无线光通信系统
民航座舱内可见光无线通信系统的布局研究
民航座舱内可见光无线通信系统的布局研究随着航空业的不断发展和技术的不断创新，航空公司和航空制造商对飞机内部通信系统的要求也越来越高。
传统的无线通信系统在飞机上存在一些局限性，如信号干扰、安全等问题。
研究人员开始关注可见光通信技术，这种技术可以通过光信号传输数据，避免无线频段的干扰问题，提高通信的安全性和稳定性。
本文将对民航座舱内可见光无线通信系统的布局进行研究，探讨系统的优势和布局方案。
一、可见光通信技术的优势可见光通信技术是一种新型的无线通信技术，通过LED灯或激光器发射出的光信号传输数据。
相比传统的无线通信技术，可见光通信具有以下几个优势：1. 高安全性：可见光通信系统不会穿透隔墙，只能在灯光照射的范围内进行通信，因此具有很高的安全性，能有效避免信息被窃听和干扰的风险。
2. 无干扰：由于可见光通信系统工作在可见光波段，不受无线频段的干扰，通信质量更加稳定可靠。
3. 高速率：可见光通信系统具有高传输速率的特点，可以满足多种高带宽应用的需求。
4. 低成本：可见光通信系统可以利用现有的照明设备进行布局，不需要额外的设备投资，具有较低的成本。
二、座舱内可见光无线通信系统的布局在民航座舱内布局可见光无线通信系统时，需要考虑飞行安全、通信覆盖范围和设备布局等因素。
下面将针对这些因素进行布局研究：1. 通信覆盖范围的确定座舱内的可见光无线通信系统需要覆盖整个飞机内部空间，包括头等舱、商务舱和经济舱等区域。
为了保证通信的连续性和稳定性，需要对通信覆盖范围进行合理规划和布局。
2. 光源的选择和布局在可见光无线通信系统中，光源是非常关键的组成部分，通常采用LED灯或激光器作为光源。
在座舱内布局光源时，需要考虑以下几点：（1）选择合适的光源类型和数量，保证光通信系统在整个座舱内具有良好的覆盖范围和通信质量。
（2）根据座舱内的布局和结构特点，精确布置光源，避免光信号的遮挡和干扰。
4. 安全性和飞行安全考虑在座舱内布局可见光无线通信系统时，需要充分考虑飞行安全的因素。
无线光通信技术综述
无线光通信技术综述作者：刘相如来源：《世界家苑·学术》2017年第12期摘要：简单介绍了无线光通信技术在国内外发展现状，以及在通信领域的应用概况。
通过描述无线光通信系统组成、拓扑结构、技术特点、优势以及不足，多方面详细地介绍了光无线通信技术（FS0）。
关键词：无线光通信（FSO）；通信；光纤一.引言随着社会信息化程度的不断提高，通信技术的突飞猛进，高速率数据传输的要求和应用越来越广泛，光通信的高性能传输速率顺应通信发展的需求，已成为了当前传输网络的骨干载体，占据市场的主导地位。
而光通信分为有线光通信和无线光通信。
有线光通信即光纤通信，无线光通信又称自由空间光通信（FSO，Free Space Optical Communication）。
无线光通信是指一种通过在自由空间中传输激光信号来实现点对点、点对多点或多点对多点间语音、数据、图像信息的双向通信的技术。
FSO具有传输速率高、无需申请频段许可、成本低、抗干扰性强、传输保密性好、组网方便灵活等特点，广泛应用于移动通信基站互连、多用户局域网延伸以及各种临时网络的信息无线传输和星际激光通信领域。
军事上则可应用于战斗打响前无线电静默期间的短距离通信，或战斗打响后的保密通信，海岸与海岸之间、海岛之间，边防哨所之间，舰船之间，导弹发射现场与指挥中心之间的短距离通信等。
最初无线光通信的应用仅限于星际通信和国防通信领域，随着光器件制造技术的发展和市场特殊地域的通信需求，FSO也迎来了广阔的发展机遇二、无线光通信系统的构成光无线通信是一种视距传输技术，以大气作为媒质。
实现电一光和光一电的转换，系统包括三个基本组成部分：发射机、信道和接收机。
具体设备则包括专用望远物镜、标准光收发机和高功率的Er、Yb光放大器等。
只要在收发设备之间存在无遮挡的可视距路径和足够的光发射功率，就可以进行通信。
光无线通信实现的是点对点传输，每一端都需设有光发射机和光接收机，实现全双工的通信。
无线光通信技术研究
无线光通信技术研究随着无线通信技术的迅猛发展，无线光通信技术逐渐受到广泛关注和研究。
无线光通信技术是利用光传输信号进行通信的一种技术，相较于传统有线通信和无线电波通信，它具有更高的传输速度和更远的传输距离。
近年来，随着光纤传输速度的不断提高、光电器件的不断升级以及太阳能电池的广泛应用，无线光通信技术得以快速发展。
作为一种全新的无线通信技术，无线光通信技术正成为未来通信技术的研究重点。
优点：相较于传统的有线通信和无线电波通信，无线光通信技术具有多种优势：1.传输速度较快：无线光通信可以提供高速和高带宽传输，理论上允许传输速度高达几十兆比特每秒甚至是几百兆比特每秒。
2. 传输距离远：传统无线电波通信易遭遇干扰和信号丢失，无线光通信则尽可能避免了这些问题。
同时，无线光通信技术还可以随着传输距离的增加，适当加强光波的放大程度，从而实现更远的传输距离。
3. 无电磁干扰：传统无线电波通信会产生电磁波辐射，对人体健康有一定的影响，而无线光通信则基本上不会产生电磁波辐射，避免了对人体的辐射影响。
