够有保障，问题是一系列产生的，如果一个点出现问题那么整个系统将会出现更多的漏洞，这个缺点对于电信系统来说是个致命的缺点。星形(点到多点结构)的优点是可以把业务集中到一点(集线器或中心节点)再接人核心网，效率较高、比较经济。缺点是能提供的带宽较少;每条链路仍无冗余保护，可靠性较差;为了在视距内连接尽可能多的大楼，集线器的位置非常关键，集线器的成本一般较高。但有一种点到多点结构实际上是点到点传输，只不过在中心节点集中放置了多个针对不同方向的终端，因此其好处是有

专用的带宽、可扩展、能为单个用户提供服务。格形(网状网)结构的主要优点是通过多个网络节点可以提供几乎实时的迁回链路，使服务得到保护，即具有服务恢复或服务冗余度的特点。网状网结构还可以把业务集中到某些特定点，再有效地接人网络，比较符合电信级的要求。其缺点是传输距离短、成本高(每大楼多条链路)，网络规划复杂。

2.光无线通信的存在的主要问题及解决方案

从上文的分析中可以看到光无线通信技术有很多的优点，但是在发展的过程中将会存在很大的问题，只有不断地出现问题不断地去解决，才能获得进步的空间。

FSO(自由空间光通信)是一种视距宽带通信技术，传输距离与信号质量的矛盾非常突出，当传输超过一定距离时波束就会变宽导致难以被接收点正确接收。目前，在Ikm以下才能获得最佳的效果和质量，最远只能达到4km。多种因素影响其达不到99.999%的稳定性。为解决这个难题，一般会采用更高功率的激光器二极管、更先进的光学器件和多光束来解决。

CHINANEWTELECOMMUNICATIONS峨T6Chnical最大是雾，这是因为他们中的散射粒子的半径与激光的波长在同一数量级上，而且散射粒子非常集中，从而使光线的传播方向发生偏转，造成空间、角度和时间上的扩展。对于这种大气现象处理的方式，与微波通信中对待雨衰相似。要在系统传输的计算中，为光信号的衰减，留有足够的系统功率余度。以便在出现浓雾最大衰减的情况下，仍能接收到所需的光信号功率。重要的是要获得所在地长期的

气象统计资料，能够知道不同等级(能见度)的雾，即不同衰减的大气介质出现的统计规律。

从上文的分析中可以看出，浓雾对光无线通信系统的传输具有很大的影响，在系统的设计中，一定要充分考虑的到天气的影响，保证系统的良好性能。

此外，建筑物结构的热膨或晃动将影响两个点之间的激光对准，实际测量中发现，大楼顶部的水平移动可达楼高的11800一11200。为保证可靠的数据传输，FSO系统的光链路两端的激光束的对准和跟踪是系统的关键技术之一。目前在国内外普遍采用扩束法、多束法和动态跟踪技术的克服这些缺陷。扩束法是展宽激光的发射光束大。

随着通信技术的发展，对FSO系统的传输速率和距离均提出了更高的要求，如果要提高这两个技术指标，就必须要增大激光器的发射功率和提高接收机的灵敏度，但扩束法和多束法对性能指标的改善有限，于是动态跟踪法就应运而生，是利用伺服系统通过反馈装置获得光束偏差信息，调整可调微镜，使光束时刻对准接收器。采用动态跟踪技术的FSO系统设备功能结构如图4所示，一般采用双反馈方式，外反馈是位置探测器输出的人射激光束的位置

误差信号，内反馈是伺服系统控制的可调微镜的位置信号，人射激光束通过接受光学系统

后，聚集到位置探测器上，位置探测器将激光束的位置误差信号输出到主处理器，同时可调微镜位置探测器将探测到的微镜位置信号送到控制处理器中，控制处理器利用优化的跟踪算法进行计算，输出的角度控制信号控制伺服系统调整可调微镜，使接收光学系统始终对准人射激光束。激光的安全问题也会影响其使用，超过一定功率的激光可能对人眼产生影响，人体也可能被激光系统释放的能量伤害。

结束语：

光无线通信技术的发展相当的迅速，对社会发展的意义也是相当的重大，当前，用户对高速数据服务日益高涨的需求与网络基础设施建设资金相对短缺的矛盾，是困扰服务运营商的一个现实问题。FS0作为一种宽带接入方式，具有高带宽、低误码率、部署迅捷、费用合理、

体积小、安全性高等特点。相信随着科学技术的发展，光无线通信技术会随着社会的进步不断地涉及到其他的场合，相信也会得到更多的应用，用其特有的优势发挥其特殊的意义。

参考文献：

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