時間：2023-05-29 17:37:56
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇光通信技術，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
引 言
光通信是一種以光波為傳輸媒質的通信方式。光波和無線電波同屬電磁波，但光波的頻率比無線電波的頻率高，波長比無線電波的波長短。因此，光通信具有傳輸頻帶寬、通信容量大和抗電磁干擾能力強等優點。
光波按其波長長短，依次可分為紅外線光、可見光和紫外線光。紅外線光和紫外線光屬不可見光，它們同可見光一樣都可用來傳輸信息。光通信按光源特性可分為激光通信和非激光通信；按照傳輸媒介的不同，可分為有線光通信和無線光通信。常用的光通信有大氣激光通信、光纖通信、藍綠光通信、紅外線通信和紫外線通信。
1、光通信系統
數據源被傳送到遠端的某個目的地。數據源的輸出波調制到一個光載波上，光載波以光場或光束的形式通過光通道進行傳輸。在接收端，光場被征集和處理。通常，檢測時會伴有噪聲干擾、信號變形、內存背景輻射。此系統中傳輸載波是光波頻段，系統的工作方式與其它采用調制方式的通信系統是相同的。而光波系統所采用的器件與無線電射頻系統所采用的標準器件大不相同。它們在使用方法、特性方面有很大的差異，需要不同的設計過程[1]。光通信系統方框圖如圖1所示。
2、寬帶通信技術
寬帶通信依托綜合化、數字化、寬帶化、智能化、多樣化的光通信網，向用戶提供語音、數據、圖像、視頻的交互式多媒體信息服務。寬帶的通信質量和能力都遠遠超越了窄帶通信系統，表現于數據通信能力和圖像通信能力等。
寬帶通信技術發展趨勢和特點：目前我國城市正處于快速發展階段，農村地區處于市場導入期，潛力巨大。2011年全國農村寬帶家庭普及率為10%，預計未來3年加速增長，2012年為14%，2014年將達到20%，隨著城市化進程的加快，互聯網將成為改變城鄉二元結構、縮小城鄉差距的重要手段之一。發展寬帶通信業務已經成為國內運營商的戰略抉擇，也將成為國內市場競爭的焦點。未來寬帶通信業務的趨勢是（1）寬帶接入普及率逐漸提高；（2）寬帶通信業務趨于個性化；（3）寬帶通信業務不斷多媒體化、融合化；（4）寬帶集成通信業務將快速發展；
3、網絡的寬帶化和光纖通信
20世紀70年代后半期，光纖作為使用傳輸技術引進以來，其研究開發的歷史一直走傳輸容量大和應用領域擴大的路。支撐互聯網通信量爆炸性增加的是光纖預計今后將推進圖像信息等高速信息流的配送服務和TV會議等豐富的雙向多媒體通信等寬帶服務的引入，網絡的寬帶化是必然的，其中，作為構建未來寬帶遍布網絡的技術，光纖和移動通信無疑是璀璨的雙壁[2]。綜上所述，可以把光纖通信技術的研究開發動向概括為以下三個方面。
（1）傳輸介質的大容量化。大傳輸容量技術是極大限度地利用傳輸介質的能力，以提高傳輸效率的技術，是以往所有傳輸系統開發一貫專注的技術。從這方面講，具有很大潛在傳輸頻帶的光纖的大容量化是今后研究的重點。大容量化是光放大波段的擴大，在波段中信道的高密度復用、信道傳輸速率的高速化、遠距離傳輸技術。即光放大波段擴大是從初期1550nm波段附近的20-30nm，大了1450-1650nm的200nm，將近擴大一個數量級。這與波長信道高密度復用和頻率利用率的提高相結合。可以進行超過100信道的波分復用傳輸。而且每個信道的傳輸速率也可用以往電子式時分復用，現在達到40Gbit/s。對于光領域的TDM（Time Division Multiplexing）技術，達到了數百吉比特每秒的高速率。為實現寬波段遠距離超高速傳輸，必須實現全信道均勻傳輸特性，必須進行放大器、傳輸碼、色散管理等技術及其綜合技術的研究。