4. 信号安全：无线光通信技术不会被其他无线电波或电磁干扰，数据传输具有更高的保密性。
应用：1.室内位置精确定位无线光通信技术被广泛应用于室内位置定位，通过搭建无线光通信系统，在室内环境下可以实现全方位的精确定位。
2.无线室内网络无线光通信技术在无线网络方面也有着广泛的应用，通过搭建无线光通信系统，可以实现室内网络覆盖和高速传输。
3.移动互联网随着移动互联网用户的不断增加，无线光通信技术也被广泛应用于移动互联网，提升了移动互联网的速度和稳定性。
4.行业技术升级无线光通信技术不仅提高了用户的网络体验，也为各行业提供了更快、更高效的数据传输和处理。
例如，在医疗领域，无线光通信技术可以实现医学图像传输和药物治疗监测。
难点：尽管无线光通信技术有着广泛的应用前景，但是与其他通信技术相比，在技术实现方面还存在很多难点：1.信号抗干扰能力无线光通信技术需要在信号传输过程中保证信号不会被干扰，这需要在系统设计和光学器件制造方面进行技术上的创新。
无线光实验报告
1. 了解无线光通信的基本原理和关键技术；2. 掌握无线光通信系统的搭建和调试方法；3. 分析无线光通信系统的性能，并对其进行优化。
二、实验原理无线光通信技术是一种利用光波作为信息载体的通信方式，具有传输速度快、频带宽、抗干扰能力强等优点。
本实验采用激光作为光波源，通过光电二极管接收光信号，实现无线光通信。
无线光通信系统主要由以下部分组成：1. 发射端：包括激光器、调制器、放大器等；2. 传输介质：如空气、光纤等；3. 接收端：包括光检测器、解调器、放大器等。
实验中，我们使用激光作为光波源，通过调制器对光信号进行调制，实现信息的传输。
在接收端，光检测器将光信号转换为电信号，解调器对电信号进行解调，恢复出原始信息。
三、实验设备与材料1. 激光器：输出波长为650nm的激光；2. 光电二极管：用于接收光信号；3. 调制器：用于对光信号进行调制；4. 解调器：用于解调电信号；5. 放大器：用于放大信号；6. 光学平台：用于搭建无线光通信系统；7. 电源：为实验设备提供电源；8. 光学元件：如光纤、透镜等；9. 电脑：用于控制实验设备，分析实验数据。
1. 搭建无线光通信系统：将激光器、调制器、放大器、光电二极管、解调器等设备连接到光学平台上，调整光学元件的位置，使激光束聚焦到光电二极管上。
2. 设置调制器：根据实验要求，设置调制器的调制方式（如振幅调制、频率调制等）和调制频率。
3. 连接电源：将实验设备连接到电源，开启电源，使实验设备正常工作。
4. 发送光信号：通过电脑控制调制器，向光电二极管发送光信号。
5. 接收光信号：光电二极管将光信号转换为电信号，解调器对接收到的电信号进行解调，恢复出原始信息。
6. 测试系统性能：通过改变实验参数，如激光功率、调制频率等，测试无线光通信系统的性能，如误码率、信噪比等。
7. 分析实验数据：对实验数据进行整理和分析，得出实验结论。
五、实验结果与分析1. 实验数据：（1）激光功率：1mW；（2）调制频率：1MHz；（3）误码率：0.1%；（4）信噪比：20dB。
光通信系统中无线光通信技术的研究
光通信系统中无线光通信技术的研究一、引言随着人们对高速率数据传输需求越来越高，无线光通信技术作为一种高带宽、高可靠性、安全性高、抗干扰能力强、适应性好等优点的无线传输方式，被广泛应用于智能家居、工业自动化、无人驾驶、医疗卫生等领域，成为继有线、WIFI等传统通信技术之后的有效补充。
随着技术的不断发展，光通信系统中的无线光通信技术也得到了快速的发展和应用。
本篇文章拟结合当前的技术进展，以及实际应用场景，对光通信系统中的无线光通信技术进行研究和探讨。
二、技术背景随着无线通信技术的不断发展，各类无线通信技术的研究报告和实际应用也越来越多。
在光通信系统中，无线光通信技术作为一种新型的无线通信技术，在传输速率、信号质量等方面具有明显的优势，因而得到了越来越多的关注。
1.无线光通信技术的概念无线光通信技术是指利用无线电频段的光波通过空气或水中的传输，实现光通信和无线通信技术融合的一种新型传输技术。
无线光通信技术目前主要应用于高速率数据传输领域，如高速互联网、高清视频、虚拟现实、车联网、工业自动化、医疗卫生等领域。
2.无线光通信技术的发展历史随着光通信技术的不断发展，无线光通信技术也得以发展和应用。
无线光通信技术最初是由韩国研究人员提出，此后得到了全球范围内的重视和研究。
无线光通信技术的应用领域也在不断扩展和深化，不断向着更加先进的水平迈进。
三、技术原理无线光通信技术是利用空气或水中的介质，传输通过无线电频段的光波，实现光通信和无线通信技术的融合。
无线光通信技术的传输速率和信号质量比传统的无线通信技术要好很多。
1.无线光通信技术的工作原理无线光通信技术的传输方式是将高速数据通过电信号转变为高频光信号，然后通过无线光通信传输技术途径进行数据传输。
当信号经过传输后，再将光信号通过光检波器转变为电信号，进而实现了数据的传输。
该过程中，无线光通信技术需要光纤或者空气中的介质来传播光信号。
