無線激光通信FSO技術與應用

無線激光通信FSO技術與應用自由空間光通信〔FreeSpaceOptical，簡稱FSO〕是一種以小功率紅外激光承載高速信號，以空氣為傳輸介質(zhì)，用點對點方式進展語音、數(shù)據(jù)、圖像的寬帶傳輸技術。FSOIPTDM在固定無線寬帶接入〔FixedWirelessBroadbandAccess〕技術中，無線激光通信技術具有其獨到的優(yōu)勢，為寬帶接入的快速部署供給了一種解決方案。無線激光通信是指利用激光束作為信道在空間〔陸地或外太空〕直接進展語音、數(shù)據(jù)、圖像信息雙向傳送的一種技術，又稱為“自由空間激光通信”〔FreeSpaceOpticalcommunicationFSO〕,“無纖激光通信”或“無線激光網(wǎng)絡〔WirelessOpticalNetworks.WONs〕”。無線激光通信以激光作為信息載體，不使用光纖等有線信道的傳輸介質(zhì)，屬于型應用技術，早期的一、無線激光通信的優(yōu)勢相比于微波通信等其他幾種接入方式，無線激光通信主要優(yōu)勢包括：無須授權執(zhí)照無線激光通信工作頻段在365～326THz〔目前供給無線激光通信設備的廠商使用的光波長范圍多在820nm～920nm〕，設備間無射頻信號干擾，所以無需申請頻率使用許可證。安全保密弧度量級，因此具有數(shù)據(jù)傳遞的保密性，除非其通信鏈路被截斷，否則數(shù)據(jù)不易外泄。實施本錢相對低廉無須進展昂貴的管道工程鋪設和維護，其造價約為光纖通信工程的五分之一。建網(wǎng)快速時使用和簡單地形中的緊急組網(wǎng)。對于重撤換部署也很便利簡潔。協(xié)議的透亮性以光為傳輸機制，任何傳輸協(xié)議均可簡潔的迭加上去，電路和數(shù)據(jù)業(yè)務都可透亮傳輸。設備尺寸小〔約零點幾微米到幾十微米〕，在同樣功能狀況下，光收發(fā)終端的尺寸比微波、毫米波通信天線尺寸要小很多，具有功耗小、體積小、重量輕等特點。信息容量大10Gbit/sLucent622Mbit/s。二、無線激光通信的缺點固然，無線激光通信也有其固有的缺點：只能在視線范圍內(nèi)建立鏈路的遮擋。對于中間存在障礙物而不行直視的兩點之間的傳輸，可以通過建立一個中繼站實現(xiàn)連接。通信距離受限200m6000m,受安全發(fā)送功率、數(shù)據(jù)速率、天氣等條件的限制，實際使用的距離要短一些。延長直視的兩點之間的傳輸距離可以通過建立中繼站的方法。天氣影響鏈路的牢靠性200～50099.999%的通信要求。安裝飾的晃動影響激光對準樓頂晃動(受日光，風力的影響)將影響兩個點之間的激光對準，使鏈路質(zhì)量下降。意外因素使通信鏈路的阻斷，可用性受限制點對點及點對多點模式中，如有一條鏈路被隔斷(如飛鳥經(jīng)過鏈路空間)，通信將受阻。三、無線激光通信的應用無線激光主要應用場合無線激光通信綜合了光纖通信與微波通信的優(yōu)點，比較適合在城域網(wǎng)中使用。目前的主要應用場合包括:〔1〕在不具備接入條件(如：簡單地形)或帶寬缺乏時供給高效的接入方案線激光通信可以有效解決。解決綜合業(yè)務接入的“最終一公里”2～622Mbit/s供給室內(nèi)外、接近局域網(wǎng)之間的互連互通〔帶寬、價格、線路資源〕，承受無線激光通信可快速解決。對于特別要求的線路進展備份以及應急臨時鏈路和意外恢復突發(fā)大事，需要應急通信，承受無線激光通信進展快速的部署。另外對于一些大型的集會〔如運動會、慶祝會等〕需要快速建立一些臨時鏈路用于現(xiàn)場通信。以很敏捷的接入數(shù)據(jù)，話音，視頻業(yè)務。Ethernet、FDDI、TokenRingFRE1/E3OC-3/STM-1(SDH/ATM)接口。閉路監(jiān)視系統(tǒng)，播送電視信號的單，雙工的傳輸。接口、電源、機械支架，局部廠商的設備還包括伺服、監(jiān)控、遠程治理等局部?！睱ightsourceLD〔LaserDiode〕LED(LightEmittingDiodeLD(AlGaAsLaserDiode)，接收器主要承受PIN(PositiveIntrinsicNegativeDiode)或APD(Avalanchephotodiode)。移動的調(diào)整。承受無線激光技術組網(wǎng)通信時需要考慮一些必要影響因素自由空間損耗(Free-SpaceLoseobstacle)量、波束聚焦?；钠?mrad/2樓。解決方法：自動跟蹤、轉(zhuǎn)變波束聚焦。衰減(attenuation)在不同氣象條件下，空氣中的微粒會對激光的傳播形成不同的衰耗。表1是典型天氣條件下的數(shù)值。閃耀〔scintillation〕500m500m空氣散射〔scattering〕決方法：縮短路徑；傳播路徑避開經(jīng)過排風口、煙囪、高溫屋頂、管道等。背景噪聲收器上，日光形成的背景噪聲對正常通信有肯定的影響。另外，由于不同設備廠商在不同型號〔傳輸速率〕的設備上承受不同的激光器〔LED/LD〕和接收器〔PIN/APD〕,在一樣的天氣條件下所能到達的通信距離不盡一樣，考慮到天氣及環(huán)境因素的變化，在保證誤碼率的前提下，應留出肯定的裕量。激光的直線傳輸和集中角度很小的特性，使截取信息的方式只可能會在傳輸?shù)穆窂街虚g或在光束的集中接收靈敏度。另外，局部廠商承受了特別的編碼，用以保護數(shù)據(jù)的安全。激光對人體的危害，尤其是對眼睛的損傷，其損傷程度可以使眼睛視力降低，甚至完全失明，但這種損傷并非全部量級激光能引起，而是有一最低限度——即致傷閾值，只有當激光能量密度或功率密度超過此閾值時才能對眼睛造成損害。激光器的級別分類供給了一個安全的參考值。無線激光通信填補固定無線通信方式〔受頻率資源許可、價格、帶寬等限制〕與光纖通信方式〔特別地形、建網(wǎng)時間等限制〕之間的空白?？梢悦艚荨⒖焖俚亟⑼ㄐ沛溌?。因此，在調(diào)查和了解使用過程中〔傳輸?shù)木嚯x、用戶要求的傳輸速率、誤碼率、可用時間等，當?shù)氐臍庀髼l件如降雨、雪、霧、塵的天數(shù)及程度，四周鳥群等〕的狀況下，可以充分考慮承受承受無線激光通信的方式組網(wǎng)，快速建立一個有效掩蓋、能夠為用戶供給端到端的網(wǎng)絡綜合接入效勞力量的寬帶接入網(wǎng)絡。FSO353THz5mW多光束放