無線光通信及其關鍵技術研究

摘要：本文先對無線光通信的概念加以說明，并研究分析了與之相關的探測、信號處理、信道編碼、頻率調制等關鍵技術。

關鍵詞：無線光通訊;探測技術;信號編碼技術

前言：無線光通訊技術因其良好的抗干擾性能被廣泛應用于網絡中，是無線通訊技術與光纖相互結合后所衍生出的一種新型技術，在實際使用中，具有多種優勢。對此，需加強對該技術的研究與探索，以充分發揮其在無線通信領域中的價值。

一、無線光通信概念

無線光通信技術（FSO）是無線通訊技術與光纖通信技術相結合后所形成的網絡技術，也可以被看做成一種新型的應用手段。該技術具備了其他兩種技術的特點與優勢，即不需受地域的限制，且在信息傳播的速度較快，此外，還可以實現信息適時傳播的目的，極大程度地降低了網絡擁堵帶來的干擾。FSO的工作原理是將光作為信息傳播的載體，促使通信信息可以在大氣中進行快速傳播，以此提高信息的抗干擾性能，為信號傳播的穩定性提供保障。該技術在光的作用下，自動調節通信設備，進而達到穩定且高速傳播的效果。

二、無線光通信關鍵技術

（一）數字平滑濾波器技術

即使FSO自身具備極強的抗干擾功能，能夠極大程度地提高通信信號傳輸的穩定性與安全性，但在信號實際傳播過程中，對于噪聲方面的抗干擾能力較弱，且大氣中存在多種類型的噪聲，影響了通信信號的良好傳播，致使信號無法以正常的速率傳輸至通信系統的接收端，且信號的完整性也得不到相應的保障，極大程度地影響了通信信號的精確傳播。對此，需借助FSO中的數字平滑濾波器技術，該技術主要針對對象為不同類型的噪聲，通過技術手段削弱噪聲對通信信號的影響，以此為通信信號提供較為安靜的傳輸環境，提高信號的整體質量[1]。

（二）光源高頻率調制技術

站在FSO具有應用特點及優勢的角度來看，可以將該技術進一步細化為光源高頻率調制技術。如若光源存在問題，將會對光信號傳播的自由空間造成較大的干擾，而背景光是影響并干擾無線光通信良好運作的重要原因，因此，為了降低甚至是免受由背景光干擾帶來的影響，便需應用功率較大且調制速率較的光源。在對光源進行調制時，應注重糾錯技術的使用，以有效降低碼元發生錯誤的概率。現階段，我國所使用的光源波段有兩個即1550nm以及800nm，相較于前者來說，800nm波段的光源研發時間較早且應用時間較長，因此，相關理論與經驗都較為成熟，在使用時也較為穩定，還可以同時兼顧當前現存的光纖通信系統。而1550nm波段的光源在使用時，其光源的調制的整體素質相對來說較高，且更為穩定，并能夠依托于EDFA促使調制頻率進一步實現提升。一般情況下，無線光通信系統在對光源信號進行檢測時，會應用強度調制直接檢測方法進行，在實現該功能時較為簡單。也會根據實際情況，使用重新編碼的方式達到調制光源的目的，但在實際應用過程中，需對調制開關進行控制，且接收端所接收的編碼頻率應低于OOK。

（三）探測及信號處理技術

探測技術以及信號處理技術的應用目的是提高接收端對信號的感知能力。通常情況下，信號在傳播過程中，會在多種因素干擾的作用下，致使信號傳輸至無線通信系統時，整體信號較弱，為接收端識別并接收信號增加了難度。此外，傳輸中的信號還會受到噪音的侵擾，導致接收端在接收信號時，信號本身的信噪比較低。對此便需應用探測技術，對傳輸至接收端的信號進行探測，以此保證信號接收的完整性，還可以進一步強化接收端對通信信號的感知力，促使信號接收的靈敏度得以提高。同時，無線通信系統的信號接收端還能高效處理較為微弱的信號，并對信號中存在的問題進行有效解決[2]。

（四）信道及信號編碼技術

信道編碼技術通常指在無線通道系統中，對原有且待發送的信息碼元上再寫入新碼元的一種技術，且具有自動發現與修改錯誤的能力，即在信號傳播期間，會受自身與外在因素的影響，致使碼元丟失或被篡改，進而導致信號出現錯誤，這時便需應用信道編碼技術對存在錯誤的信號進行修改與完善。為了進一步增強信號傳播的穩定性與準確性，就需借助特定算法所制定的編碼規則，并在信號的接收端寫入具有監督功能或矯正錯誤的碼元，實現解碼代發信號的目的，以此對碼元中存在的錯誤進行檢測與修正。

而信號編碼技術則是指當使FSO期間，重新對信號接收端所接收到的信息進行編碼，以此促使所接收的信息資源的準確性得以保障，同時還能提高信息接收的穩定性，并保證傳播、接收與編輯過程的安全性，在發展網絡技術的同時對安全技術的使用提供保障。

（五）網絡拓寬及通信協議技術

網絡拓寬技術是不同設備與無線通信系統之間共同組織而形成的一種網絡交互技術，該項技術也是無線光通信技術重點研究的技術之一。此外，在網絡拓寬技術中又包括多種網絡技術用戶與用戶之間的組網交互技術、定位導航系統、無線通信技術等。以實際角度出發，如果研究機構不同，則在使用網絡結構圖時也不同。比如，將某一研究機構作為對比分析對象，其在研究網絡結構圖時將無線光通信系統網絡拓撲結構當做重點研究對象，并以鏈接的方式，將不同設備與通信系統之間所存在的聯系表現出來，在此基礎上，構建以網絡拓撲結果為主的無線光通信系統。

當前我國常使用的通信協議有兩種即PHY層通信協議以及MAC層通信協議，通過對協議的應用，可以充分滿足通信系統多方面的需求。在使用該技術并得出研究結果后，將其用于各個通信設備的建設中如噪音檢測、通信邏輯鏈路等，以此達到通信協議使用的標準。

結論：作為一種新型的網絡技術，其已經滲入到國民的日常生活中，為社會群眾提供了較多的便利。對此，技術人員需重視該項技術研究工作的開展，并鼓勵相關企業以及具有資質的研究機構參與到技術的研究工作中，以此，促進信號處理、光源調制等技術進一步完善與發展。

參考文獻：

[1]俞浩.無線光通信技術分析與前景研究[J].通信電源技術，2020，37（12）：138-140.

[2]侯亮，谷博.無線光通信關鍵技術分析[J].中國新通信，2020，22（13）：25.

姓名：陳鑫（1987.06--）;性別：男，民族：漢族，籍貫：江蘇省蘇州市吳江區，學歷：碩士研究生，畢業于中國傳媒大學;現有職稱：工程師;研究方向：光纖傳輸與通信技術;