2.无线光通信技术的传输距离和速率无线光通信技术的传输距离和传输速率是两个主要指标。
《2024年短距离无线光通信若干关键技术的研究》范文
《短距离无线光通信若干关键技术的研究》篇一一、引言短距离无线光通信技术（Short-Range Wireless Optical Communication, SWOC）以其高速率、大容量、低成本和免授权频谱等优势，近年来备受关注。
在诸多应用场景中，如数据中心间的高速数据传输、校园及办公楼的内部通信、室内定位和智能环境建设等，SWOC技术都发挥着重要作用。
然而，要实现稳定、高效的无线光通信，仍需对若干关键技术进行深入研究。
本文将针对短距离无线光通信的若干关键技术进行探讨，以期为相关研究与应用提供参考。
二、关键技术研究1. 光源与探测器技术在无线光通信系统中，光源与探测器是重要的组成部分。
其性能直接影响着系统的传输速率、误码率以及传输距离。
因此，提高光源与探测器的性能是提升SWOC技术的重要手段。
目前，常用的光源包括激光二极管（LD）和发光二极管（LED）。
其中，LD具有高亮度、高指向性等优点，适用于长距离传输；而LED 具有低功耗、低成本等优势，适用于短距离通信。
对于探测器而言，高灵敏度、低噪声的探测器能够提高系统的接收性能。
2. 信号调制与解调技术信号调制与解调是无线光通信系统中的关键技术之一。
通过调制技术将信息加载到光信号上，再通过解调技术将信息从光信号中提取出来。
目前，常用的调制方式包括强度调制、相位调制和频率调制等。
针对不同的应用场景和传输需求，选择合适的调制方式是提高系统性能的关键。
此外，解调技术的性能也直接影响着系统的误码率。
因此，研究高性能的信号调制与解调技术对于提高SWOC系统的性能具有重要意义。
3. 信道编码与纠错技术信道编码与纠错技术是提高无线光通信系统可靠性的重要手段。
在光信号传输过程中，由于各种因素的影响，如大气湍流、多径效应等，会导致信号衰落和误码。
通过信道编码技术，可以在发送端对信息进行编码处理，以增加信息的冗余度，从而提高接收端的解码性能。
同时，采用纠错技术可以在接收到信息后进行错误检测和纠正，进一步提高系统的可靠性。
无线光通信
无线光通信(FSO)是指无线激光通信(OWC)，又称自由空间激光通信(FSO)。
自从1960年激光的出现以来，许多学科的发展都得到极大地促进了，而其在通讯领域的表现尤为突出。
激光良好的单色性、方向性、相干性及高亮度性等特点正是光通信所需的理想光源，将激光用于通信的想法随之产生，从此掀开了现代光通信史上崭新的一页，经过近40年的努力，各项基本技术有了很大的发展，在当今的信息传递中占有非常重要的地位。
激光通信是利用激光光束作为信息载体来传递信息的一种通信方式，和传统的电通信一样，激光通信可分为有线激光通信和无线激光通信两种形式。
有线激光通信就是近二、三十年来迅猛发展起来的以光导纤维作为传输媒质的光纤通信，目前己成为高速有线信息传输的骨干，具有了相当的规模，正在逐步取代传统的电缆通信。
但必须有安装光缆用的各种基本敷设条件，当遇到恶劣地形条件时，工程施工难度大，建设周期长，费用高。
无线激光通信也称自由空间激光通信，它不使用光纤等导波介质，直接利用激光在大气或外太空中进行信号传递，可进行语音、数据、电视、多媒体图像的高速双向传送，不仅包括深空、同步轨道、低轨道、中轨道卫星间的光通信，还包括地面站的光通信，是目前国际上的一大研究热点，世界上各主要技术强国正投入大量人力和物力来争夺这一领域的技术优势。
根据其使用情况，无线光通信可分为:点对点、点对多点、环形或网格状通信。
而从光可以有一定穿透能力的介质来看，光在自由空间的传播介质有近地面大气层、远离地面的深空和水三种，因此，根据其传输信道特征则又可分为:大气激光通信、星际(深空)激光通信和水下激光通信。
按传输信道特征，目前研究开发的范畴可划分如下:现代社会信息的日益膨胀，使信息传输容量剧增，现行的无线微波通信出现频带拥挤，资源缺乏现象，开发大容量、高码率的无线激光通信是未来空间通信发展的主要趋势，和光纤通信对常规电缆通信的逐步替代相类似，有关专家认为，无线激光通信是今后发展卫星高码率通信的最佳解决方案，在商业上，未来的“无线”激光通信将提供一个立体的交叉光网络，在大气层内外和外太空卫星上形成庞大的高速率、大容量的通信，再与地面的光纤通信网相连接，提供未来所需的各种通信业务需求。
无线光通信系统的关键技术及应用 无线光通信技术发展现状
无线光通信系统的关键技术及应用无线光通信技术发展现状1.无线光通信系统的关键技术及应用超宽带(UWB)调制技术采用上升和下降时间都非常快的基带脉冲成形，这样脉冲占用的带宽高达几GHz，因此最大数据传输速率可达几百Mbps。
这样避免了传统的窄带调制技术所需的上变频过程。
另外由于发射机的脉冲成形不经过上变频直接用于天线，UWB技术可以利用低成本的宽带发射设备。
UWB技术除了带宽大，通信速率高之外，还有许多其他有点。
首先，UWB通信的保密性好，其系统发射功率谱密度非常低，有用信息完全淹没在噪声中，被检测到的概率很低。
