无线光通信的传输与接入分析

汤永忠

摘要：无线光通信以其独特优势开拓了其应用市场，有效解决了“最后一公里”问题。该文结合无线光通信工作原理、应用现状，分析无线光通信的传输与接入，以服务于无线光通信研究。

关键词：无线光通信；传输；接入

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）11-2515-02

无线光通信即为自由空间光通信（FSO），其打破有线通信区域限制，适应现代网络、手机等现代通讯设备的发展要求，以高宽带、低成本接入技术和高速率、高准确度传输技术，扩展了其在通信领域的应用空间，并有力推动着“最后一公里”问题的解决。

1 无线光通信原理简述

由此可见，无线光通信必须经发射、光信号传输及接收三个环节；此外，该系统包括光学望远镜及接收与传输相关功率放大设备。本系统采用光电转换技术，在电信号对光发射机光源进行调制后，具有天线功能的光学望远镜对光信号进行传输，经大气信道到达接收望远镜；待接收望远镜收到信号后，将其聚焦于光电检测器中，在接收机中实现光信号向电信号的转换，此后经调制调解器，读取数据信息，完成无线光信号接入。然而，不同光波长信号透过率不同，若要提升透过率，提高系统功率，则需要选择高性能的波段窗口，如850nm近红外线光谱，1500nm波长频段；同时，由于无线光通信系统中含有多项辅助功能系统，如ATP伺服控制系统，因此，要提升光信号传播质量，维持光通信安全、稳定，还必须利用辅助系统对传输信号、路线进行定位、跟踪、捕获等。

2 无线光通信的应用现状

2.1 无线光通信应用的支持条件

无线光通信与有线光通信构成光通信，现阶段有线光通信在广域网、城域网中广泛应用，而近年来，在信息技术发展及人们对通信速率高要求的刺激下，通信技术已从单一有线光通信传输方式中解放出来，为用户提供无线光通信技术，而相对于有线光通信系统，无线光通信无需铺设光缆，且能够实现光纤骨干网到用户的“最后一公里”，由此可见，无线光通信实现了高宽带、低成本效益，因此，其应用市场逐渐扩大。

具体来看，无线光通信之所以能广泛应用，主要在于：其一，传输速率高。无线光通信以无线激光为主要传输载体，同时结合多种波分复用技术，可提高传输速率至10Gbit/s，相对于传统的有线光通信速率而言，无线光通信速率极高。其二，经济快捷。无线光通信无需光纤，且其设备能架设在恶劣的环境中，如房顶、江河湖水上、偏远山区等，这不但节省了光纤铺设时间，加快了施工进程，降低了光纤购置费用，且一定程度上克服了通信传输环境限制。其三，通信安全性高。无线光通信不需光纤，这克服了光纤故障限制，即使在发生通信故障时，也能尽快恢复网络工作，因此，无线光通信可为救灾、抗灾等提供通信服务，为应急备战提供了支持，提升了通信质量。同时，由于光通信的实现建立在点对点的连接上的，其具有较好的方向性，且无线光通信的波束较窄，因此，无线光通信安全性较高。

2.2 无线光通信存在的问题

无线光通信作为信息化发展的必然产物，其适应了现阶段网络、通信发展的要求，且以独特优势赢得了大众的认可，然而无线光通信不可避免的存在众多问题。其一，受大气环境影响显著。无线光通信与有限光通信根本区别在于传输介质不同，由于无线光通信借助于大气传输信号，因此其受制于大气环境的影响程度较大，若发生恶劣气象，则无线光通信会发生通信受阻、中断，甚至是信号缺失，如在严重雾天情况下，光信号会发生散射，雨雪天气下，光信号衰减严重其二，点对点对准连接困难。无线光通信是视距宽带通信技术之一，也就是说，无线光通信系统中，只有具备一定的视线传播条件，发射机与接收机之间才能实现光信号的传输与接收，若设备放置于高建筑物、山区顶部等受环境影响巨大的地方，则在强风、地震等外力作用下，设备较易产生晃动，影响激光器的对准。其三，存在安全隐患。无线光通信频谱没有相关许可证书，使得设计者或使用者操作没有相关指导说明，容易产生一些安全事故，如使用者裸视下眼睛受伤。

