無線光通信技術前景分析3篇

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無線光通信技術前景篇1

1、無線光通信技術的相關內容

1.1無線光通信技術概念

通常情況下，無線光通信技術可以簡單理解為無線通信與光纖通信相結合的產物，主要是借助激光波在真空或者大氣中完成信息傳輸的一種技術。

1.2無線光通信系統及組成部分

無線光通信的組成比較簡單，主要借助大氣來完成光信號傳送。在這個過程中，只需要收發兩個端機之間的路徑沒有被遮擋便可保證光發射率的充足，從而完成通信。一般情況下認為，無線光通信系統主要包括發射機、信道以及接收機3個部分。在進行點對點傳輸時，要確保每一端都具備光發射機與光接收機，以此實現全雙工通信。同時，從系統角度出發，主要運用光電轉換技術。在光發射機中，光源往往會受到電信號的調制。借助光學望遠鏡實現光信號從大氣到望遠鏡的接收。此外，接收機中，望遠鏡能夠完成光信號在廣電檢測器中的聚焦，并利用觀點檢測器促使光信號向電信號方向的轉換。過程中考慮到不同光波長信號在大氣空間中透過率的差異，也要注重通過率較好的波段窗口選擇。而針對無線光通信的系統來說，目前主要使用的光學波長是近紅外光譜中的850nm，也有一部分使用的是1500nm的波長，并能夠支持更大的系統功率。

1.3無線光通信系統的優勢

無線光通信技術受到了人們的高度重視，一部分原因源于技術本身的性能與潛能[1]。第一，無線光通信技術的頻段資源更豐富。理論上講，無線光通信的傳輸寬帶非常大，并且無線光通信技術的信號傳輸方式也與光纖不同，主要借助空氣完成傳輸。同時，從無線光通信技術的光譜圖來看，頻段資源非常豐富。當前全球范圍內，光資源沒有被管制，等同于免費使用，最大限度地減低了成本。第二，無線光通信技術的容量要更大。一般情況下認為光波的頻率非常高，能夠承載的信息量也非常大，可以應用于信息龐大的系統。第三，無線光通信技術的損耗非常低。這主要是因為激光在傳輸過程中具有極佳的方向，因此便會降低傳輸中的損耗。第四，無線光通信技術的保密性非常好。無線光通信在進行傳輸時，自身便可以實現加密。同時，無線光通信采用的是不可見光波，肉眼很難在空氣中發現。最主要的是無線光通信的光波束要十分窄，竊取難度大。

2、無線光通信技術在實際應用與發展中存在的一系列問題

隨著我國社會、經濟的不斷發展，半導體激光器與光探測器技術不斷發展。在這樣的背景下，人們越來越重視無線光通信技術。但是，在現實發展中，無線光通信仍然面臨著大量挑戰，主要體現在無線光通信技術系統的獨特性上，同時擁有更廣闊的市場，但仍需要針對具體問題做好具體的完善工作。

2.1無線光通信技術受到大氣媒介的影響

在無線光通信技術應用的影響因素中，大氣值得關注。尤其是惡劣的天氣，往往會對無線光通信的傳播信號產生嚴重的衰耗。同時，留存于空氣中的散射粒子，也會使無線光通信光線出現時間和空間角度上的偏差。在晴好天氣下，通常認為光信號的功率消耗可控制在1dB/km，即無線通信系統的最大工作距離是20km。但是，因為無線光通信采用的是紅外光，所以在空氣中進行傳播時易受到各類因素的影響，如下雨、強烈日光等。而在大霧環境中，無線光通信信號會被衰弱到400dB/km，使無線光通信的有效范圍僅僅不足50m。這個距離甚至比不上無線局域網傳輸。因此，在無線光通信的應用中需要尋求一種最優波長頻率，并盡可能做到波長與性能的結合。

2.2無線光通信技術在信號質量與傳輸距離上的矛盾

無線光通信技術在信號質量與傳輸距離上的矛盾已經是一個老生常談的話題。通常表現為無線光通信傳輸的距離越大，光束的寬度就會越寬，且接收端接收的信號質量也會越差。如今針對這一問題的解決還沒有形成一個有效的對策，仍需要進一步發展。