其次，UWB能抗多径衰落，因为UWB系统每次的脉冲发射时间很短，在反射波到达之前，直射波的发射和接收已经完成，所以UWB系统适合在高速移动环境下使用。
而且，UWB通信被称为无载波的基带通信，它几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此减小了系统复杂性。
可以说，UWB通信是一种低成本、低功耗、高速率、简单有效的优秀无线通信方式。
2002年2月14日美国通信协会(FCC)批准了UWB用于短距离无线通信的申请。
UWB的带宽被限制在3.1-10.6GHz范围内，该频带上的发射功率要求低于41dBm，这是为了保护GPS 应用、以及航空和军事应用。
超短脉冲使应用UWB的雷达具有高的分辨率，而宽带宽使其拥有高的信号速率适用于下一代无线局域网。
2.无线光通信技术发展现状随着通信技术的发展，无线光通信在网络宽带工电视台等领域中得了到广泛的应用，但在应用过程中，无线光通信技术仍然存在许多问题。
虽然近年来有解决策略不断的被提出，但目前仍然没能找到完善的解决措施，限制了通信领域的进一步发展。
首先，无线光通信在进行信息传输的过程中，是依靠大气中的光子信号进行传输的，因此，环境、气候的变化对无线光通信的传输效率与效果会产生很大的影响。
无线光通信的信号传输效果，同时还受到距离长短，与效果会产生很大的影响。
无线光通信的信号传输效果，同时还受到距离长短的影响，发射机与接收机之间的传输距离越大，其光束就越宽，接收端接收到的信号质量就越差，到日前为止，针对这工问题还没有有效的解决措施。
无线光通信
光通信分为有线光通信和无线光通信两种。
其中，有线光通信即光纤通信，已成为广域网、城域网的主要传输方式之一；无线光通信又称自由空间光通信(FSO，Free Space Optical communication)。
近年来，随着“最后一公里”对高带宽、低成本接入技术的迫切需求，FSO 在视距传输、宽带接入中有了新的发展机遇，同时由于光通信器件制造技术的飞速发展，无线光通信设备的制造成本大幅下降，FSO得到越来越多的应用。
虽然目前FSO的使用无需通过政府的频率许可（目前无线电频率划分至300GHz，而光波远远超过该频率），但对于无线电管理部门来说，了解这种全新的通信技术的特征和发展趋势是大有裨益的。
1 无线光通信系统的构成无线光通信系统以大气作为传输媒质来进行光信号的传送。
只要在适当距离的收发两个端机之间存在无遮挡的视距路径和足够的光发射功率，即可实现无线光通信。
无线光通信系统的一般原理如图1所示，由激光源、掺铒光纤放大器、发射光学系统、接收光学系统和接收机等组成，具体仪器包括专用望远物镜、标准光收发机和高功率的Er/Yb光放大器等，其中望远物镜和光收发送机组合在一起。
其关键技术是多径发射和使用放大器补偿光通道损耗。
在点对点传输的情况下，每一端都设有光发射机和光接收机，可以实现全双工通信。
系统所用的基本技术是光电转换。
光发射机的光源受到电信号的调制，通过作为天线的发射光学系统，将光信号通过大气信道传送到接收机望远镜；接收机望远镜收集接收到光信号并将它聚焦在光电检测器中，光电检测器将光信号转换成电信号。
由于大气空间对不同光波长信号的透过率有较大的差别，FSO系统一般选用透过率较好的波段窗口，最常用的光学波长是近红外光谱中的850nm；还有一些FSO系统使用1500nm波长频段，可以支持更大的系统功率。
无线光通信的应用无线光通信的主要应用可归结为如下几个方面。
(1)在不具备有线接入条件或原带宽不足时提供高效的接入方案无线光通信可以不必在城市内破路埋线而快速地在楼宇间实现宽带数字通信，也可在不便铺设光缆地区、没有桥梁的大河两岸之间实现宽带数据通信传输。
无线光通信技术的发展
无线光通信技术的发展一、引言无线光通信是一种使用可见光通信的技术，通过发射LED或激光二极管的光信号来传输信息。
近年来，随着物联网、5G等技术的快速发展，无线光通信技术也取得了大量的进展。
二、发展历程无线光通信最早可以追溯到1880年代，当时康涅狄格州戴尔豪斯大学公共事务学院的艾伦·柯林斯学院教授发明了一种声音信号传输技术，利用阴极射线管发射光线，在接收端再翻译成声音。
20世纪60年代，研究人员利用电视机的荧光幕进行光通信实验，并取得了成功。
此后，各种光通信技术逐渐发展壮大，无线光通信技术也逐渐应用于各个领域。
三、技术原理无线光通信技术是利用可见光的高频与高带宽的特性来传输数据信号的，它的数据传输速度非常快。
在传输时，无线光通信技术通过LED或激光二极管发射红、绿、蓝等几种不同颜色的光信号，根据不同的光信号可以传送不同的数据信息，接收端通过转换和解码完成数据的接收。
四、应用领域无线光通信技术可应用于室内和室外多种场景，如无线数据传输、物联网、室内定位、智能家居、无线监控等。
当然，在现有的应用中，无线光通信技术遇到了一些挑战，比如传输距离较短、干扰较大、成本较高等。
五、未来发展未来，随着技术的不断发展，无线光通信技术将在下列几个方面有新的突破：1.传输距离的扩大。
目前无线光通信技术传输距离较短，未来将有可能通过改进传输机制和设备技术极大地提高传输距离，甚至可以达到几公里以上。