（2）網絡化技術。隨著WDM的引入，因鏈路的大容量化，而使鏈路容量超過節點處理能力，則出現電子瓶頸這一新問題。因此，關于網絡的研究正在飛速發展。這項研究是將光分插復用器或光交叉連接引入節點內，不僅是鏈路，而且節點也光化，利用光級別的接通技術，要有效地構建性能價格比很高的網絡。光子網絡的技術基礎是WDM技術。但WDM技術不僅僅是點對點鏈路技術，其最大特點是作為網絡技術來使用[3]。
（3）使用光纖的接入系統寬帶化的相關技術。目前的光接入系統有兩種，一種是改造現有設備的經濟上較為合算的系統；另一種是可以提供新服務項目的系統。
4、在新領域中的光通信技術
以傳輸速率數十兆比特每秒的中小容量光纖系統的引入為開端，從20世紀70年代的后半期開始，以公用通信網為主，推進了系統高速化和大容量化。對公用通信網之外的領域也研究引入光纖、對飛機、汽車等移動物體內和計算機之間和機器之間也引進了光纖。此時，出現了微波光子學的領域，并針對移動通信、先進道路交通系統、陣列天線、計量等領域的應用進行了研究開發。光空間通信系統是在光纖通信的研究正式開展的20世紀70年代前半期研究的領域。
關鍵詞：室內LED；可見光通信；應用展望
中圖分類號：TN929 文獻標識碼：A
LED可見光通信系統具有十分廣闊的應用前景。但當前LED可見光通信技術還不夠成熟，距離商用還有一定差距，仍需要我們不斷加強研究以進一步優化系統的各項性能。
一、室內LED可見光通信原理簡介
室內LED可見光通信的基本原理是利用燈光的“明”和“暗”來分別表示數字信號“0”和“1”，然后將廣播、圖像、音頻、影像等待發射的信息調制后加載到LED燈光上，通過LED燈光的高頻閃爍將信號傳送出去。由于LED響應速度極快，不會對人眼造成影響，因此能夠在正常照明的同時實現無線通信功能。在信號接收端一般設置有光電探測元件，可以對接收到的可見光信號進行放大和解調處理，進而將其重新還原成廣播、音頻、影像等信號。
二、室內LED可見光通信的關鍵技術
1.光源布局
一般情況下，光源布局要考慮兩點：一是組成陣列光源的內部LED燈的數量及排列方式；二是整個室內LED光源的分布。在室內光源設計中，為滿足國際照明標準，通常將LED光源設計為白光LED陣列形式，構成各LED陣列的LED個數由LED間隔大小決定，而間隔大小需要綜合考慮中心區域的光強度。在LED排列問題上，則要充分考慮信號接收面的照度要求與光強分布。同時在設計LED數量及排列時，還要考慮碼間串擾問題。為提高通信質量，還應結合房間大小及內部設施陳列，盡量使室內同一水平面上的光功率保持一致，防止出現通信死角。此外，考慮到行人、設施等造成的遮擋，不可避免地會產生一些陰影區，對此可通過增加光源數量來減少陰影效應，但過多的光路徑又會引發嚴重的碼間干擾，因此根據室內實際情況科學設計LED陣列光源是提高通信效果的關鍵。
2.驅動電路優化
LED可見光通信系統設計中有一個非常重要的參數――調制帶寬，它直接影響著LED調制能力的高低，進而決定著無線光通信系統的傳輸速率。調制帶寬通常取決于有源區載流子復合壽命與PN結電容，在LED制造過程中，普遍采取的措施為減少載流子復合壽命與控制寄生電容，或者使用多芯片型白光LED，除此之外，通過對驅動電路進行優化設計也能有效地提升調制帶寬。在綜合電磁、噪聲、溫漂、光功率補償等干擾因素的基礎上，LED可見光高速調制驅動電路可設計為以下形式，如圖1所示。
