无线光通信技术..
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有线光通信：光纤通信 光通信 无线光通信：大气、海水、外层空间
FSO系统组成
一个无线光通信系统包括三个基本部分： 发射机、信道、接收机
FSO系统组成
无线光通信系统的一般原理如图所示，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
频段 划分 传 输 介 质
电力、电话
无线电、电视
AM无线电 同轴电缆 双铰线
FM无线电
微波
卫星/微波
红外线
可见光
光纤
107
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10-3
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10-5
10-6
自由空间波长（m）
光通信的分类
光通信按传输介质不同可分为光纤通信和大气激 光通信。 光纤通信：是以光波作为信息载体，以光纤作为 传输介质的一种通信。光纤通信已成为广域网、 城域网的主要传输方式之一。 大气激光通信：是利用大气作为传输介质的激光 通信。
学
生： 张墨墨
专
业： 光
学
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。 但是从光纤骨干网到用户之间的"最后一英里"，如果铺设光缆，不仅花费 大而且耗时；许多无线通信技术可以解决"最后一英里"的问题，但是这些 技术需要向无线电管理委员会申请频率执照，不仅要使用户支付大量的 频率占用费，而且申请也要花费数月的时间。 无线光通信因为无需频率申请，机型小方便架设，能够简单的解决 最后一英里的问题，为宽带接入的快速部署提供一种灵活的解决方案。
(4)部署链Fra Baidu bibliotek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。 (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。
· 用于企业内部网互连和数据传输。
无线光通信系统是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。 通信波段划分及相应传输媒介
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4-12月
有 无 困 难 复 杂
2-3天
无 有 一 般 一 般
2-3天
无 无 方 便 简 便
14
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。在1994年，加里福尼亚的ThermoTrex公司，成功地进行了 在相距42km、海拔高度为2133m的两座山峰之间的传输实验，传输数速 率为1.2Gbit/s。 (2)有效解决“最后一公里”问题 无线光通信可以解决各种业务接入的“最后一公里”问题，提高用户接 入端的传输容量和速度，能够较好地满足电信网、有线电视网和 IP网三 网合一对带宽的要求。
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。
(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。
接入方式各种性能 带 保 传 成 输 密 距 本 宽 性 离
光纤接入 Gbps以上 好 120公里以上 10-20万美元/ 公里
微波接入 较 较 低 差
F S O 100Mbps-2.5Gbps 好 4公里 2-3万美元/套
60公里 2-3万美元/套
建
市 频 便 维
设
政 率 携
速
许 许
度
可 可 性 护
无线光通信可在以下一些范围发挥重要作用： · 可以作为预防服务中断的光纤通信和微波通信的备份； · 可以应用于移动通信基站间的互连，无线基站数据回传； · 应用于近距离高速网的建设以及最后一英里接入； · 不宜布线或是布线成本高、施工难度大、经市政部门审批困 难的地方； · 在军事设施或其他要害部门需要严格保密的场合；
起。其关键技术是多径发射和使用放大器补偿光通道损耗。
四片80mm接收透镜 弯曲形透镜 防结冻装置
万向 接头
罩壳 内置 望远镜 四片30mm发送 透镜
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。
(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。 (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。
FSO系统组成
一个无线光通信系统包括三个基本部分： 发射机、信道、接收机
FSO系统组成
无线光通信系统的一般原理如图所示，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
频段 划分 传 输 介 质
电力、电话
无线电、电视
AM无线电 同轴电缆 双铰线
FM无线电
微波
卫星/微波
红外线
可见光
光纤
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10-3
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自由空间波长（m）
光通信的分类
光通信按传输介质不同可分为光纤通信和大气激 光通信。 光纤通信：是以光波作为信息载体，以光纤作为 传输介质的一种通信。光纤通信已成为广域网、 城域网的主要传输方式之一。 大气激光通信：是利用大气作为传输介质的激光 通信。
学
生： 张墨墨
专
业： 光
学
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。 但是从光纤骨干网到用户之间的"最后一英里"，如果铺设光缆，不仅花费 大而且耗时；许多无线通信技术可以解决"最后一英里"的问题，但是这些 技术需要向无线电管理委员会申请频率执照，不仅要使用户支付大量的 频率占用费，而且申请也要花费数月的时间。 无线光通信因为无需频率申请，机型小方便架设，能够简单的解决 最后一英里的问题，为宽带接入的快速部署提供一种灵活的解决方案。
(4)部署链Fra Baidu bibliotek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。 (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。
· 用于企业内部网互连和数据传输。
无线光通信系统是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。 通信波段划分及相应传输媒介
101 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015
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有 无 困 难 复 杂
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无 有 一 般 一 般
2-3天
无 无 方 便 简 便
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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。在1994年，加里福尼亚的ThermoTrex公司，成功地进行了 在相距42km、海拔高度为2133m的两座山峰之间的传输实验，传输数速 率为1.2Gbit/s。 (2)有效解决“最后一公里”问题 无线光通信可以解决各种业务接入的“最后一公里”问题，提高用户接 入端的传输容量和速度，能够较好地满足电信网、有线电视网和 IP网三 网合一对带宽的要求。
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。
(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。
接入方式各种性能 带 保 传 成 输 密 距 本 宽 性 离
光纤接入 Gbps以上 好 120公里以上 10-20万美元/ 公里
微波接入 较 较 低 差
F S O 100Mbps-2.5Gbps 好 4公里 2-3万美元/套
60公里 2-3万美元/套
建
市 频 便 维
设
政 率 携
速
许 许
度
可 可 性 护
无线光通信可在以下一些范围发挥重要作用： · 可以作为预防服务中断的光纤通信和微波通信的备份； · 可以应用于移动通信基站间的互连，无线基站数据回传； · 应用于近距离高速网的建设以及最后一英里接入； · 不宜布线或是布线成本高、施工难度大、经市政部门审批困 难的地方； · 在军事设施或其他要害部门需要严格保密的场合；
起。其关键技术是多径发射和使用放大器补偿光通道损耗。
四片80mm接收透镜 弯曲形透镜 防结冻装置
万向 接头
罩壳 内置 望远镜 四片30mm发送 透镜
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。
(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。 (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。