2.技术的成本降低。
当前无线光通信技术成本较高，成本的下降将使其更加普及，可以在更多的应用场景下广泛应用。
3.智能化的发展。
未来随着智能家居、智能城市等应用的不断普及，无线光通信技术也将会更加智能化，以更好地满足人们对信息、安全、舒适等多方面的需求。
六、结论无线光通信技术是一项十分有前途的技术，它具有高频、高损耗、干扰小、数据传输速度快等优势。
虽然现在在关键技术方面还有很多需要解决的问题，但它未来会有较大的发展空间，将会在更多的领域应用到。
无线光通信
无线光通信1. 简介无线光通信（Wireless Optical Communication）是一种通过无线传播光信号来进行通信的技术。
它利用可见光或红外光进行信息传输，可以实现高速、大容量、安全可靠的无线通信。
无线光通信技术已经得到广泛应用于室内无线网络、无线传感器网络、激光通信、机器人通信等领域。
2. 原理无线光通信的原理是基于光的传输与接收。
发送端使用LED或激光二极管将电信号转换成光信号，经过传输介质（通常是空气）传输到接收端。
接收端的光接收器接收光信号，并将其转换成电信号，从而完成信息传输。
3. 技术细节3.1 发送端发送端通常由以下组件组成：•光源：LED和激光二极管是两种常用的光源。
LED通常用于短距离通信，激光二极管则适用于长距离高速通信。
•调制器：用于将电信号转换成光信号。
常见的调制方式包括振幅调制（AM）、频率调制（FM）和脉冲位置调制（PPM）等。
•光透镜：用于聚焦光信号，提高信号的传输距离和接收效果。
•驱动电路：用于控制光源的亮度和频率。
3.2 传输介质传输介质是无线光通信中的关键因素之一。
在室内环境中，空气是最常见的传输介质。
在一些特殊的情况下，也可以使用其他介质如水、玻璃等作为传输介质。
传输介质的特性会影响光信号的传输距离和衰减情况。
3.3 接收端接收端通常由以下组件组成：•光接收器：用于接收光信号并将其转换成电信号。
常见的光接收器包括光电二极管和光电二极管阵列。
•放大器：用于放大接收到的信号，提高信号的强度和质量。
•解调器：用于将电信号解调成原始的信息信号。
•控制电路：用于控制接收端的工作状态和参数。
4. 优势和应用4.1 优势无线光通信相比传统的无线电通信具有以下优势：•高速传输：无线光通信可以实现几十兆甚至几百兆的传输速率，远高于无线电通信的速率。
•大容量：利用光的频谱资源，无线光通信可以实现更大的数据传输容量。
•低干扰：无线光通信使用的光波不会产生电磁干扰，适用于医疗、航空等对电磁干扰敏感的场景。
无线光通信技术的研究和应用
无线光通信技术的研究和应用一、引言随着信息技术的进步，无线通信技术在各个领域中得到了广泛应用。
而在无线通信技术中，无线光通信技术更是受到了越来越多的关注和研究。
光通信技术是一种高频宽带的通信技术，它可以通过光波介质来进行大容量、高速、高可靠性的数据传输，已经成为了现代通信网络中不可或缺的一种技术手段。
本文将从基本概念、技术特点和应用场景三个方面，对无线光通信技术的研究和应用进行探讨。
二、基本概念无线光通信技术（Wireless Optical Communication，WOC）是一种通过光波介质来进行数据传输的通信技术。
与传统的无线通信技术相比，无线光通信技术的特点是频段高、带宽宽、传输速度快、传输成本低、信号抗干扰能力强等。
传统的无线通信技术中，频段被占用已经非常严重，受限于频谱资源和信道带宽等因素，无法实现更高效的数据传输。
而无线光通信技术直接通过光波介质进行传输，可以充分利用高频率的光波传输，从而实现更高效、更宽带的数据传输。
此外，光通信技术消除了电磁干扰，减小了信号抖动和抗干扰能力更强，传输质量更加稳定可靠。
三、技术特点1. 宽带高速无线光通信技术采用的是光波脉冲传输，它在传输数据时可以利用高频率的光波来实现宽带传输。
目前，研究者已经将其成功应用于多样化数据的传输，包括语音、高清视频、网络游戏等。
同时，无线光通信技术的传输速度也十分快，一般可以达到Gbps级别，并且有着毫秒级别的响应速度，满足了大容量、高速度数据传输的需求。
2. 节省成本与有线网络相比，无线光通信技术可以免去铺设线缆的繁琐过程和成本。
光通信技术采用的是光纤介质，一条光纤可以传输大量的数据，而且不受环境干扰。
这样一来，无线光通信技术可以在不增加物理线路的情况下，实现更有效率的通信服务。
3. 抗干扰性强无线光通信可通过光波介质进行传输，该介质对电磁干扰的抵抗能力十分强。
另一方面，无线光通信技术克服了频段被占用的情况，频段宽扩，不同TDMA、CDMA等技术的交错应用极大化，提高了整个系统的信号抗干扰能力，从而真正实现安全的数据传输。
无线光通信系统的设计与实现
无线光通信系统的设计与实现随着无线通信技术的快速发展，无线光通信系统也成为一个备受瞩目的领域。
无线光通信系统是指通过红外线或可见光等光线来进行信息传输的无线通信技术。
与传统的无线通信相比，无线光通信系统具有更高的数据传输速率、更高的带宽和更小的能耗等优势，被认为是未来的主流通信技术之一。
本文将介绍无线光通信系统的设计与实现。