其中，BG代表晶體管，Dz代表穩壓二極管，BG1與BG2構成發射極耦合式開關，BG3和Dz構成恒流源電路，能夠穩定地為LED支路供應驅動電流。又因為此電路超出了線性范圍工作，就算輸入端過激勵，也不會出現飽和，故開關速率十分高，理論上這種電路可實現300Mb/s的信號調制。
3. OFDM技術
OFDM即正交頻分復用，該技術的主要原理就是把高速串行數據轉變為相對低速的多路并行數據，然后分別對不同的載波加以調制。OFDM技術擁有極強的抗多徑能力，如今已在高速無線通信中得到了普及應用。在LED可見光通信中，由于多路徑會導致碼間干擾，嚴重影響系統傳輸速率，因此通過引入OFDM技術來控制碼間干擾是一個十分理想的選擇。
目前，已有研究人員針對OFDM在LED可見光通信中的應用提出了一些可行方案，其中比較成熟的一種方案如下：該方案由LED照明陣列、電力線調制器、OFDM解調器3部分構成，信源電信號在發射端完成OFDM編碼，并通過一直流偏置實現對LED光源的調制。經調制的光信號在接收端完成解調，并通過提取導頻信號實現對信道狀態的實時監測和更新。OFDM應用于無線光通信系統時，需要將高速串行數據以并行方式調制到多個正交子載波上，以減少碼速率、消除碼間干擾，同時還要在各OFDM符號間添加保護間隔，以徹底除去殘余的碼間干擾。
4.信道編碼技術
趙俊、陳長纓研發了一種能夠用于LED可見光通信的mBnB分組編碼技術。該技術所采用的分組碼在通信領域中已有十分廣泛的應用，通俗而言，就是把原始信息碼字以m比特為單位加以分組，并按照特定規則，以另外每組為n比特的碼字進行表示，最后將新得到的分組用NRZ或RZ碼的格式傳輸出去。其中，m>n，且兩者都是正整數，通常n=m+1。目前比較常見的編碼形式有1B2B、3B4B、6B8B等。這種編碼技術的優點如下：一是功率譜的形狀相對較好；二是消除了基線漂移現象；三是能夠穩定地進行誤碼監測和字同步。已有研究表明，6B8B編碼的光信號在0.5m～2.5m距離內的通信十分穩定，不會因LED數量、串口模塊分頻等因素而受到顯著影響。采用6B8B編碼，能夠在確保信號高速傳輸的基礎上，使通信距離突破2.5m。
5.分集接收技術
分集接收的基本原理就是在接收機上設置多個方向的光電探測元件，并對不同方向上探測到的信號加以對比分析，然后選擇其中信噪比最大的信號來完成通信，該技術在解決碼間干擾和抗陰影效應方面具有良好的表現。在設計分集接收電路時，需要按照信號傳輸速率的高低將其分成兩類：在通信速率較低的情況下（一般將100M以下作為低速率），使用低速率分集接收裝置，即直接對多個信號進行疊加，從整體上增強信號功率。在傳輸速率較高的情況下，考慮到碼間干擾問題，無法對信號進行簡單疊加，需要增加一個專門的控制電路來進行信號評估和選擇。通常而言，在高速通信過程中，直射鏈接方向的信噪比最高，因此優先將最貼近直射鏈接的方向作為信號接收方向。在采用分集接收技術的光接收機上，探測器盡可能均勻地分布在一個半球面上，從而能夠以較少的探測器數量實現多個方向上的穩定接收效果，除非接收機被整個遮擋才有可能出現信號中斷。
6.自適應傳輸技術