2.3無線光通信技術激光存在的安全問題

在無線光通信技術的應用中，激光束的安全性是不得不考慮的一個問題。由于光信號發射功率必須限制在保障人類眼睛安全的基礎上，因此很大程度上限制了無線光通信的通信距離。

2.4無線光通信技術在收發端對準上的問題

無線光通信可以理解為一種視距寬帶通信技術，在發射機與接收機之間完成通信，需要十分嚴格的視距傳輸條件。同時，當通信設備被安裝到高樓頂部時，也會在風力的影響下出現擺動，進而影響激光器的對準精度。此外，在樓宇結構中的輕微地震等也會使發射機與接收機無法對準。

3、無線光通信技術的關鍵技術

3.1無線光通信技術的光源及高頻率調制技術

從無線光通信技術的優勢來看，主要分為兩方面，即無線光通信技術的光源高頻率調制技術與探測技術和信號處理技術。從光源及高頻率調制技術來看，光源問題長久以來都是自由空間光通信造成困擾的主要因素。在無線光通信中經常會受到背景光的干擾，對此需要大功率額光源以及較高的調制速率。同時，在進行光源調制時，需要借助糾錯技術減少突發的誤碼。如今，我國采用的光源主要是1550nm和800nm兩個波段[2]。后者的優勢在于研發時間較早，相關的理論和經驗都比較成熟，且能夠兼容現有的光纖通信系統。前者的優勢則在于光源調制的素質要更高，且波長更穩定，能夠通過EDFA完成功率的提升。通常在無線光通信系統中多會選擇強度調制直接檢測的方式，系統實現比較簡單。而選擇編碼的方式則多為開關控制，在實際使用中，接收碼率一般要低于OOK。

3.2無線光通信技術的探測技術和信號處理技術

探測技術和信號處理技術的考量主要體現在無線光通信系統中光接收端的信號非常微弱，結合高背景噪音的干擾，會導致接收信號的信噪比過低。對此，采用新型的廣電探測器件能夠有效提高接收端的靈敏度，同時針對微弱信號進行有效處理以解決相關的問題。

4、無線光通信技術的應用

在原寬帶不足或者不具備有線接入條件的基礎上，通過無線光通信技術能夠提供更高效的接入方案。從實際表現來看，無線光通信技術的使用避免了城市內道路的埋線，可以在樓宇間快速實現寬帶數字通信。同時，無線光通信技術也能夠在無法鋪設電纜、沒有橋梁的大河兩岸之間進行寬帶數據通信傳輸[3]。無線光通信技術的應用還體現在“最后一公里”的解決上。通過無線光通信技術解決“最后一公里”問題，可進一步提高用戶接入端的傳輸容量與速度，并更好地滿足IP網、電信網以及有效電視網的寬帶需求。無線光通信技術在局域網互聯中的應用主要體現在，無線光通信技術為臨近的局域網提供了更多可選擇性的互聯互通方案。一方面推動了局域網內用戶接入高速傳輸問題的解決，另一方面促進了局域網的連接，使廣域網與城域網得到了有效發展。無線光通信技術在應急備用方案中的應用主要體現在，通過應用無線光通信技術能夠在出現有線通信線路故障后或者緊急搶險時，提供應急的備用鏈路。同時，無線光通信技術也可以作為臨時大型活動的通信解決方案。無線光通信技術在快速組建電信網絡中的應用，主要體現在新興電信網絡運營商方面。通過應用無線光通信技術能夠更好地完成本地網的組建，并同時降低資金投入成本與人力、時間投入成本。此外，針對傳統電信網絡運營商來說，無線光通信技術的應用可當作光纜傳輸系統的補充，應用于難以進行光纜鋪設的區域，用最短的建設周期和最少的建設費用，實現先組網再銷售的商業模式。