一、无线光通信系统的原理无线光通信系统包括两个主要的组成部分：发送端和接收端。
发送端通过光源将原始数据转换为数字数据，然后通过光学调制器将数字数据调制到光信号中进行传输。
接收端通过光信号传感器将光信号转换为数字数据，然后通过数字信号处理器将数字数据解调还原为原始数据，最后将其传输给接收端。
二、无线光通信系统的设计无线光通信系统主要包括以下三个方面的设计：1. 光源与光学调制器的设计光源是无线光通信系统中最重要的组成部分之一，其性能直接影响到整个系统的传输速率和带宽。
常用的光源包括LED和激光二极管等。
在选择光源时，需要考虑其发光强度、响应速度和波长选择等因素。
光学调制器则用于将数字数据调制到光信号中进行传输。
常见的光学调制器包括氧化锌薄膜调制器、电吸收调制器和光电传感器等。
2. 光学通信信道的设计光学通信信道是无线光通信系统中最关键的环节之一，其性能直接影响到系统的传输质量和可靠性。
在设计光学通信信道时，需要考虑以下因素：(1) 设计合适的发射功率和接收灵敏度，以保证传输的可靠性。
(2) 根据应用场景的不同，选择合适的波长范围，以提高传输的质量和可靠性。
(3) 选择适当的数据传输速率和带宽，以满足应用的需求。
3. 数字信号处理的设计数字信号处理在无线光通信系统中起到了至关重要的作用。
它使得系统可以对数字数据进行解调和解码，从而将其还原为原始数据。
在设计数字信号处理器时，需要考虑以下因素：(1) 选择合适的解调算法和解码算法，以保证数据的准确性和可靠性。
(2) 设计可扩展的系统框架，以便于在未来添加新的功能和调整参数。
无线光接入技术(FSO)
相较光纤通信，FSO成本低、安装方便 FSO工作在不许管制的光谱，不发要发 放许可证 当添加其它节点时，网问题
考虑到人眼安全问题——主要是激光对眼睛的损伤 ,其损伤 程度可以使眼睛视力降低, 甚至完全失明。
但这种损伤并非所有量级激光能引起,而是有一最低限度(即 致伤阈值), 只有当激光能量密度或功率密度超过此阈值时 才会对眼睛造成伤害 。不同波长对人眼的危害程度也不同。 实 验 表 明 ,1400nm 以 上 的 激 光 对 人 眼 的 致 伤 阈 值 要 比 1400nm以下的激光大 50 倍以上, 因此建议选用 1550nm 作为工 作波长。
天线设计三个要点：
天线孔径——孔径越大增益越高，但增加到一定值后对系统接收性能 的影响越来越小。 天线轴线对准激光光束轴线时，接收效率最高。因为高斯光束截面的 光强成高斯分布。 聚焦点须对准接收光信号的PIN或APD的有源面。有源面面积非常小， 直径100微米。
大气对通信影响的机理
100 80 透射百分比 60 40 20 0
无线光接入技术(FSO)
无线光通信系统
定义：利用大气作为传输媒介，进行光传输通信。
FSO：根据激光 管芯发出的椭 圆形发散光斑， 进行光学准直 后，直接传输 到大气中传播
光纤通信： 光信号进 行同轴耦 合到光纤 内传输
信号输入 光发射机 大气传输 光学天线 光接收机
光学天线
主要利用凸透镜或凹面镜对发散的光斑进行聚集，以降低光信 号的发散损耗
窗口 波长(μm) 0.72—0.92 0.97—1.0 1.2—1.3 1.5—1.75 1.95—2.4
0.94
1.13 1.38
1.90
2.70
无线光通信系统[发明专利]
![无线光通信系统[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/53664a3c28ea81c759f578c9.png)
专利名称：无线光通信系统
专利类型：发明专利
发明人：不公告发明人
申请号：CN201610559406.2申请日：20160715
公开号：CN107623549A
公开日：
20180123
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种无线光通信系统，包括信号接收端和信号发射端，所述信号接收端和信号发射端通过谐振光束无线连接；所述信号接收端通过所述谐振光束向所述信号发射端输送光电流；所述信号发射端接收所述光电流后，信号发射端通过所述谐振光束向所述信号接收端发送身份认证信息。
实施本发明的无线光通信系统，能够通过信号接收端与信号发射端建立的谐振光路传送光电流和发送身份认证信息，使得信号发射端无需设置内部的电源，减轻体积和重量，还能提高信息发送的安全性。
申请人：深圳光启高等理工研究院
地址：518057 广东省深圳市南山区高新区中区高新中一道9号软件大厦2楼
国籍：CN
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国家重点实验室无线光通信系统综述Introduction to Optical Wireless Communication Systems报告人：刘增基资料提供：易湘岳鹏尚韬姚明旿ISN国家重点实验室2012年3月1国家重点实验室无线光通信系统综述•概述•无线光通信链路的组成和基本原理•无线光通信的信道特征•无线光通信系统的信息传输技术•无线光通信的捕获瞄准跟踪（APT）技术•无线光通信系统的研究与发展（举例）2国家重点实验室无线光通信系统概述定义与分类•定义：无线光通信系统是以光波为信息载体的无线通信系统。
