胡 富,詹 課
(廣州杰賽科技股份有限公司,廣州 510310)
隨著社會的發(fā)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。
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。
無線光通信系統(tǒng)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(fā)射功率,并且在收發(fā)兩個端機之間的視距路徑上沒有遮擋,便可實現(xiàn)通信。無線光通信系統(tǒng)由發(fā)射機、信道和接收機三部分組成,多徑發(fā)射和使用放大器補償光通道損耗是實現(xiàn)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(fā)射機和光接收機來實現(xiàn)全雙光通信。
無線光通信系統(tǒng)運用光電轉換技術,通過電信號來調制光發(fā)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。
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(yōu)勢主要體現(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)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?shù)倪^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(fā)現(xiàn)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?shù)倪^程中方向性極強。所以,想要竊取其中的信息是非常難的。
(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(xiàn)寬帶數(shù)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(qū)實現(xiàn)寬帶數(shù)據(jù)通信傳輸,如沒有前兩的大河兩岸、山區(qū)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(xiàn)鄰近局域網的互通互聯(lián),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(jié)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(tǒng)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(yè)模式,依靠無線光通信網絡技術獲得較高利潤。
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??諝獯嬖谏⑸淞W?,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(yōu)的波長頻率,并尋找波長與性能最佳組合來組建通信鏈路。
作為一種視距寬帶通信技術,無線光通信對發(fā)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(fā)生擺動,從而影響收發(fā)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(fā)端無法進行精準對接。
無線光通信系統(tǒng)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(fā)射功率進行限制,同時這也影響了無線光通信的傳輸距離。
針對無線光通信技術存在的問題進行研究是其將來發(fā)展的主要方向。無線光通信技術在特定的環(huán)境下可以充分發(fā)揮自身優(yōu)勢,解決傳統(tǒng)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(fā)展狀況來看,仍然有很多地區(qū)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。