自適應傳輸技術能夠有效克服LED可見光通信中的信噪比波動問題。在自適應收發器的發射端，有一個專門的DSP（信號處理器）負責機電定向系統的實時控制。DSP在通信系統中的普及和應用，在一定程度上改善了系統的信噪比，并且靈活性更強。同時，對于白噪聲、多路徑干擾等，也能夠通過相應的信號處理手段加以解決。在自適應收發器的接收端，由于使用了單一的光電檢測器，使得光前端設計大大簡化，并通過某種定向機制使光能量作用于單個信道，從而減小了接收端視場，有效避免了環境噪聲對通信穩定性的干擾，增強了系統對多路徑畸變的抵抗能力。
三、LED可見光通信技術的應用展望
LED可見光通信技術有著十分廣闊的應用前景，只要是基于LED的照明和指示裝置均可以通過增加通信功能而獲得一些全新的用途。例如，在博物館中，可以在LED指示燈中加載相關展品的解說信號，只要游客攜帶了具有可見光通信功能的移動設備，就能隨時獲取展品的解說信息；在LED大屏幕或廣告牌上加載相應的信號后，人們可以直接用手機等設備下載屏幕上的內容和信息，如廣告信息、交通信息等；在車輛照明領域，可以為汽車前照燈增加信息傳輸功能，將車輛載重、車牌號、車速等信息自動發送到各類交通監測裝置上，輕松完成繳費、登記、測速等功能，極大地方便了車輛信息的采集和管理，同時車輛尾燈也可用于向后面的車輛發送剎車、路況等信息，從而大大提高交通運輸的安全性。
結語
LED可見光通信技術不占用無線頻譜資源，可以直接對無處不在的照明燈光加以利用，在節能環保的同時實現高速無線通信功能。但目前該技術仍處于實驗研究階段，雖然研究人員已經針對光源布局、驅動電路優化、OFDM、信道編碼等進行了大量的研究工作，但依然有一些技術難關亟待人們去攻克，相信在研究人員的不懈努力之下，LED可見光通信技術必將在未來社會中大放光彩。
參考文獻
【關鍵詞】空間光通信技術 關鍵技術 天線技術
隨著科學技術的不斷進步，人們對空間通信技術的研究也愈加深入，目前空間技術中的大功率軌道運載技術以及大容量衛星技術已經趨于成熟，促進了空間光通信技術的發展。當前人們對網絡傳輸的速率要求有明顯提升，因此對空間通信技術的要求也高，空間光通信技術能夠適應現代社會快速發展的需求，有效的提高通信數據的傳輸率，廣泛的引用在保密通信、局域網互聯、城域網擴展等領域，為現代社會的發展提供可靠高效的技術保障。
1 空間光通信技術概述
傳統的空間通信技術的載體是微波，但是這種技術已經遠遠不能滿足現代社會發展的需求，隨著通信技術的研究發展，空間通信技術逐漸發展到以激光為載波、大氣為傳輸介質的光通信技術，作為一種新型的寬帶通信技術，這種技術一方面繼承了微波通信的優勢，另一方面還增加了光纖通信的特點，其基本的原理是激光傳輸技術和光電轉換技術。該技術在進行兩點傳輸時，發射端和接收端設置有高靈敏度的激光的發生器和接收器，以及配備光學望遠鏡，發射端將電信號調制為光信號發出后，是以直線傳播的方式穿過自由空間到達接收端，其中光學望遠鏡控制激光的發射方向和接收方向，接收端在接收到光信號后再調制為電信號，實現雙工通信。空間光通信的優勢是通信容量大以及傳輸速度快，且成本低，安裝簡便。
2 我國空間光通信技術發展現狀
一直以來，衛星技術是我國進行空間探測的重要手段，并提供相應的技術保障，但是以微波為載體的空間技術已經無法滿足快速發展的社會需求。在發達國家空間光通信技術的研究已經取得了極大進展，但是在我國空間光通信技術還處于起步階段，因此只能借鑒國外先進的研究結果。我國的光通信技術發展至今已經取得了不錯的成就。在“十五”和“十一五”期間，我國首次成功的進行了星地激光通信實驗，以海洋二號衛星平臺為搭建平臺，這次實驗標志著我國的衛星光通信技術已經進入空間試驗階段。隨著連續波大功率半導體激光器技術、空分復用技術、智能天線技術等的發展，光通信技術也不斷的拉長傳輸距離，增大傳輸容量，提高了可靠性，拓寬了適用范圍。在“九五”期間我國已經開始基于激光大氣通信理論對空間光通信跟蹤技術進行深入研究，并取得了一定成就。