•按工作波段可分为红外光通信、可见光通信、紫外光通信。
信紫外光通信•按应用环境可分为室内光通信、近地大气激光通信、地对空/空对地光通信、空对空光通信、水下光通信。
光通信水下光通信3国家重点实验室无线光通信系统概述特点（1）•无需申请频率使用许可证，频谱资源丰富申率许谱富4国家重点实验室无线光通信系统概述特点（2～10）•拥有光纤传输的宽带性能•传输隐蔽性和安全性好•抗电磁干扰能力强•快速链路部署，建网速度快（与光纤比）•设备尺寸小（与微波比）•对上层协议透明•实施成本相对低廉•大气激光通信受气象条件（特别是雾）影响较大般采用定向天线（束散角为几毫弧度至几十微•一般采用定向天线（束散角为几毫弧度至几十微弧度），需要自动捕获瞄准跟踪（APT）系统。
5国家重点实验室无线光通信系统概述应用场景•室内LED可见光无线局域网•近地大气激光通信用于切不便于铺设光用于一切不便于铺设光缆或光缆中断的场合，实现宽带接入、基站互联、点对点专用链路及组网通信。
站互联点对点专用链路及组网通信•卫星激光通信，包括星际通信和星地通信。
•深空激光通信•蓝绿激光对潜通信6国家重点实验室无线光通信链路的组成线信•点对点无线光通信双向链路由光发射机及天线、光波信道、光接收机及天线以及电的控制终端等设备组成光接收机及天线以及电的控制终端等设备组成。
•光发射机（E/O ）：实现光载波的产生、调制、功率放大。
光发射天线实现已调光载波的定向发射•光发射天线：实现已调光载波的定向发射。
•光接收天线：聚集已调光载波的能量。
）：将接收的光信号转换为电基带信号•光接收机（O/E ）：将接收的光信号转换为电基带信号。
•电控制终端设备：实现双向通信控制及用户信息的收发。
光电电光发射机光接收机光接收天线光发射天线波信道控制终控制终7端端光发射机光接收机光接收天线光发射天线国家重点实验室无线光通信的基本原理•发端（E/O）：载有信息的基带电信号对特定波长的光载波进行调制，变换为已调光信号，然后通过光学天线向特波进行调制变换为已调光信号然后通过光学天线向特定的空间和方向发射光波。
传播：源点发射的光波经过空间的传播到达目的点。
•传播：源点发射的光波经过空间的传播到达目的点•收端（O/E）：通过光学天线接收微弱的已调光信号，通过检测（解调）、放大等处理还原为基带电信号。
•调制方式：直接调制（内调制）、间接调制（外调制）•光源：光电二极管（LED）、激光器（LD）•光检测器：PIN、APD、光电倍增管、CCD•光学天线：球面镜或非球面镜调制传播解调基带电信号已调光信号微弱光信号基带电信号8国家重点实验室无线光通信的信道特征（1）几何衰减光波自由空间传播θ（能量扩散）衰减，发收国家重点实验室无线光通信的信道特征（2）大气衰减效应•光波在大气层中传播的过程中势必受到大气分子（H O、CO）和气溶胶粒子（雨、雪、雾、霾22等粒子）的吸收和散射。
般情况下气溶胶粒子的吸收作用和气体分子的•一般情况下气溶胶粒子的吸收作用和气体分子的散射作用不明显，可忽略不计，而通过选择合适的大气窗口波段也可以避免气体分子的吸收；的“大气窗口”•主要考虑气溶胶粒子的散射引起的衰减。
•不同气象条件下的衰减系数和能见度的关系如下表所示。
•大气衰减与波长的关系（后述）大气衰减与波的关系10国家重点实验室无线光通信的信道特征（2）大气衰减效应衰减系数和能见度的关系（波长1550nm）气象状态能见距离V 衰减系数-1对数衰减系-1 (km)数(dBkm)无线光通信的信道特征国家重点实验室（2）大气衰减效应衰减系数对数衰减系能见距离V(km-1) 数(dBkm-1)1km 2.3291-10.1152国家重点实验室无线光通信的信道特征（2）大气衰减效应衰减与波长的关系衰减与波长的关系：3913.91)()()0.550.55m V δδλλμ−−=国家重点实验室无线光通信的信道特征（3）大气湍流效应•当激光束直径远小于湍流尺度时，湍流使光束产当激光束直径远小于湍流尺度时湍流使光束产生随机偏折，而产生光束漂移。
•当激光束直径与湍流尺度差不多时，湍流使光束当激光束直径与湍流尺度差不多时湍流使光束截面发生随机偏转，形成到达角起伏，在光探测器的光敏面上将出现像点抖动。
器的光敏面上将出现像点抖动•当激光束直径远大于湍流尺度时，激光束截面内包含许多涡旋，使光束的强度和相位在空间和时使光束的强度和相位在空间和时间上出现随机变化。
湍流的效应不是孤立存在的湍流尺度在一定范•湍流的效应不是孤立存在的，湍流尺度在一定范围内分布，不同尺度的湍流各自起相应的作用。
14国家重点实验室无线光通信的信道特征（3）大气湍流效应•当激光束直径远大于湍流尺度时，激光束截面内包含许多涡旋，它们具有不同的折射率。
光波入射到这些气团后发生折射，从而使光波经过多条传播路径到达接收点，后发生折射从而使光波经过到达接收点这些射线产生干涉，从而使光束的强度和相位在空间和时间上出现随机变化。
光强的随机起伏（闪烁），表现为接收信号的快衰落。
