無線光通信及其關(guān)鍵技術(shù)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(guān)的探測、信號處理、信道編碼、頻率調(diào)制等關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：無線光通訊;探測技術(shù);信號編碼技術(shù)

前言：無線光通訊技術(shù)因其良好的抗干擾性能被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)絡(luò)中，是無線通訊技術(shù)與光纖相互結(jié)合后所衍生出的一種新型技術(shù)，在實際使用中，具有多種優(yōu)勢。對此，需加強(qiáng)對該技術(shù)的研究與探索，以充分發(fā)揮其在無線通信領(lǐng)域中的價值。

一、無線光通信概念

無線光通信技術(shù)（FSO）是無線通訊技術(shù)與光纖通信技術(shù)相結(jié)合后所形成的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，也可以被看做成一種新型的應(yīng)用手段。該技術(shù)具備了其他兩種技術(shù)的特點與優(yōu)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(xiàn)信息適時傳播的目的，極大程度地降低了網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行快速傳播，以此提高信息的抗干擾性能，為信號傳播的穩(wěn)定性提供保障。該技術(shù)在光的作用下，自動調(diào)節(jié)通信設(shè)備，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)定且高速傳播的效果。

二、無線光通信關(guān)鍵技術(shù)

（一）數(shù)字平滑濾波器技術(shù)

即使FSO自身具備極強(qiáng)的抗干擾功能，能夠極大程度地提高通信信號傳輸?shù)姆€(wěn)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(tǒng)的接收端，且信號的完整性也得不到相應(yīng)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(shù)字平滑濾波器技術(shù)，該技術(shù)主要針對對象為不同類型的噪聲，通過技術(shù)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(huán)境，提高信號的整體質(zhì)量[1]。

（二）光源高頻率調(diào)制技術(shù)

站在FSO具有應(yīng)用特點及優(yōu)勢的角度來看，可以將該技術(shù)進(jìn)一步細(xì)化為光源高頻率調(diào)制技術(shù)。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(yīng)用功率較大且調(diào)制速率較的光源。在對光源進(jìn)行調(diào)制時，應(yīng)注重糾錯技術(shù)的使用，以有效降低碼元發(fā)生錯誤的概率?，F(xiàn)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(fā)時間較早且應(yīng)用時間較長，因此，相關(guān)理論與經(jīng)驗都較為成熟，在使用時也較為穩(wěn)定，還可以同時兼顧當(dāng)前現(xiàn)存的光纖通信系統(tǒng)。而1550nm波段的光源在使用時，其光源的調(diào)制的整體素質(zhì)相對來說較高，且更為穩(wěn)定，并能夠依托于EDFA促使調(diào)制頻率進(jìn)一步實現(xiàn)提升。一般情況下，無線光通信系統(tǒng)在對光源信號進(jìn)行檢測時，會應(yīng)用強(qiáng)度調(diào)制直接檢測方法進(jìn)行，在實現(xiàn)該功能時較為簡單。也會根據(jù)實際情況，使用重新編碼的方式達(dá)到調(diào)制光源的目的，但在實際應(yīng)用過程中，需對調(diào)制開關(guān)進(jìn)行控制，且接收端所接收的編碼頻率應(yīng)低于OOK。

（三）探測及信號處理技術(shù)

探測技術(shù)以及信號處理技術(shù)的應(yīng)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(tǒng)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?jǐn)_，導(dǎo)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(yīng)用探測技術(shù)，對傳輸至接收端的信號進(jìn)行探測，以此保證信號接收的完整性，還可以進(jìn)一步強(qiáng)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(tǒng)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(jìn)行有效解決[2]。

（四）信道及信號編碼技術(shù)

信道編碼技術(shù)通常指在無線通道系統(tǒng)中，對原有且待發(fā)送的信息碼元上再寫入新碼元的一種技術(shù)，且具有自動發(fā)現(xiàn)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(jìn)而導(dǎo)致信號出現(xiàn)錯誤，這時便需應(yīng)用信道編碼技術(shù)對存在錯誤的信號進(jìn)行修改與完善。為了進(jìn)一步增強(qiáng)信號傳播的穩(wěn)定性與準(zhǔn)確性，就需借助特定算法所制定的編碼規(guī)則，并在信號的接收端寫入具有監(jiān)督功能或矯正錯誤的碼元，實現(xiàn)解碼代發(fā)信號的目的，以此對碼元中存在的錯誤進(jìn)行檢測與修正。

而信號編碼技術(shù)則是指當(dāng)使FSO期間，重新對信號接收端所接收到的信息進(jìn)行編碼，以此促使所接收的信息資源的準(zhǔn)確性得以保障，同時還能提高信息接收的穩(wěn)定性，并保證傳播、接收與編輯過程的安全性，在發(fā)展網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的同時對安全技術(shù)的使用提供保障。

（五）網(wǎng)絡(luò)拓寬及通信協(xié)議技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)拓寬技術(shù)是不同設(shè)備與無線通信系統(tǒng)之間共同組織而形成的一種網(wǎng)絡(luò)交互技術(shù)，該項技術(shù)也是無線光通信技術(shù)重點研究的技術(shù)之一。此外，在網(wǎng)絡(luò)拓寬技術(shù)中又包括多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用戶與用戶之間的組網(wǎng)交互技術(shù)、定位導(dǎo)航系統(tǒng)、無線通信技術(shù)等。以實際角度出發(fā)，如果研究機(jī)構(gòu)不同，則在使用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖時也不同。比如，將某一研究機(jī)構(gòu)作為對比分析對象，其在研究網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖時將無線光通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)當(dāng)做重點研究對象，并以鏈接的方式，將不同設(shè)備與通信系統(tǒng)之間所存在的聯(lián)系表現(xiàn)出來，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建以網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)果為主的無線光通信系統(tǒng)。

當(dāng)前我國常使用的通信協(xié)議有兩種即PHY層通信協(xié)議以及MAC層通信協(xié)議，通過對協(xié)議的應(yīng)用，可以充分滿足通信系統(tǒng)多方面的需求。在使用該技術(shù)并得出研究結(jié)果后，將其用于各個通信設(shè)備的建設(shè)中如噪音檢測、通信邏輯鏈路等，以此達(dá)到通信協(xié)議使用的標(biāo)準(zhǔn)。

結(jié)論：作為一種新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其已經(jīng)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(shù)人員需重視該項技術(shù)研究工作的開展，并鼓勵相關(guān)企業(yè)以及具有資質(zhì)的研究機(jī)構(gòu)參與到技術(shù)的研究工作中，以此，促進(jìn)信號處理、光源調(diào)制等技術(shù)進(jìn)一步完善與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]侯亮，谷博.無線光通信關(guān)鍵技術(shù)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(qū)，學(xué)歷：碩士研究生，畢業(yè)于中國傳媒大學(xué);現(xiàn)有職稱：工程師;研究方向：光纖傳輸與通信技術(shù);