3 无线光通信的传输、接入及相关注意事项

在信息技术发展及人们对通信速率高要求的刺激下，无线光通信应用领域拓广，然而由于无线光通信无稳定的光纤传输介质，其受外界环境，尤其是大气环境的影响尤为突出，因此，要进一步提升无线光通信传输、接收质量，必须加强传输、接入过程中的控制。

3.1 加强设备、机理控制

无线光通信系统安全高度运行，需无线光通信发射机、传输天线、接收机的联合作用，因此，传输接入过程中需要对各个组成成分进行严格控制。其一，控制发射机。发射机将不同数据类型的电信号转化为光信号，是光信号的产生部位，由于光信号通过大气传输，呈椭圆形光斑，在激光管芯作用下产生，经光行为耦合，因此传输距离越远，其耦合准值就越高，也是就说耦合准值、光信号的传输距离两者存在呈正相关关系。由此可见，在设定耦合准值时，必须将光学耦合效率、准直后光斑的发散角值考虑进去，避免产生光信号设计不全造成接收性能受限。其二，控制光学天线。无线光信号不受光纤、光缆传输路径的制约，在信号传输过程中必定会产生发散角，加重了光信号的损耗，影响了传输方向的确定。光学天线系统多由凸透镜或是凹面镜组成，具备聚焦原理，因此，可减少光信号的散射，进而提升光信号传播质量。要注意，由于光学天线孔径大小影响到接收增益，因此，选择光学天线时要遵守实际情况，并对聚光斑点尺寸进行精准计算，以提升光信号的接收度与接收效率。其三，控制接收机。光信号传输过程中多会发生码间串扰现象，且受自然光影响产生噪声谱的背景光，使得光信号质量降低，从而造成接收机所接收的光信号非常微弱；同时，由于无线光通信的传输环境较为复杂，可影响光信号的因素众多，因此，无线光通信接收机必须具备灵敏的信号接收能力、较高抗干扰能力及较强的滤波能力，并能够大范围的接收动态信息。

3.2 加强瞄准研究

为提升激光器的对准度，提升通信质量，首先必须提升接收机的信号接收能力，控制大气噪声、大气颗粒等对信号的影响，同时，还可借助非机械装置协助激光器快速、精确对准。

3.3 辅助系统的应用

无线光通信辅助系统是提升光通信质量的重要条件，其在瞄准、跟踪传输距离长、光信号要求高的光信号方面具有积极作用，有利于光学天线实现自动对准，因此，无线光通信传输、接入时必须关注辅助系统的安置。但要注意，由于该系统占据一定设备空间，且增加通信系统的经济投入，因此建议生产商将收发器与光学天线联于一个机器，以降低成本，节约设备空间。

3.4 关注安全操作

光信号对人体安全产生重要影响，尤其对人眼产生危害较大，因此，无线光通信传输、接入过程中一定要加强安全操作管理，提示工作者戴好眼罩，做好发射功率计算工作，将发射功率控制在人眼安全功率范围内，以保障人身安全。

4 结束语

无线光通信作为一种新型宽带技术，为用户提供更便捷、更快速的服务，而要保证无线光通信的进一步发展，必须集中于无线光通信传输与接入研究，进一步提升光通信质量，促使无线光通信技术最大程度上发挥其作用。

参考文献：

[1] 陈淑英.无线光通信技术综述[J].广西通信技术，2010（1）.

[2] 麦结容.刍议无线光通信传输与接入[J].华东科技：学术版，2013（10）.

[3] 崔桂海.浅析无线光通信传输与接入[J].中国新通信，2013（20）.

