无线光通信技术研究进展与前景展望

时间：2024-05-04

董育其南京恒电电子有限公司

无线光通信技术研究进展与前景展望

董育其南京恒电电子有限公司

无线光通信作为一种快捷的宽带网实现方式，已经逐步成为现实。本文简单介绍了无线光通信的基本概念、系统的构成、特点和优势，以及在通信领域的应用及研究情况，同时也分析了其存在的技术问题。

无线光通信研究进展展望

1 引言

随着信息化社会的到来，通信技术也得到了日新月异的发展。在过去的几年中，人们对传输速率的要求越来越高，使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增，光纤通信因为能传输高速率的数据，成为广域通信网的骨干网络，如今在广域通信网中80%以上的信息是通过光纤传输的。

2 无线光通信系统优势

2.1 频带宽，速率高

理论上，无线光通信的传输带宽与光纤通信的传输带宽相同。光纤通信中的光信号在光纤介质中传输，而FSO的光信号在空气介质中传输。目前国外无线光通信系统一般使用1550nm波长（频率约为1．935×105GHz）频段，传输速率可达10Gbit/s(4×2．5Gbit/s)，即可完成12万个话路，其传输距离可达5km。国内无线光通信系统一般使用850nm波长（频率约为3．529×105GHz）技术，速率为10Mbit/s～155Mbit/s，传输距离可达4km。

2.2 频谱资源丰富

与微波技术相比，FSO设备多采用红外光传输方式，有非常丰富的频谱资源，无需向无线电管理部门申请频率执照和交纳频率占用费，也不会和微波等无线通信系统产生相互干扰。

2.3 适用多种通信协议

无线光通信产品作为一种物理层的传输设备，可以用在SDH、ATM、以太网、快速以太网等常见的通信网络中，并可支持2．5Gbit/s的传输速率，适用于传输数据、声音和影像等信息。

2.4 部署链路快捷

FSO设备可以直接架设在楼顶，甚至可在水域上部署，能完成地对空、空对空等多种光纤通信无法完成的通信任务，其施工周期较短，可以在数小时内建立起通信链路，而建设成本只有地下光纤的五分之一左右。

2.5 传输保密性好

无线光通信的安全性是非常显着的。无线光通信具有很好的方向性和非常窄的波束，因此，对其窃听和人为干扰几乎是不可能的。

3 国内外研究现状

（1）国外：在FSO领域，国外已经开始了将近10年的研究，但是FSO产品真正投入使用也就是最近几年的事情。在FSO这个领域里，国外几个大的FSO厂家，包括LightPointe、AirFiber、Canon、Terabeam。

LightPointe将自由空间光学技术用于创造、设计和制造电信公司等级的光传输设备，向电信服务商提供比传统光缆传输速度更快、成本更低的高速通讯解决方案。LightPointe的系统以超快的带宽速度提供安全可靠的无线传输，速度最高可达2．5Gbit/s，产品适应性强，可解决城市地区的连接问题。

AirFiber位于美国加洲SanDiego，主要服务于大城市大楼宽带接入。它的产品称为OptiMesh，网络结构为网眼状拓扑结构，冗余备份短距离622Mbit/s无线光传输系统。

Canon主要产品有：CanobeamDT-50，速率从25Mbit/s到 622Mbit/s，可连接 FastEthernnet、FDDI、ATM。特点是具有自动跟踪系统，调整探测器件的位置以检测激光束的光轴，所以不因建筑物的摆动而使传输中断。同时，镜头自动跟踪特性增加传输距离达2km。CanobeamIII：数据速率达到622Mbit/s，有不同的网络接口，如ATM、FDDI、FastEthernet，并可选择SNMP的TCP/IP。

TeraBeamInternetSystems产品是基于IP的无光纤点到多点网络，发送和接收机，固定在办公室窗户上小卫星碟。这些卫星碟型天线的波束与安装在楼内的基站相连。

（2）国内：目前在中国，无线光纤技术基本处于起步阶段，有几家公司在实验室作出了样机，但是没有规模性的生产，主要原因有FSO本身的可靠性问题，一些人对FSO技术存有一定程度的误解和疑虑；还有一些用户对FSO技术了解不多。

清华同方推出了面向未来的无线光链路的自由空间通信产品OWLinkE100。清华同方在快速追踪系统具有自动校准功能获得了专利，其产品还遵循眼睛安全标准。

中科院成都光电技术研究所，开发的产品主要性能参数有传输速率：10Mbit/s；工作波长：850nm；通信距离：1~4km；发射功率：3~30mW。

上海光机所承担的"无线激光通信系统"具有双向高速传输和自动跟踪功能。其传输速率可以达到622Mbit/s，通信距离可以达到2km。自动跟踪系统采用双波长同光路接收镜筒和高灵敏度位敏探测器，实现灵敏的伺服跟踪。

深圳飞通有限公司开发出的样机，其速率有155Mbit/s、622Mbit/s以及1．25Gbit/s几种，通信距离最远可达4km。