5、無線光通信技術的應用前景

無線光通信技術還存在一些問題，但從整體角度把控仍然是優勢大于劣勢。無線光通信技術自身的特點能夠在一定的環境下推動優勢的最大化。例如，無線光通信技術針對一些不便鋪設光纖的地方和不適宜使用微波的地方仍然可以很好地通信。考慮到光纖本身的成本，很多用戶在短期內仍然無法實現光纖的接入，但是用戶們渴望享受寬帶接入的便利。我國現階段寬帶網絡的實際情況是很多企業不具備光纖線路，但是企業經營又需要高速率。無線光通信技術的應用成功解決了這一類問題，給予用戶更好的體驗。無線光通信技術解決“最后一公里”問題時，也能夠實現光纖到桌面，以此完成數據、圖像以及語音的高速傳輸，間接推動聲訊服務業與互動影視傳播，同時在遠程教育、遠程醫療、電子商務以及電子政務中有著很大的促進意義[4]。從我國當前的實際情況與需求來看，無線光通信技術有著十分廣闊的市場和發展前景。

6、無線光通信技術應用與發展的建議

6.1關注行業內人才培訓，打造專業的通信人才隊伍

21世紀，任何行業的發展都離不開人才的培養。尤其是在市場經濟的導向下，人才的投入與培養已然成為企業間比拼的核心競爭力。通信企業要進一步提高對人才的重視程度，完善企業內部的人才培養工作。首先，企業要做好與高校的聯合，大力發展校企合作模式[5]。借助高校完備的教育體系，為企業發展與行業發展培養源源不斷的高素質人才。同時，企業人員入職時也要做好崗前考核，確保人員持證上崗。其次，企業要針對現有人員不斷完善培訓工作。要針對新知識、新技術以及新理論對人員進行系統化學習。企業要定期組織培訓大會以及專家座談會，加強人員的知識、技能溝通。再次，企業要做好國際先進技術與先進經驗的借鑒。通過先進內容的借鑒，更好地培養人才。最后，企業要構建科學、合理的人員管理制度，推動責任體系的完善。一方面要對人員的工作行為進行約束，另一方面要調動人員的工作積極性，促使人員自發進步。

6.2制定科技推動發展、創新推動發展的戰略目標

科學技術是第一生產力。任何行業若想要搶占先機，若想要立于不敗之地，都要做好科學技術的研發工作。通信企業要加強企業內部的科研分配，給予科研人員充足的可能性，營造企業內部的科研氛圍。這個過程中，要加大學習。既要從人員角度進行學習，也要從企業角度進行學習。要善于使用國際上的先進成果，實現先進技術的本土化。此外，通信企業要做好創新工作。從企業管理者角度來看，要更好地認識到創新的重要性，構建自上而下的企業創新機制和企業創新氛圍，帶動整個企業乃至整個行業的創新力度。企業還要鼓勵創新型人才，通過福利鼓勵、薪資鼓勵等方式[6]提高人員的創新熱情，并防止人員流失。

6.3完善通信技術的資金投入，確保資金充足

在我國無線光通信技術的應用與發展中，資金充足至關重要。只有確保資金的充足才能夠保障以上內容的執行。首先，從國家與地方政府層面來考慮，需要進一步完善財政工作，加強對我國通信技術發展的資金支持和政策支持。其次，從企業角度來看，要合理分配資源，保證通信技術發展的資金暢通。最后，國家還要營造積極的通信技術發展氛圍，強調社會組織的作用，鼓勵民生企業進入通信技術領域，為通信技術的發展貢獻力量。

7、結論

在無線光通信技術的應用與發展中，通信企業以及相關部門可通過關注行業內人才培訓，打造專業的通信人才隊伍，制定科技推動發展、創新推動發展的戰略目標，完善通信技術的資金投入，確保資金充足，旨在從多個角度出發，針對我國目前無線光通信技術應用與發展的實際情況，分析問題成因，找尋解決方法，制定科學、合理的方案策略，提高通信技術發展的效率和質量，更好地發揮通信技術在具體行業以及整個社會前進中的帶動作用。

作者:俞浩 單位:華信咨詢設計研究院有限公司

無線光通信技術前景篇2

隨著科技的不斷發展，無線光通信技術成為了一種應用較為廣泛的通信技術，且技術方面已經較為成熟，與一般通信技術相比有著抗磁干擾、無需頻率許可證、成本較低等特點，但無線光通信技術還有待完善，在傳輸距離與傳輸信號方面、激光安全問題方面等存在著不足之處。但盡管如此，無線光通信技術還是不斷的應用于通信領域，其前景依舊可觀。本文以無線光通信為切入點，通過介紹無線光通信，了解無線光通信的相關特點與優勢，分析現階段我國的無線光通信技術應用存在的問題，客觀看待無線光通信的發展前景。