[4] 王璐，张在宣，余向东，刘玉衡，张字飞.无线光通信宽带接入技术及其应用[J].光电子技术与信息，2010（6）.endprint

摘要：无线光通信以其独特优势开拓了其应用市场，有效解决了“最后一公里”问题。该文结合无线光通信工作原理、应用现状，分析无线光通信的传输与接入，以服务于无线光通信研究。

关键词：无线光通信；传输；接入

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）11-2515-02

无线光通信即为自由空间光通信（FSO），其打破有线通信区域限制，适应现代网络、手机等现代通讯设备的发展要求，以高宽带、低成本接入技术和高速率、高准确度传输技术，扩展了其在通信领域的应用空间，并有力推动着“最后一公里”问题的解决。

1 无线光通信原理简述

由此可见，无线光通信必须经发射、光信号传输及接收三个环节；此外，该系统包括光学望远镜及接收与传输相关功率放大设备。本系统采用光电转换技术，在电信号对光发射机光源进行调制后，具有天线功能的光学望远镜对光信号进行传输，经大气信道到达接收望远镜；待接收望远镜收到信号后，将其聚焦于光电检测器中，在接收机中实现光信号向电信号的转换，此后经调制调解器，读取数据信息，完成无线光信号接入。然而，不同光波长信号透过率不同，若要提升透过率，提高系统功率，则需要选择高性能的波段窗口，如850nm近红外线光谱，1500nm波长频段；同时，由于无线光通信系统中含有多项辅助功能系统，如ATP伺服控制系统，因此，要提升光信号传播质量，维持光通信安全、稳定，还必须利用辅助系统对传输信号、路线进行定位、跟踪、捕获等。

2 无线光通信的应用现状

2.1 无线光通信应用的支持条件

无线光通信与有线光通信构成光通信，现阶段有线光通信在广域网、城域网中广泛应用，而近年来，在信息技术发展及人们对通信速率高要求的刺激下，通信技术已从单一有线光通信传输方式中解放出来，为用户提供无线光通信技术，而相对于有线光通信系统，无线光通信无需铺设光缆，且能够实现光纤骨干网到用户的“最后一公里”，由此可见，无线光通信实现了高宽带、低成本效益，因此，其应用市场逐渐扩大。

具体来看，无线光通信之所以能广泛应用，主要在于：其一，传输速率高。无线光通信以无线激光为主要传输载体，同时结合多种波分复用技术，可提高传输速率至10Gbit/s，相对于传统的有线光通信速率而言，无线光通信速率极高。其二，经济快捷。无线光通信无需光纤，且其设备能架设在恶劣的环境中，如房顶、江河湖水上、偏远山区等，这不但节省了光纤铺设时间，加快了施工进程，降低了光纤购置费用，且一定程度上克服了通信传输环境限制。其三，通信安全性高。无线光通信不需光纤，这克服了光纤故障限制，即使在发生通信故障时，也能尽快恢复网络工作，因此，无线光通信可为救灾、抗灾等提供通信服务，为应急备战提供了支持，提升了通信质量。同时，由于光通信的实现建立在点对点的连接上的，其具有较好的方向性，且无线光通信的波束较窄，因此，无线光通信安全性较高。

2.2 无线光通信存在的问题

无线光通信作为信息化发展的必然产物，其适应了现阶段网络、通信发展的要求，且以独特优势赢得了大众的认可，然而无线光通信不可避免的存在众多问题。其一，受大气环境影响显著。无线光通信与有限光通信根本区别在于传输介质不同，由于无线光通信借助于大气传输信号，因此其受制于大气环境的影响程度较大，若发生恶劣气象，则无线光通信会发生通信受阻、中断，甚至是信号缺失，如在严重雾天情况下，光信号会发生散射，雨雪天气下，光信号衰减严重其二，点对点对准连接困难。无线光通信是视距宽带通信技术之一，也就是说，无线光通信系统中，只有具备一定的视线传播条件，发射机与接收机之间才能实现光信号的传输与接收，若设备放置于高建筑物、山区顶部等受环境影响巨大的地方，则在强风、地震等外力作用下，设备较易产生晃动，影响激光器的对准。其三，存在安全隐患。无线光通信频谱没有相关许可证书，使得设计者或使用者操作没有相关指导说明，容易产生一些安全事故，如使用者裸视下眼睛受伤。

