無線光通信的傳輸和接入應(yīng)用分析

鐘有平

摘 要 隨著我國科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展以及信息化時(shí)代進(jìn)程的不斷推進(jìn)，人們對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)水平的要求也越來越高。在如今這個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，無線光通信逐漸成為行業(yè)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)，其發(fā)展情況也得到了社會(huì)的高度關(guān)注。本文詳細(xì)闡述了無線光通信的原理及其構(gòu)成，并對(duì)其傳輸和接入的注意事項(xiàng)進(jìn)行了探討和研究，希望能在一定程度上促進(jìn)無線光通信技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞 無線光通信;傳輸;接入;原理構(gòu)成

由于我國科學(xué)技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，所以電子元件的質(zhì)量水平也得到了提高，因此，無線光通信技術(shù)與其設(shè)備成本得到了大幅度的下降，再加上該技術(shù)具備靈活、便捷以及高效等諸多優(yōu)點(diǎn)，讓相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域?qū)ζ溥M(jìn)行了大力開發(fā)與研究，逐漸在我國的通信領(lǐng)域越來越廣泛地應(yīng)用起來。

1無線光通信技術(shù)的原理及其構(gòu)成

1.1 原理

無線光通信技術(shù)采用的是激光作為載體進(jìn)行數(shù)據(jù)和信息的傳輸工作，并且可以將大氣作為媒介進(jìn)行光信號(hào)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多的傳輸。在該技術(shù)系統(tǒng)的各端都會(huì)設(shè)置發(fā)射機(jī)和接收器來實(shí)現(xiàn)全雙工通信，其主要組成設(shè)備就是光學(xué)望遠(yuǎn)鏡的接收設(shè)備以及傳輸功率的放大設(shè)備，可以利用大氣作為傳輸媒介將信號(hào)傳輸至望遠(yuǎn)鏡處，并經(jīng)過整合以及調(diào)試之后再傳輸至光電檢測器中，在接收器中實(shí)現(xiàn)光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)變，再經(jīng)過調(diào)解、讀取等工作完成無線光信號(hào)的接入。另外，在信號(hào)的傳輸過程中還需要借助相應(yīng)的輔助設(shè)備進(jìn)行定位，以此來提高傳輸速度和傳輸效率[1]。

1.2 構(gòu)成

無線光通信技術(shù)主要由光電系統(tǒng)、接收機(jī)以及激光源等設(shè)備組成，并通過大氣進(jìn)行光信號(hào)傳輸。由于該技術(shù)是由上述設(shè)備構(gòu)成，因此，僅需確保收發(fā)器之間沒有障礙物，并且視線傳播路徑可以支持兩種發(fā)射功率條件，除了標(biāo)準(zhǔn)的光收發(fā)器之外，無線光通信設(shè)備還需要配備專用的望遠(yuǎn)鏡和光放大器，望遠(yuǎn)鏡和光學(xué)收發(fā)器的組合可以執(zhí)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。

2無線光通信技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 無線光通信技術(shù)應(yīng)用的條件

無線光通信和有線光通信組成了光通信技術(shù)，目前有線光通信技術(shù)在廣域網(wǎng)以及城域網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。然而，隨著近些年來信息技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于通信速率的要求越來越高，通信技術(shù)也不僅僅局限于傳統(tǒng)的有線光通信傳輸方式，與其相比，無線光通信技術(shù)不需要鋪設(shè)光纜，具有高寬帶、低成本的特點(diǎn)，也正因如此，該技術(shù)的應(yīng)用市場越來越大[2]。

無線光通信技術(shù)能夠得到廣泛應(yīng)用的具體原因主要體現(xiàn)在三個(gè)方面，其一是無線光通信技術(shù)以無限激光作為主要的信號(hào)傳輸載體，可以有效提高信號(hào)傳輸速率;其二是無線光通信技術(shù)具備更加經(jīng)濟(jì)快捷的特點(diǎn)，由于不需要鋪設(shè)光纜，而且可以在非常惡劣的環(huán)境中進(jìn)行設(shè)備的架設(shè)，所以可以在很大程度上節(jié)省施工的時(shí)間，對(duì)于一些偏遠(yuǎn)地區(qū)或者特殊環(huán)境下都可以開展通信服務(wù);最后是無線光通信技術(shù)具備更高的通信安全性，因?yàn)椴恍枰饫w所以可以在出現(xiàn)通信故障時(shí)能夠及時(shí)地進(jìn)行修復(fù)，提升通信質(zhì)量。