1、無線光通信相關介紹

1.1無線光通信技術概念解析。所謂的無線光通信又被稱作無線光通信，是光纖通信和無線通信相結合的產物。它是指以激光波為載體，在真空或大氣中傳遞信息的一種通信技術。

1.2無線光通信系統及其組成。無線光通信系統是以大氣作為傳輸媒質來進行光信號的傳送的。只要在收發兩個端機之間存在無遮擋的視距路徑和足夠的光發射功率，就可以進行通信。無線光通信系統主要包括發射機、信道和接收機三個部分。在點對點傳輸的情況下，每一端都設有光發射機和光接收機，可以實現全雙工的通信。系統所用的基本技術是光電轉換。光發射機的光源受到電信號的調制，通過作為天線的光學望遠鏡，將光信號通過大氣信道傳送到接收機望遠鏡；在接收機中，望遠鏡收集接收到光信號并將它聚焦在光電檢測器中，光電檢測器將光信號轉換成電信號。由于大氣空間對不同光波長信號的透過率有較大的差別，可以選用透過率較好的波段窗口。對基于無線光通信的系統來說，最常用的光學波長是近紅外光譜中的850納米；還有一些基于無線光通信的系統使用1500納米的波長，可以支持更大的系統功率。

1.3無線光通信系統特點分析。1）無需要頻率許可證、頻譜資源豐富；2）組網方便靈活；3）擁有光纖傳輸的寬帶性能，且其傳輸的隱蔽性與安全性較好；4）抗磁干擾力較強；5）造價成本較低；6）大氣激光通信受氣象條件影響較大，尤其是霧天；7）一般采用定向天線，需要自動捕獲瞄準跟蹤系統；8）適合骨干網的擴建、光纖網絡的備援、寬頻接入、企業應用、無線基地臺數據的回傳等領域以及其他需要高速接取的終端。

2、無線光通信技術的應用

無線光通信的主要應用可歸結為如下幾個方面：

2.1在不具備有線接入條件或原帶寬不足時提供高效的接入方案。無線光通信可以不必在城市內破路埋線而快速地在樓宇間實現寬帶數字通信，也可在不便鋪設光纜地區、沒有橋梁的大河兩岸之間實現寬帶數據通信傳輸。

2.2有效解決“最后一公里”問題。無線光通信可以解決各種業務接入的“最后一公里”問題，提高用戶接入端的傳輸容量和速度，能夠較好地滿足電信網、有線電視網和IP網三網合一對帶寬的要求。

2.3局域網互聯。無線光通信提供了臨近局域網之間互連互通的選擇方案，不僅可以解決局域網內用戶接入的高速傳輸問題，還可方便地實現局域網之間的連接，形成更大范圍的城域網和廣域網。

2.4應急備用方案。無線光通信可以作為有線通信線路故障或緊急搶險時的應急備用鏈路，也可作為大型臨時活動的通信解決方案。

2.5快速組建電信網絡。對于新興的電信網絡運營商來說，無線光通信網絡可以幫助其快速組建本地網，以較少的資金、人力和時間完成城域網建設；對于傳統的電信網絡運營商來講，無線光通信網絡系統可以作為其光纜傳輸系統的補充，用于不便鋪設光纜的區域。建設周期短、所需費用少，無線光通信網絡系統可以實現先組網再銷售的商業模式。

3、無線光通信技術應用存在的問題分析

近年來，隨著半導體激光器和光電探測器技術的不斷發展，空間光通信越來越引起人們的關注，但是無線光通信也面臨著挑戰，主要表現在：雖然無線光通信網絡系統獨具魅力，擁有大量潛在的應用市場，但也存在許多有待完善的地方。目前，其主要問題有：