3 空間光通信關鍵技術
3.1 原子探針層析技術
原子探針層析技術（APT）在空間光通信系統中負責實現通信連接的功能，是當前空間分辨率較高的分析測試技術，能夠分辨原子種類，并對其空間位置進行直觀的重構，比較真實的顯示出不同元素原子的三維空間分布。APT是應用在空間光通信系統的服務器中，當服務器的網絡探測到信息時，APT服務器開始掃描通信鏈路，確認信息雙方的位置，確認后開始獲取信息，并鎖定通信目標，隨后完成光通信連接。
3.2 天線技術
天線技術是采用收發一體的天線實現空間光通信系統中的雙向互逆功能，提升空間光通信的傳輸性能。該技術的實現主要依靠天線陣、波束形成網絡以及波束形成算法，在發射器將電信號轉化為光信號后傳輸到發射天線后，天線技術利用波束形成算法計算發射功率，并發射出光束；接收天線對光束進行接收，主要是利用信號在不同的傳播方向的差異性，將相同頻率、相同時隙的信號進行區分，有效的降低了光信損失，使空間光通信更加穩定可靠。
3.3 捕獲技術
捕獲技術是空間光通信系統的關鍵技術，是能夠實現通信的先決條件。主要原理是監視和跟蹤目標特定的光電，來實現運動捕捉。利用捕獲技術能夠捕捉空間點的運行軌跡和具置，為實現空間光通信墊定基礎。
4 空間光通信技術的發展及應用
當前空間光通信技術已經實現了可行性，并在各個領域都有應用，一定程度上推動了現代社會的發展，當前面臨的主要問題是如何實現星際自由空間光通信。在信息高速增長的現代社會環境下，空間光通信技術的發展目標是提升傳輸的可靠性、提高傳輸速率以及擴展傳輸距離。隨著三網融合，現代通信的發展方向是數字化和智能化，因此我國要想在激烈競爭的國際背景下有所突破，就要現空間光通信系統的智能化以及數字化。主要的研究方向如下：大氣信道的研究，大氣是對信號影響最大的干擾因素，會在接收端產生一定的信噪比，解決大氣信道干擾能夠提升空間光通信技術的通信速率和拓寬通信距離；傳輸可靠性的研究，主要是研究信號接收和信號源，需要激光器產生的信號具有光束窄、頻率高的特丹，因此對其功率以及穩定性要進行深入研究；保密性的研究，當前自由空間光通信技術的通信信道是開放的，這樣會造成不法分子在不切斷光束的情況下竊取信息，因此要進一步完善空間光通信技術的保密性和安全性。今后空間光通信技術將會在寬帶接入市場中成為主流，與微波通信技術互為補充，微波系統在大區域范圍內實現低速通信，空間光通信技術在小區域范圍內實現高速通信，更加便利的為用戶提供可靠穩定的服務，還能在惡劣環境下充當備份通信服務。
5 結束語
綜上所述，空間光通信技術在現代社會中逐漸發揮不可替代的作用，其發射率高、靈敏度高以及安全保密性良好的特點，可以滿足衛星通信的需求，并與其他通信技術互為補充，實現了光纖的告訴傳輸，并帶動了三網融合的發展，促進電子政務、電子商務、遠程醫療等信息化建設領域。空間光通信技術的發展空間廣闊，并會為我們生活帶來更多的便捷。
參考文獻
[1]易成林.自由空間光通信技術的發展現狀與未來趨勢[J].現代商貿工業，2007（09）：263-264.
[2]廖淑玲.空間相干光通信零差OPSK系統相位佑計研究[D].長表理工大學，2011.
[3]吳從均，顏昌翔，高志良.空間激光通信發展概述[J].中國光學，2013（05）.