3 无线光通信的传输、接入及相关注意事项

在信息技术发展及人们对通信速率高要求的刺激下，无线光通信应用领域拓广，然而由于无线光通信无稳定的光纤传输介质，其受外界环境，尤其是大气环境的影响尤为突出，因此，要进一步提升无线光通信传输、接收质量，必须加强传输、接入过程中的控制。

3.1 加强设备、机理控制

无线光通信系统安全高度运行，需无线光通信发射机、传输天线、接收机的联合作用，因此，传输接入过程中需要对各个组成成分进行严格控制。其一，控制发射机。发射机将不同数据类型的电信号转化为光信号，是光信号的产生部位，由于光信号通过大气传输，呈椭圆形光斑，在激光管芯作用下产生，经光行为耦合，因此传输距离越远，其耦合准值就越高，也是就说耦合准值、光信号的传输距离两者存在呈正相关关系。由此可见，在设定耦合准值时，必须将光学耦合效率、准直后光斑的发散角值考虑进去，避免产生光信号设计不全造成接收性能受限。其二，控制光学天线。无线光信号不受光纤、光缆传输路径的制约，在信号传输过程中必定会产生发散角，加重了光信号的损耗，影响了传输方向的确定。光学天线系统多由凸透镜或是凹面镜组成，具备聚焦原理，因此，可减少光信号的散射，进而提升光信号传播质量。要注意，由于光学天线孔径大小影响到接收增益，因此，选择光学天线时要遵守实际情况，并对聚光斑点尺寸进行精准计算，以提升光信号的接收度与接收效率。其三，控制接收机。光信号传输过程中多会发生码间串扰现象，且受自然光影响产生噪声谱的背景光，使得光信号质量降低，从而造成接收机所接收的光信号非常微弱；同时，由于无线光通信的传输环境较为复杂，可影响光信号的因素众多，因此，无线光通信接收机必须具备灵敏的信号接收能力、较高抗干扰能力及较强的滤波能力，并能够大范围的接收动态信息。

3.2 加强瞄准研究

为提升激光器的对准度，提升通信质量，首先必须提升接收机的信号接收能力，控制大气噪声、大气颗粒等对信号的影响，同时，还可借助非机械装置协助激光器快速、精确对准。

3.3 辅助系统的应用

无线光通信辅助系统是提升光通信质量的重要条件，其在瞄准、跟踪传输距离长、光信号要求高的光信号方面具有积极作用，有利于光学天线实现自动对准，因此，无线光通信传输、接入时必须关注辅助系统的安置。但要注意，由于该系统占据一定设备空间，且增加通信系统的经济投入，因此建议生产商将收发器与光学天线联于一个机器，以降低成本，节约设备空间。

3.4 关注安全操作

光信号对人体安全产生重要影响，尤其对人眼产生危害较大，因此，无线光通信传输、接入过程中一定要加强安全操作管理，提示工作者戴好眼罩，做好发射功率计算工作，将发射功率控制在人眼安全功率范围内，以保障人身安全。

4 结束语

无线光通信作为一种新型宽带技术，为用户提供更便捷、更快速的服务，而要保证无线光通信的进一步发展，必须集中于无线光通信传输与接入研究，进一步提升光通信质量，促使无线光通信技术最大程度上发挥其作用。

参考文献：

[1] 陈淑英.无线光通信技术综述[J].广西通信技术，2010（1）.

[2] 麦结容.刍议无线光通信传输与接入[J].华东科技：学术版，2013（10）.

[3] 崔桂海.浅析无线光通信传输与接入[J].中国新通信，2013（20）.

