一文講解無線光通信技術(shù)應(yīng)用

無線光通信技術(shù)指的就是利用無線通信的原理和光纖通訊的原理綜合而成的通信技術(shù)。因此無線光通信技術(shù)具有光纖通信技術(shù)的快捷和準(zhǔn)確的特點(diǎn)，同時(shí)也具有無線通信技術(shù)的方便和實(shí)用的特點(diǎn)。

而無線光通信技術(shù)在國外被稱為FSO,指的是自由空間光通信的意思，因此在運(yùn)用的時(shí)候不僅僅能夠提高信息的傳遞效率，還具有一定的抗干擾的能力，對于周圍環(huán)境的電磁波輻射較小，不會(huì)影響到其他無線產(chǎn)品的應(yīng)用。

無線光通信技術(shù)的工作原理是利用光作為信號載體，然后利用無線通信的方式將信號發(fā)射出去，由于光也是一種電磁波 ，但是比起一般的電磁波而言，光的波長要小得多 ，根據(jù)光的波粒二象性的原理，光的波長越短，它所具有的能量就會(huì)越高。

所以，利用光作為信號傳輸?shù)妮d體的話，對于周圍的電磁波輻射就會(huì)大大的降低。而我們的日常生活中的無線設(shè)備， 比如無線耳機(jī)和無限收音機(jī)等等都是利用電磁波來傳遞信息的，由于光的輻射性小，所以對于周圍的無線設(shè)備的影響也就大大的降低了。

另一方面，由于光具有相對較強(qiáng)的能量，所以比起一般的電磁波而言，光波具有較強(qiáng)的抗干擾能力，不會(huì)輕易受到其他電磁波的影響而導(dǎo)致信息出現(xiàn)缺失。

無線光通信技術(shù)在使用的過程中，每隔一段的距離要設(shè)置一個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)應(yīng)該配備有光線發(fā)射器和光線接收器。

這樣才能實(shí)現(xiàn)以大氣作為傳遞信息的介質(zhì)來進(jìn)行信息傳遞。由于光波分重復(fù)利用技術(shù)的存在，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都配有光線發(fā)射器和光線接收器，所以光信號能夠?qū)崿F(xiàn)雙方向的發(fā)射和傳遞。

因此，光波的發(fā)射器應(yīng)該要具有調(diào)節(jié)裝置和編碼設(shè)備，對于傳輸信息的大氣也有一定的要求，由于光線具有一定的反射性，所以傳輸信號的大氣介質(zhì)不能有雜質(zhì)來影響信號的傳遞。

另外，光線的接收器則應(yīng)該具有檢測系統(tǒng)和譯碼器，與前面的發(fā)射系統(tǒng)相對應(yīng)，而工作過程恰好相反。

FSO(Free Space Optics)是光通信和無線通信結(jié)合的產(chǎn)物，是用小功率紅外激光束在大氣中傳送光信號的通信系統(tǒng)，也可以理解為是以大氣為介質(zhì)的激光通信系統(tǒng)。

FSO有兩種工作波長：850納米和1550納米。850納米的設(shè)備相對便宜，一般應(yīng)用于傳輸距離不太遠(yuǎn)的場合。1550納米波長的設(shè)備價(jià)格要高一些，但在功率、傳輸距離和視覺安全方面有更好的表現(xiàn)。1550納米的紅外光波大部分都被角膜吸收，照射不到視網(wǎng)膜，因此，相關(guān)安全規(guī)定允許1550納米波長設(shè)備的功率可以比850納米的設(shè)備高兩個(gè)等級。功率的增大，有利于增大傳輸距離和在一定程度上抵消惡劣氣候給傳輸帶來的影響。FSO和光纖通信一樣，具有頻帶寬的優(yōu)勢，能支持155Mbps～10Gbps的傳輸速率，傳輸距離可達(dá)2～4公里，但通常在1公里有穩(wěn)定的傳輸效果。