作者單位
光通信技術是當今信息技術領域的前沿與支撐技術之一。2013年，國務院頒布“寬帶中國”計劃，進一步提升了光通信技術在國家發展戰略中的地位。簡言之，光通信技術是光纖技術與通信技術的綜合體，它具有高速、大容量的優點，但亦存在高成本、高復雜度和多學科交叉的特點。這成為該門課程實踐教學開展的主要困難。而且，對于省屬地方高等院校，同時面臨生源基數大、實驗教學經費短缺、設備更新緩慢等難題，使得該問題更加凸顯。為緩解這一問題所帶來的影響，基于專業光通信仿真軟件，引入虛擬實驗教學時必然趨勢。
一、虛擬實驗教學改革的背景與意義
作者所在的黑龍江大學電子工程學院，《光通信技術》實驗需為兩個本科專業（光電子技術系和通信工程系）學生（約180人/年）提供課程資源。原有《光通信技術》包含“光纖低損耗熔接”“光纖纖芯分布測量”“光纖微彎損耗測量”“光時域分布反射測量”和“可視光通信傳輸系統演示”5個基礎專業實驗，僅能覆蓋《光纖技術》和《光通信技術》兩門專業必修課程的實驗教學任務，學生缺乏對“光電子器件”應用的認知。而且，光纖與光通信技術是本專業最重要的兩個研究方向之一，是專業學生就業與求學的主要支撐技術。近10年來，光通信技術在“光傳輸”“光交換”“光接入”和“可見光電力線通信”等領域高速發展。然而，現有實驗教學設備多購置于2001年，部分已陳舊、老化。與此同時，面臨教學經費不足，設備臺套數有限，儀器價格昂貴，由于普通高校擴招導致生源劇增的雙重壓力，對應的實驗內容無法得到更新，課程講授內容與實驗教學脫節，學生學習興趣低下。
圖1 原有專業基礎實驗方案
與之相比，專業仿真軟件具有價格低廉，覆蓋領域廣，專業性強，靈活性、操作性好等系列優點，可實現光放大器設計，光電轉換器件測試，多光通信系統實時在線模擬等功能，與本專業光纖技術、光電器件與檢測、光通信技術課程內容吻合。鑒于此，將虛擬實驗與原有的專業實驗相結合，以專業實驗為基礎，虛擬實驗為進階，二者相互補充、取長補短，將可有效緩解專業實驗教學中所面臨的困難。
二、虛擬實驗教學改革的具體實施方法
（一）方案設計與實驗室建設
1.保留原有的“光纖低損耗熔接”“光纖纖芯分布測量”“光纖微彎損耗測量”作為基礎實驗，刪除“光時域分布反射測量”和“可視光通信傳輸系統演示”兩個實驗，節省6學時的課程資源。
2.開設“光通信仿真設計”課程設計，以虛擬實驗教學方式提高學生對于“光通信系統架構”“光纖放大器設計”“光電子器件工作特性”的掌握能力。課程設計采用機房集中教學模式，包含“光發射機/光接收機的實現”，“誤碼率與質量因子評價”“色散補償特性測試”“光放大器性能優化”“格式生成與轉換”五個模塊，共計32學時。其中，講授學時8學時，實驗學時24學時，第一、二模塊為必選，后三個模塊至少任選其一。
3.將原有機房進行升級與改造，新購置計算機50臺套，服務器1臺套，投影教學設備1臺套。更新原有網絡布線與系統，實現教師與學生互動能力，提升學生間的交互學習能力，改善學生個人的實驗學習平臺環境。購置專業光通信仿真軟件OptiSystem（12.0版）1套，可同時滿足30人在線仿真需求。
圖2 虛擬實驗設計方案
（二）虛擬實驗教學實施方法
在實際的教學過程中，該門課程對于光電子技術專業學生（年均60人）為必修課程，分成2個教學班級循環教學；對于通信工程專業學生為選修課程，根據以往統計，選修課程人員約60―80人，亦分成2個教學班級循環教學。除講授8學時外，學生需在2周內完成24實驗學時，教學資源采用開放模式提供，學生可自行安排學習時間，學時計算由智能管理系統完成。教學模式除課上教學、實驗外，還包括師生在線交流與在線答疑。課程考試采用報告模式提交，3人一組，需分工明確，格式統一，數據與分析清楚有效。