2.2 無線光通信技術(shù)中存在的問題

如今無線光通信技術(shù)已經(jīng)獲得了廣泛的發(fā)展，其特點(diǎn)和優(yōu)勢已經(jīng)贏得了大眾的普遍認(rèn)可，雖然如此，其中仍然不可避免地存在著許多問題。最顯著的問題是以大氣環(huán)境的影響為主，由于無線光通信系統(tǒng)與傳統(tǒng)的有線光通信之間的區(qū)別在于信號(hào)傳輸?shù)妮d體不同[3]，無線光通信是借助大氣進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)模允艽髿猸h(huán)境的影響特別嚴(yán)重，一旦出現(xiàn)一些特殊的惡劣天氣，就會(huì)導(dǎo)致無線通信的信號(hào)阻斷，例如一些嚴(yán)重的霧天發(fā)生光信號(hào)散射，或者是在一些雨雪天氣中發(fā)生光信號(hào)嚴(yán)重衰減的現(xiàn)象，具體的光信號(hào)受天氣影響衰減程度可見表1。

除此之外，由于無線光通信技術(shù)屬于視距寬帶通信，所以只有具備了一定的視線傳播條件才能實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的信號(hào)傳輸，對(duì)于一些放置較高位置的設(shè)備，就很容易受到環(huán)境的影響，導(dǎo)致設(shè)備晃動(dòng)，進(jìn)而使其難以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)連接。另外，還存在一部分無線廣通信的頻譜尚未取得相關(guān)的許可證，致使其設(shè)計(jì)者或者使用者得不到專業(yè)的操作指導(dǎo)，進(jìn)而也就很容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，造成使用者裸視下眼睛受傷。所以在無線光通信技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中還需要針對(duì)上述問題進(jìn)行改進(jìn)，以免出現(xiàn)通信質(zhì)量問題甚至是人身安全事故[4]。

3無線光通信的傳輸和接入中需要注意的要點(diǎn)

在無線光信號(hào)傳輸?shù)倪^程中需要對(duì)抗干擾問題高度重視，雖然無線光通信技術(shù)與傳統(tǒng)有線通信相比具備非常獨(dú)特的優(yōu)勢，但是在其實(shí)際的設(shè)備安裝和信號(hào)傳輸?shù)倪^程中還需要對(duì)其中出現(xiàn)的問題加以解決，這樣才能實(shí)現(xiàn)既安全又高效的信息傳輸。

3.1 加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的控制

無線光通信系統(tǒng)能夠安全、高效地運(yùn)行需要發(fā)射機(jī)、傳輸天線以及接收機(jī)等設(shè)備的聯(lián)合作用，所以需要對(duì)其各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的把控。

首先是對(duì)發(fā)射機(jī)的控制，因?yàn)槠涔ぷ髟硎菍㈦娦盘?hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，這是需要傳輸?shù)墓庑盘?hào)的主要生成部分，并且光信號(hào)的傳輸以大氣為媒介 ，在激光管芯的作用下經(jīng)光行為耦合，因此傳輸距離越長，耦合標(biāo)準(zhǔn)值越高，由此可見，光信號(hào)的傳輸距離與耦合準(zhǔn)值有著非常密切地聯(lián)系[5]。因此，在設(shè)定耦合準(zhǔn)值時(shí)需要進(jìn)行多方面的考慮，避免出現(xiàn)光信號(hào)設(shè)計(jì)不全的問題，進(jìn)而影響到其后續(xù)的接收性能限制。