從古人的烽火臺(tái)傳遞信息到現(xiàn)在的SONET/SDH，以及到將來的光孤子通信和全光通信，人類的光通信歷史可謂淵遠(yuǎn)流長。但無線光通信技術(shù)作為一種光通信技術(shù)，卻只有三十多年的研究歷史。初期，由于光學(xué)器件制造成本較高，無線光通信的研究僅限于星際通信和國防通信領(lǐng)域。近年來，由于光通信器件制造技術(shù)的飛速發(fā)展，使無線光通信設(shè)備的制造成本大大下降，人們才又逐漸開始了無線光通信的民用研究。

無線光通信在業(yè)內(nèi)被稱為 Free Space Optical (FSO)，顧名思義，F(xiàn)SO是一種無需光纖的通信手段，它是現(xiàn)代光纖通信的有利補(bǔ)充，具有以下特點(diǎn)：

* 快速鏈路部署。由于無需埋設(shè)光纖，施工周期大大縮減，通常只需要幾個(gè)小時(shí)便可以完工。這對于電信運(yùn)營商來講，無疑是快速搶占市場的最佳選擇。

*擁有光纖傳輸?shù)男阅堋＠碚撋?，無線光通信的傳輸帶寬與光纖通信的傳輸帶寬相同。只是光纖通信中的光信號在光纖介質(zhì)中傳輸，無線光通信的光信號在空氣介質(zhì)中傳輸。因此也有人把無線光通信技術(shù)稱為虛擬光纖通信技術(shù)。

*無線光通信產(chǎn)品作為一種物理層的傳輸設(shè)備，可以不依賴于任何協(xié)議。

*與微波無線通信相比，無線光通信產(chǎn)品不需要申請頻率使用權(quán)。目前世界各廠商提供的設(shè)備多工作于紅外頻帶，該頻帶有相當(dāng)豐富的頻譜資源，且在全世界范圍內(nèi)均不受管制，這為無線光通信技術(shù)的靈活應(yīng)用提供了有利條件。

*傳輸保密性好。因?yàn)樗牟ㄊ苷?，是不可見的，很難在空中發(fā)現(xiàn)一條業(yè)務(wù)鏈路。同時(shí)，這些波束又非常定向，是對準(zhǔn)某一接收機(jī)的，如想截接，就需要用另一部接收機(jī)在視距內(nèi)對準(zhǔn)發(fā)射機(jī)，還需要知道如何接收信號，這是很難做到的。即使被截接，用戶也會(huì)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)殒溌繁恢袛嗔?。因此，F(xiàn)SO比通常的無線系統(tǒng)安全得多。

一 無線光通信在局域網(wǎng)連接中的應(yīng)用

在校園網(wǎng)、小區(qū)網(wǎng)或大企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)建設(shè)中，經(jīng)常會(huì)碰到這樣一種情況：馬路對面的新建大樓急需接通，可挖路許可權(quán)卻遲遲不能得到批準(zhǔn)或者根本就無法取到。這時(shí)候無線光通信技術(shù)便可以大顯身手。1所示。其中，SNMP(簡單網(wǎng)絡(luò)管理器為可選項(xiàng))。無線光通信設(shè)備配備標(biāo)準(zhǔn)RJ45接口或光接口，且對協(xié)議透明，可以非常方便的完成局域網(wǎng)的連接。

美國LightPointe公司針對于不同的應(yīng)用場合，開發(fā)了三種系列的產(chǎn)品，可用于不同的網(wǎng)絡(luò)層次中： FlightLite及FlightPath系列帶寬從10M-1.25Gb/p，可以解決Access Layer(接入層)的應(yīng)用，例如，當(dāng)一個(gè)小區(qū)的一處居民樓離控制中心較遠(yuǎn)這時(shí)采用無線光通信的接入方案能很好的解決該處居民樓的聯(lián)網(wǎng)問題。 FlightSpectrum產(chǎn)品系列可解決 Core Layer(核心層)的應(yīng)用。通常情況下核心層要保證數(shù)據(jù)通信的快速，所以需要較高的帶寬，F(xiàn)lightSpectrum 產(chǎn)品系列產(chǎn)品很好的解決了相距較遠(yuǎn)(1-4KM)較高帶寬(155M-2.5G)要求的應(yīng)用。