圖3 虛擬實驗教學的實施與執行
三、效果與評價
對于通信工程專業，該門課程設置在第六學期，需學習前期的光纖基礎實驗。對于光電子技術專業，該門課程設置在第七學期。作為中間環節，他是專業實驗的進階，同時作為本科畢業設計的前期訓練，起到承上啟下作用。運行一年來，效果顯著。主要體現在：（1）增加了實驗教學資源，緩解了實驗設備臺套數少的困難，提升了學生的實踐實訓能力；（2）完成了課堂教學與實驗教學的完整對接，教學內容與深度得到進一步提升；（3）激發學生學習興趣，為教師的科學研究提供有效輔助。截至2014年12月，已有11名專業學生參與到教師的科研團隊中，并在光通信設計領域發表EI檢索科研論文3篇，申報發明專利1項，獲授權實用新型專利2項，獲批省級、校級創新創業課題2項。
【關鍵詞】光通信技術；用戶接入網；光纖接入網
【中圖分類號】TJ768.4【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0141-01
隨著人們的生活水平越來越高，對通信業務量的需求也逐漸提升。業務種類也隨著科技的發展不斷更新，電話、傳真、計算機等通信形式不斷地改進。接入網是指用戶網絡接口和業務點之間傳送信號載體的網絡實體工具。隨著光纖技術的不斷發展以及全業務在接入網中需求，網絡中承載功能都是通過光纖構成接入網實現的。光纖寬帶接入網已經成為了當前接入網的主流，在寬帶通信接入網中發揮重要的作用。
1、基本原理與技術優勢
光通通信系統光信號傳送是通過大氣為媒介實現的。工作原理簡單，易于操作，只需要將兩臺端機放在合適的位置，并保證其路徑的視距與光發射功率不被阻斷就可以實現信息通信。光通通信系統主要包括激光器、光纖放大器、光纖發射系統與光纖接收機等。
隨著科學技術的不斷發展，網絡接入技術的不斷成熟，可以進行網絡繼而的形式越來越多。由于光通通信系統集眾多優點于一身，因此被廣泛應用。鏈路快速部署，由于光通通信系統不需要與其他系統一樣要經過光纖鋪設才可以工作，只需要在便于接收光纖信號的位置進行接收器的安裝就可以，而且連接所需要的時間較短。寬帶大，通過合理的組網方式，其傳輸速率可達到10GBb/s，其傳輸距離可達4km。安全保密，其波速具有聯合會的穩定性，而且鏈路位置保密，不已被監聽。另外，光通通信系統還包括了擴容、成本低、便于攜帶等優點，使其運用越來越廣泛。
2、光通通信系統在運行中所存在的問題與解決
2.1 運行中存在的問題
隨著光通通信系統的應用越來越廣泛，接入網用戶也將所遇到的問題反饋回來。對于目前的光通通信系統，在運行工作，主要存在以下幾個方面的問題：（1）收發端信號缺乏精確對準，在系統運行的過程中，由于信號發射機與信號接收器在安裝的過程中沒有科學的擺放，導致兩端沒有對準，以及激光束沒有對準，造成網絡傳輸數據不全。（2）媒介的影響，雖然以大氣作為傳輸的媒介方式比較方便，但由于大氣穩定性不高，導致網絡環境不穩定。（3）傳輸距離，雖然只需要兩端機器就可以相連，但由于其傳輸距離較短，限制了全面的發展。
2.2 問題的解決
針對以上的問題，對準激光束才是解決系統兩端信號收發不準的根本。現階段在這些缺陷的基礎上，擴束、多束等方法被普遍使用。擴束法雖然可以將激光的光束進行擴散，但卻影響了接收端的能量密度，從而導致傳輸的速率變慢以及傳輸的距離減短。多束法主要是通過多個發射鏡與激光器在同一個角度同時發射激光束。因此，在接收端就可以收集到大量的激光光斑，通過多束法，不僅提高了信號接收面積，還提高了能量密度，最終解決了擴束法沒能解決的問題。
3、 光通信技術在用戶接入網中的應用
3.1 閉環應用方案