3.1大氣媒介的影響。惡劣的天氣情況，會對無線光通信的傳播信號產生衰耗作用。空氣中的散射粒子，會使光線在空間、時間和角度上產生不同程度的偏差。在天氣晴好的條件下，光信號每公里的功率損耗大約為1dB，也就是說，一般無線光通信系統的最大工作距離是20公里。無線光通信采用的紅外光在空氣中傳播時易受各種氣候因素的影響，如雨、強烈日光等。在大霧天氣下，信號衰減可達到每公里400dB，這使無線光通信系統的有效工作距離不到50m，甚至比無線局域網傳輸距離還要短。因此，無線光通信需要尋求一種最優波長頻率，并在通信鏈路中找出波長與性能的最優組合。

3.2傳輸距離與信號質量的矛盾突出。無線光通信傳輸距離越大，光束就會越寬，接收端收到的光信號質量越差。目前較遠距離的大氣激光通信的研究還沒有取得突破性進展。

3.3激光的安全問題。激光束的安全性是無線光通信系統必須考慮的問題。光信號發射功率必須限制在保證人類眼睛安全的功率范圍內，這也限制了無線光通信的通信距離。

3.4收發端對準問題。無線光通信是一種視距寬帶通信技術，發射機與接收機之間需要嚴格的視距傳輸條件才能實現通信。當通信設備安裝在高樓的頂部時，在風力的作用下設備會發生擺動，這樣便會影響激光器的對準精度。樓宇結構中某些部分的熱脹或輕微地震等因素，有時也會導致發射機和接收機無法對準。

4、無線光通信技術應用前景分析

盡管存在不少問題，但無線光通信的技術優勢更為明顯，其自身的特點決定了在一定的環境下，它可以最大發揮自身優勢，比如可以用于不便鋪設光纖的地方和不適宜使用微波的地方；又由于光纖成本過高，用戶無法在短期內實現光纖接入，而他們卻渴望享受寬帶接入帶來的便利，結合我國現階段寬帶網絡的實際情況--許多企業和機構都不具備光纖線路，但又需要較高速率，無線光通信不失為一種解決“最后一公里”瓶頸問題的有效途徑。無線光通信系統解決了寬帶網絡的“最后一公里”的接入，實現了光纖到桌面，完成語音、數據、圖像的高速傳輸，拉動了聲訊服務業和互動影視傳播，實現了“三網融合”，有利于電子政務、電子商務、遠程教育及遠程醫療的發展，并產生了巨大的效益，具有廣闊的應用領域和市場前景。無線光通信技術的出現大大拓寬了無線通信的工作頻率范圍，且隱蔽性強安全系數高等廣泛應用于局域網互聯等通信領域、提供了極大的便捷條件。但在其應用過程中也會存在著許多的問題，這些問題的出現影響著無線光通信的發展，但盡管如此，無線光通信技術也有著巨大的發展潛力與廣闊的應用前景，會在以后的通信領域發揮更大的作用。

作者:龐立永 單位:國家新聞出版廣電總局

無線光通信技術前景篇3

隨著社會的發展，信息化時代已經全面到來，許多用戶通過光纖傳遞著信息，光纖通信基本上已經占領了大部分市場，通信技術得到了廣泛的應用。但是在大型的施工單位中，設備連接光纖后，場面顯得十分雜亂，有時可能因為施工時不小心挖斷光纖，這就會導致工作很難進行，而無線光通信技術在很大程度上能彌補光纖的這點不足。

1、無線光通信技術簡介

1.1無線光通信的定義概念

無線光通信（FSO）是指無線激光通信（OWC），又被稱為自由空間激光通信。無線光通信技術是以空氣為媒介來傳遞信息的，不需要電線和光纖來做載體。

1.2無線光通信系統的組成

無線光通信系統傳送光信號是通過大氣作為傳輸媒質的，如果有足夠的光發射功率，并且在收發兩個端機之間的視距路徑上沒有遮擋，便可實現通信。無線光通信系統由發射機、信道和接收機三部分組成，多徑發射和使用放大器補償光通道損耗是實現無線光通信的關鍵技術。在進行點對點傳輸時，通過對每一端設置光發射機和光接收機來實現全雙光通信。無線光通信系統運用光電轉換技術，通過電信號來調制光發射機的光源，然后利用光學望遠鏡作為天線，通過大氣信道使光信號傳送到接收機望遠鏡中。接收機望遠鏡在接收到光信號后，將其聚焦到光電檢測器中，并且把光信號轉換為電信號。