其次是對(duì)傳輸天線的控制，由于無線光信號(hào)具備不受光纖等傳輸路徑的制約等特點(diǎn)，所以在其進(jìn)行信號(hào)的傳輸時(shí)一定會(huì)產(chǎn)生發(fā)散角，造成光信號(hào)的損耗，進(jìn)而影響確定傳輸方向。光學(xué)天線一般是由凸透鏡或者是凹面鏡組成，利用聚焦的原理來減少光信號(hào)的散射，從而提高其傳輸質(zhì)量，需要格外注意的是，因?yàn)樘炀€的孔徑大小會(huì)對(duì)接收效率產(chǎn)生影響，所以對(duì)于天線的選擇一定要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)其聚光斑點(diǎn)的尺寸進(jìn)行精確的計(jì)算，以此來提高信號(hào)的接受率。

最后是對(duì)接收機(jī)的控制，由于接收機(jī)在接收信號(hào)時(shí)會(huì)受到外界的干擾而影響信號(hào)質(zhì)量，所以需要對(duì)其接收質(zhì)量進(jìn)行加強(qiáng)，全面提高接收機(jī)的抗干擾能力以及辨別信號(hào)的能力，以此來加強(qiáng)信號(hào)的傳輸效率和質(zhì)量。

3.2 加強(qiáng)對(duì)信號(hào)傳輸精準(zhǔn)度的研究

由于信號(hào)在傳輸時(shí)會(huì)出現(xiàn)信號(hào)丟失的現(xiàn)象，對(duì)于信號(hào)的接收也會(huì)受到外部的干擾，例如其他信號(hào)、大氣層無線波或者是外部的噪聲干擾等等，如果不對(duì)這些干擾源進(jìn)行處理就會(huì)明顯降低接收信號(hào)的質(zhì)量，進(jìn)而影響用戶的使用體驗(yàn)。目前，針對(duì)干擾問題的主要辦法就是加強(qiáng)信號(hào)傳輸?shù)木珳?zhǔn)度，目前還需要相關(guān)研究人員進(jìn)行深入的分析和研究[6]。

3.3 加強(qiáng)對(duì)輔助系統(tǒng)的應(yīng)用

無線光通信輔助系統(tǒng)是進(jìn)行信號(hào)傳輸不可或缺的設(shè)備，該系統(tǒng)可以保證信號(hào)的傳輸速度和精準(zhǔn)度都得到提高。然而，單獨(dú)安裝輔助系統(tǒng)會(huì)占用大量的設(shè)備空間，無線光通信技術(shù)的造價(jià)成本也會(huì)大幅度提高，因此，可以將收發(fā)器與光學(xué)天線結(jié)合起來，這樣既降低了其造價(jià)成本也可以省略掉復(fù)雜的安裝環(huán)節(jié)。不過該方式的具體實(shí)施還需要與設(shè)備的生產(chǎn)廠家進(jìn)行溝通，由工程師將意見反饋給生產(chǎn)廠家，廠家再根據(jù)具體要求進(jìn)行后續(xù)的研發(fā)。

3.4 加強(qiáng)對(duì)安全操作的重視

上文中曾明確提到無線光通信技術(shù)中的光信號(hào)傳輸過程容易對(duì)人體造成傷害，嚴(yán)重的不當(dāng)操作甚至?xí)?duì)操作者的眼睛造成嚴(yán)重?fù)p傷[7]，因此要求操作人員一定要嚴(yán)格按照國家規(guī)定佩戴眼罩進(jìn)行操作，同時(shí)還需要與光信號(hào)保持安全的距離?，F(xiàn)階段我國還沒有更加完備的光信號(hào)保護(hù)措施，希望相關(guān)的科研人員可以繼續(xù)進(jìn)行深入地研究，以期未來能夠徹底解決無線光通信操作人員的人身安全問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)其的無害操作。

4結(jié)束語

總而言之，無線光通信技術(shù)對(duì)于國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著巨大的潛力優(yōu)勢，可以有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)有線通信的空白，如今已經(jīng)成為我國通信技術(shù)領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。然而該技術(shù)并不是十全十美的，所以相關(guān)研究人員還需要不斷對(duì)無線光通信技術(shù)進(jìn)行深入研究，對(duì)其傳輸距離、速率等問題加以解決，以達(dá)到充分發(fā)揮出該技術(shù)作用的目的。

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