二 無線光通信在城域、邊緣網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速進(jìn)步，城市建設(shè)的步伐和力度也在不斷加大，城市的覆蓋面積也在不斷增加。早在幾年前，各大運(yùn)營商在搶占通信市場的時(shí)候，紛紛著手建設(shè)自己的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。目前，城域網(wǎng)的建設(shè)可謂日新月異，通信帶寬可達(dá)10G，已基本上能夠滿足數(shù)據(jù)通信的需求。隨著城市的發(fā)展，以往的郊區(qū)也逐漸被納入到城市中心來，如何高效、低成本的實(shí)現(xiàn)城域網(wǎng)的擴(kuò)展，快速占領(lǐng)新市場，越來越成為各大電信運(yùn)營商關(guān)注的問題。圖2所示為一種采用無線光通信技術(shù)的解決方案。在這種方案中，無線光通信技術(shù)集中展現(xiàn)了高帶寬的魅力，這種連接方式可以滿足城市邊緣網(wǎng)通信中對數(shù)據(jù)通信帶寬的需求。因?yàn)樗哂薪ㄔO(shè)周期短，投入小的特點(diǎn)，已被歐美一些電信運(yùn)營商采用。

三 無線光通信在最后一公里接入中的應(yīng)用

由于接入Internet 的需求不斷的增長，越來越多的公司，團(tuán)體，個(gè)人要求加入Internet但由于各種實(shí)際原因例如公路開挖，敏感地區(qū)對微波使用的限制，很多接入沒有方案解決，無線光通信輸入的誕生為運(yùn)營商搶占市場提供了一種可行的解決方案。

四 無線光通信在移動(dòng)通信中的應(yīng)用

移動(dòng)通信是當(dāng)今通信領(lǐng)域內(nèi)最為活躍、發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域之一，也是將來對人類生活和社會(huì)發(fā)展有重大影響的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域之一。自從1981年第一代的以FDMA技術(shù)為基礎(chǔ)的模擬通信系統(tǒng)建立使用以來，移動(dòng)通信技術(shù)組建演變?yōu)橐訲DMA技術(shù)為基礎(chǔ)的第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信。目前，隨著移動(dòng)電話用戶的迅猛增長和移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的推廣，無線網(wǎng)絡(luò)需要具有更高的帶寬和容量。現(xiàn)有的第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)已不能滿足這一要求，從而使3G(第三代移動(dòng)通信技術(shù))成為當(dāng)今電信業(yè)的熱點(diǎn)。如何充分地利用現(xiàn)有資源，在最低投入、最快速度的情況下實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)有的第二代網(wǎng)絡(luò)(2G)向第三代網(wǎng)絡(luò)(3G)平化過渡，成為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商最為關(guān)注的問題。

無線光通信技術(shù)作為一種接入技術(shù)，因?yàn)槠渥陨淼奶攸c(diǎn)和在施工、帶寬、成本等方面的優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為各大運(yùn)營商的首選方案之一。下面詳細(xì)介紹無線通信技術(shù)在移動(dòng)網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用。

主干網(wǎng)到距離最近的天線之間采用光纖連接，經(jīng)N′E1接口轉(zhuǎn)換器后，由無線光通信設(shè)備再連接到其它天線，所有的天線可以共用一個(gè)基站，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

* 省卻基站到天線之間的鏈路鋪設(shè)，縮短了施工時(shí)間和施工費(fèi)用

* 可以多個(gè)天線共用一個(gè)基站，減少了基站數(shù)目

* 大大減少了基站與中心節(jié)點(diǎn)之間的光纖鋪設(shè)費(fèi)用

*無線光通信技術(shù)采用紅外激光傳輸，相鄰設(shè)備之間不會(huì)產(chǎn)生干擾。

總的來說，無線光通信作為一種新型的通信技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景和發(fā)展空間。