[4] 王璐，张在宣，余向东，刘玉衡，张字飞.无线光通信宽带接入技术及其应用[J].光电子技术与信息，2010（6）.endprint

摘要：无线光通信以其独特优势开拓了其应用市场，有效解决了“最后一公里”问题。该文结合无线光通信工作原理、应用现状，分析无线光通信的传输与接入，以服务于无线光通信研究。

关键词：无线光通信；传输；接入

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）11-2515-02

无线光通信即为自由空间光通信（FSO），其打破有线通信区域限制，适应现代网络、手机等现代通讯设备的发展要求，以高宽带、低成本接入技术和高速率、高准确度传输技术，扩展了其在通信领域的应用空间，并有力推动着“最后一公里”问题的解决。

1 无线光通信原理简述

由此可见，无线光通信必须经发射、光信号传输及接收三个环节；此外，该系统包括光学望远镜及接收与传输相关功率放大设备。本系统采用光电转换技术，在电信号对光发射机光源进行调制后，具有天线功能的光学望远镜对光信号进行传输，经大气信道到达接收望远镜；待接收望远镜收到信号后，将其聚焦于光电检测器中，在接收机中实现光信号向电信号的转换，此后经调制调解器，读取数据信息，完成无线光信号接入。然而，不同光波长信号透过率不同，若要提升透过率，提高系统功率，则需要选择高性能的波段窗口，如850nm近红外线光谱，1500nm波长频段；同时，由于无线光通信系统中含有多项辅助功能系统，如ATP伺服控制系统，因此，要提升光信号传播质量，维持光通信安全、稳定，还必须利用辅助系统对传输信号、路线进行定位、跟踪、捕获等。

2 无线光通信的应用现状

2.1 无线光通信应用的支持条件

无线光通信与有线光通信构成光通信，现阶段有线光通信在广域网、城域网中广泛应用，而近年来，在信息技术发展及人们对通信速率高要求的刺激下，通信技术已从单一有线光通信传输方式中解放出来，为用户提供无线光通信技术，而相对于有线光通信系统，无线光通信无需铺设光缆，且能够实现光纤骨干网到用户的“最后一公里”，由此可见，无线光通信实现了高宽带、低成本效益，因此，其应用市场逐渐扩大。

具体来看，无线光通信之所以能广泛应用，主要在于：其一，传输速率高。无线光通信以无线激光为主要传输载体，同时结合多种波分复用技术，可提高传输速率至10Gbit/s，相对于传统的有线光通信速率而言，无线光通信速率极高。其二，经济快捷。无线光通信无需光纤，且其设备能架设在恶劣的环境中，如房顶、江河湖水上、偏远山区等，这不但节省了光纤铺设时间，加快了施工进程，降低了光纤购置费用，且一定程度上克服了通信传输环境限制。其三，通信安全性高。无线光通信不需光纤，这克服了光纤故障限制，即使在发生通信故障时，也能尽快恢复网络工作，因此，无线光通信可为救灾、抗灾等提供通信服务，为应急备战提供了支持，提升了通信质量。同时，由于光通信的实现建立在点对点的连接上的，其具有较好的方向性，且无线光通信的波束较窄，因此，无线光通信安全性较高。

2.2 无线光通信存在的问题

无线光通信作为信息化发展的必然产物，其适应了现阶段网络、通信发展的要求，且以独特优势赢得了大众的认可，然而无线光通信不可避免的存在众多问题。其一，受大气环境影响显著。无线光通信与有限光通信根本区别在于传输介质不同，由于无线光通信借助于大气传输信号，因此其受制于大气环境的影响程度较大，若发生恶劣气象，则无线光通信会发生通信受阻、中断，甚至是信号缺失，如在严重雾天情况下，光信号会发生散射，雨雪天气下，光信号衰减严重其二，点对点对准连接困难。无线光通信是视距宽带通信技术之一，也就是说，无线光通信系统中，只有具备一定的视线传播条件，发射机与接收机之间才能实现光信号的传输与接收，若设备放置于高建筑物、山区顶部等受环境影响巨大的地方，则在强风、地震等外力作用下，设备较易产生晃动，影响激光器的对准。其三，存在安全隐患。无线光通信频谱没有相关许可证书，使得设计者或使用者操作没有相关指导说明，容易产生一些安全事故，如使用者裸视下眼睛受伤。