1.3無線光通信系統的優勢

無線光通信之所以能夠受到很多人的重視，這與其自身所具有性能和潛在的潛能是密不可分的，無線光通信技術的優勢主要體現在，第一，頻段資源豐富。理論上，無線光通信的傳輸帶寬非常大，它傳輸信號的方式和光纖不同，是通過空氣作為介質進行傳輸，從光譜圖中可以看出，頻段資源非常豐富，而且現在再全球上，光資源沒有被管制，等于可以免費使用，所以使成本大大降低。第二，容量大。由于光波的頻率非常高，多以能承載的信息量也非常大，所以這可以應用在信息非常龐大的系統中。第三，損耗很低。由于激光在傳輸中的方向性極強，所以在傳輸的過程中損耗很低。第四，保密性非常高。無線光通信在傳輸中，本身可以加密，另外無線光通信采用的是不可見的光波進行信息的傳輸，在空氣中人的肉眼是很難發現的，最重要的是無線光通信采用非常窄的光波束，并且光波束在傳輸的過程中方向性極強。所以，想要竊取其中的信息是非常難的。

2、無線光通信技術的應用

（1）適用于不具備有線接入條件或原帶寬不足的情況。如在都市大樓間快速實現寬帶數字通信，而避免在城市內開挖道路、埋設管線。此外，還可以在不便鋪設光纜的地區實現寬帶數據通信傳輸，如沒有前兩的大河兩岸、山區兩峰之間等。

（2）能夠有效解決從光纖骨干網到用戶之間的“最后一公里”問題。架設方便，能有效提高用戶接入端的傳輸速度和傳輸容量，其帶寬也能滿足IP網、電信網和有線電視網三網合一的要求。

（3）能夠實現鄰近局域網的互通互聯，提高局域網內用戶接入的傳輸速度，方便快捷的連接各局域網，從而組建范圍更大的城域網和廣域網。

（4）用于緊急預案中，快捷地部署鏈路，在有線通信線路故障或者緊急搶險時，可用作應急鏈路，或用來支持大型臨時活動的通信。

（5）建設無線光通信網絡成本低，能夠節省大量資金、人力以及時間來進行城域網的建設，同時可以用作光纜傳輸系統的補充部分。電信網絡運營商也可采用先組網再銷售的商業模式，依靠無線光通信網絡技術獲得較高利潤。

3、無線光通信技術應用存在問題

3.1易受大氣環境影響

無線光通信以空氣介質傳輸信號，在惡劣的天氣情況下，會受到很大的影響。空氣存在散射粒子，會對傳輸信號產生衰耗作用，使光線產生空間、角度和時間上的偏差。無線光通信所采用紅外光在天晴時每公里損耗約為1dB，而在遭遇大霧天氣時，每公里損耗可達400dB，是最大工作距離從20公里縮減到不到50米。因此，無線光通信往往需要搜尋最優的波長頻率，并尋找波長與性能最佳組合來組建通信鏈路。

3.2收發端對準精度要求高

作為一種視距寬帶通信技術，無線光通信對發射機與接收機之間的視距傳輸條件有著嚴格的要求。但安裝在高樓頂部的通信設備容易受鋒利影響發生擺動，從而影響收發端的對準精度。此外，建筑結構的熱脹冷縮或受地震影響，也會導致收發端無法進行精準對接。

3.3激光束受安全限制

無線光通信系統必須考慮激光的安全性問題，為保證不會對人類眼睛產生惡劣影響，必須對光信號的發射功率進行限制，同時這也影響了無線光通信的傳輸距離。

4無線光通信技術的發展前景

針對無線光通信技術存在的問題進行研究是其將來發展的主要方向。無線光通信技術在特定的環境下可以充分發揮自身優勢，解決傳統通信或光纖通信無法處理的問題。依我國寬帶網絡目前的發展狀況來看，仍然有很多地區機構不具備鋪設光纖線路的條件，但對通信速率仍有較高的要求，這就為無線光通信提供了應用市場。

參考文獻

[1]龐立永.無線光通信技術應用前景分析.民營科技，2015，（07），30.

作者:胡富 詹課 單位:廣州杰賽科技股份有限公司