在采用较大孔径接收天线的条件下，观察到的衰落深度可达20～30dB；衰落频率可达几十Hz 。
光斑发收15国家重点实验室无线光通信的信道特征（3）大气湍流效应接收信号快衰落记录样品16（数值越大，信号越弱）4km国家重点实验室无线光通信的信道特征（3）大气湍流效应17弱湍流国家重点实验室无线光通信的信道特征（3）大气湍流效应Gamma 模型认为光强闪烁是大尺度涡旋元和小尺度涡旋元联合作用的结果。
归一化y 分别为大尺度和小尺度涡旋元引起的光强起伏随机过程，分别服从参数为α和β的Gamma 分布，可推导出服从Gamma-布()/2)αβαβ++国家重点实验室无线光通信的信道特征）系统中的噪声－－背景光噪声是一种外部噪声，其光生噪声电流的均方值为种外部噪声其光生噪声电流的均方值为+2x B国家重点实验室无线光通信的信道特征）系统中的噪声－－量子噪声电流均方值（与接收光功率成正比）均值+(2)x B国家重点实验室无线光通信的信道特征）系统中的噪声－－暗电流噪声均方值+B2)x国家重点实验室无线光通信的信道特征）系统中的噪声－－热噪声热噪声（含前置放大器噪声）的电流均方值含前置放大声的电流均方值/kTFB Ri国家重点实验室无线光通信的信道特征（5）接收信噪比指的检输端接收信功率与，指的是光检测器输出端接收电信号功率与噪声功率之比，即2222s i s i R i=号功率＝声功率信号电流的均方值国家重点实验室无线光通信系统的信息传输（1）调制与解调的一般性讨论目前激光器发出的光载波的频率准确度和频谱纯度相位抖动不足以支持相干解调故目前常用（相位抖动）还不足以支持相干解调，故目前常用的数字调制方式有：•强度调制/直接检测（IM/ID）：（1）OOK（On-Off Keying）,其码型为NRZ或RZ；（2）PPM（Pulse Position Modulation）。
P l P iti M d l ti）•相对相移键控/差分相干解调（DPSK/DC）•二次调制：基带电信号对射频副载波进行数字调制，射频副载波再对光载波进行模拟强度调制。
24国家重点实验室无线光通信系统的信息传输（2）OOK 调制与解调•NRZ-OOK ：“0”码－－不发射功率；•RZ-OOK ：“0”码－－不发射功率；“1”码发射功率为2KPt “1”码－－发射功率为2P t “1”码－－发射功率为2KPt K是占空比的倒数K ＝2RZ-OOK 的带宽利用率有所降低，但其功率利用率有所提高。
如以NRZ-为基准规定其带宽需求为所需的发射光功率为占空比为OOK 为基准，规定其带宽需求为1，所需的发射光功率为0dB ，占空比为1/K 的RZ-OOK 的归一化带宽需求为K ，功率需求为。
以50%RZ-OOK 为例，其所需带宽是NRZ-OOK 的两倍，所需平均光功率NRZ OOK 15dB 105log (1/)K 25比NRZ-OOK 少1.5dB 。
在衰落信道中，需要采用判决门限自动调整技术国家重点实验室无线光通信系统的信息传输（3）PPM 调制与解调调制将•L-PPM 调制：将M 个比特的组合映射成为L ＝2M 个时隙组成的PPM 符号，用单脉冲的位置区分不同的符号，因此一L PPM 个比特信息个L-PPM 符号可携带M 个比特信息。
4-PPM00011110•L-PPM 解调：按正交波形最佳接收方法进行解调，接收端需要产生相应的S i (t),因此需要实现时隙同步和符号同步。
在以帧为单位的数字信息传输中，可通过前导序列的训练来达到所需的同步26来达到所需的同步。
国家重点实验室L-PPM 的最佳解调原理积分取样S 0(t)积分取样择大并串基带PPM S 1(t)………判变信号决换S L-1(t)积分取样在符号结束时刻取样判决并27在符号结束时刻取样判决，并将积分值清零国家重点实验室无线光通信系统的信息传输（3）PPM 调制与解调•L-PPM 的性能对于平均功率受限的L-PPM ，调制阶数的增加会引起峰值发射功率成L 倍的增加和带宽需求成倍的增加，而接/log L L 收机的噪声功率是与带宽成正比的，所以也成倍增加显然峰值发射功率的增加2g 2/log L L 加。
显然峰值发射功率的增加速度大于噪声功率的增加速度，无湍流下平均发射功率与带L 的增加可以起到提高信噪比，节省发射功率的作用。
28宽效率的关系国家重点实验室无线光通信系统的信息传输（4）SIM 调制与解调SIM •（副载波强度调制）基本原理将数字基带信号先调制到一个射频载波上，再用已调的射频载波对光载波进行强度调制在接收端直接检测生成电频载波对光载波进行强度调制，在接收端直接检测生成电射频载波，在电域完成解调。
例：BPSK SIM 大气激光通信系统框图（注：实用的是2DPSK ）29为了提高功率利用率，副载波可采用单边带（SSB+C ）国家重点实验室无线光通信系统的信息传输（4）SIM 调制与解调•BPSK SIM 的性能始终优于要达到OOK ，要达到10-9误码率，当=0.02时，2R σBPSK SIM 比OOK 节省了2dB 信噪比；当=0.1时，BPSK SIM 比2R σOOK 节省了4dB 信噪比。