3 无线光通信的传输、接入及相关注意事项

在信息技术发展及人们对通信速率高要求的刺激下，无线光通信应用领域拓广，然而由于无线光通信无稳定的光纤传输介质，其受外界环境，尤其是大气环境的影响尤为突出，因此，要进一步提升无线光通信传输、接收质量，必须加强传输、接入过程中的控制。

3.1 加强设备、机理控制

无线光通信系统安全高度运行，需无线光通信发射机、传输天线、接收机的联合作用，因此，传输接入过程中需要对各个组成成分进行严格控制。其一，控制发射机。发射机将不同数据类型的电信号转化为光信号，是光信号的产生部位，由于光信号通过大气传输，呈椭圆形光斑，在激光管芯作用下产生，经光行为耦合，因此传输距离越远，其耦合准值就越高，也是就说耦合准值、光信号的传输距离两者存在呈正相关关系。由此可见，在设定耦合准值时，必须将光学耦合效率、准直后光斑的发散角值考虑进去，避免产生光信号设计不全造成接收性能受限。其二，控制光学天线。无线光信号不受光纤、光缆传输路径的制约，在信号传输过程中必定会产生发散角，加重了光信号的损耗，影响了传输方向的确定。光学天线系统多由凸透镜或是凹面镜组成，具备聚焦原理，因此，可减少光信号的散射，进而提升光信号传播质量。要注意，由于光学天线孔径大小影响到接收增益，因此，选择光学天线时要遵守实际情况，并对聚光斑点尺寸进行精准计算，以提升光信号的接收度与接收效率。其三，控制接收机。光信号传输过程中多会发生码间串扰现象，且受自然光影响产生噪声谱的背景光，使得光信号质量降低，从而造成接收机所接收的光信号非常微弱；同时，由于无线光通信的传输环境较为复杂，可影响光信号的因素众多，因此，无线光通信接收机必须具备灵敏的信号接收能力、较高抗干扰能力及较强的滤波能力，并能够大范围的接收动态信息。

3.2 加强瞄准研究

为提升激光器的对准度，提升通信质量，首先必须提升接收机的信号接收能力，控制大气噪声、大气颗粒等对信号的影响，同时，还可借助非机械装置协助激光器快速、精确对准。

3.3 辅助系统的应用

无线光通信辅助系统是提升光通信质量的重要条件，其在瞄准、跟踪传输距离长、光信号要求高的光信号方面具有积极作用，有利于光学天线实现自动对准，因此，无线光通信传输、接入时必须关注辅助系统的安置。但要注意，由于该系统占据一定设备空间，且增加通信系统的经济投入，因此建议生产商将收发器与光学天线联于一个机器，以降低成本，节约设备空间。

3.4 关注安全操作

光信号对人体安全产生重要影响，尤其对人眼产生危害较大，因此，无线光通信传输、接入过程中一定要加强安全操作管理，提示工作者戴好眼罩，做好发射功率计算工作，将发射功率控制在人眼安全功率范围内，以保障人身安全。

4 结束语

无线光通信作为一种新型宽带技术，为用户提供更便捷、更快速的服务，而要保证无线光通信的进一步发展，必须集中于无线光通信传输与接入研究，进一步提升光通信质量，促使无线光通信技术最大程度上发挥其作用。

参考文献：

[1] 陈淑英.无线光通信技术综述[J].广西通信技术，2010（1）.

[2] 麦结容.刍议无线光通信传输与接入[J].华东科技：学术版，2013（10）.

[3] 崔桂海.浅析无线光通信传输与接入[J].中国新通信，2013（20）.

[4] 王璐，张在宣，余向东，刘玉衡，张字飞.无线光通信宽带接入技术及其应用[J].光电子技术与信息，2010（6）.endprint