無線光通信技術應用前景分析

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。