在用戶接入網中，為了提高其網絡服務質量，關鍵就在于網絡的優化，而網絡的優化離不開傳輸線路閉環建設。在接入網的過程中，由于光纖到位程度不夠，導致接入網更多的進行鏈型組網模式，這種模式的節點并不具備保護狀態。為了提高整體的網絡服務質量，就必須進行閉環建設。在建設的過程中，結合光通信的技術特點，在不鋪設光纖或光纜的前提上，加大帶寬，實現鏈型網絡向環形網絡的轉變。并結合線路保護方案，提高網絡的安全性與可靠性。
3.2 基站互連方案
由于電纜鋪設不方便，導致部分基站無法接入電纜，導致了網絡線路容易出現中斷。因此，在各個基站之間，可以采用無線設備進行互聯來實現網絡線路的暢通，并擴大其業務的覆蓋面積。在互連的過程中，要建立中心站點，將基站的運行信息進行收集。另外，光通通信系統設備可以與傳輸設備直接進行組網，并輸出信號，將業務鏈路輸送出來，實現基站互連的作用。光通通信技術在基站互連中所具備的優點：（1）帶寬充足，可以直接承載業務；（2）可以進行透明傳輸，使網管信息的傳輸不受影響。
3.3 傳輸方案
由于在城市的建設中鋪設電纜是比較困難的，導致部分地段的光纜資源嚴重不足，造成了基站無網絡接入， 影響了用戶接入網的應用。因此，為了解決這樣的問題，實現高帶寬的連接，就必須在城市的無電纜地段建設微蜂窩站，擴大網絡的覆蓋范圍。光通通信技術在蜂窩站中的優勢就在于通訊設備綠色環保，無污染無輻射，安裝方便；（2）安裝容易，不會對樓房、屋頂結構造成影響；（3）安全可靠，防雷性能好；（4）帶寬較高，網絡線路較好。
結束語
綜上所述，隨著人們的生活水平的提高，對通信要求越來越高。為了滿足人們的需求，光通信技術就必須通過各種技術的研究，光通通信技術以其靈活方便的優點展現在人們面前，還具備了低成本、高容量等特點。隨著其技術不斷提高，在軍事上、高層建筑上以及校園中都被廣泛應用，最終滿足人們對通信的需求，因此，光通信技術在用戶接入網中的應用越來越重要。
參考文獻
[1] 賴新紅.EPON光接入技術在電信接入層的設計與應用[D].北京郵電大學，2011.09（11）：124-127
[2] 龔建寧.EPON技術在運營商接入網中的應用研究[D].復旦大學， 2009.10（08）：146-149
[3] 梁憲濤.無線光通信技術在電信接入網中的應用[J].知識經濟， 2011.11（12）：74-77
什么是可見光通信技術
可見光通信技術是一種先進的無線通信技術。它利用LED發出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號來傳輸信息，具有傳輸數據率高、保密性強、無電磁干擾、無需頻譜認證等優點，是理想的室內高速無線網絡接入方案之一。LED發出的光是一閃一閃的，因為閃動頻率極高，達到每秒數百萬次，我們的肉眼分辨不出來，光敏接收器卻能探測到。這種閃動其實就是一種“開”“關”過程，開就代表“1”，關就代表“0”，開開關關， 0與1的各種組合就可以通過燈光來傳遞了，這就是可見光通信技術的基本原理。白熾燈因為在亮滅的變化過程中非常容易被損壞，且亮滅變化動作太慢，因而不具備這種通信功能。
可見光通信技術的優勢
與傳統的無線網絡相比，可見光通信技術擁有很多優勢。
首先，可見光通信技術傳輸速率更快。與使用無線電波進行通信的Wi-Fi、藍牙等傳統無線技術相比，被昵稱為“LiFi”的可見光通信技術的數據傳輸速率更高，可達每秒數十MB至數百MB，未來傳輸速率還可能超過光纖通信。當前在實驗室里，可見光通信技術實時傳輸速率已在米級距離上達到了每秒500MB，離線傳輸速率已達到每秒幾GB。也就是說用可見光通信技術下載一部1GB的電影，只需不到1秒的時間。
其次，該技術還具有安全性高的特點。可見光只能沿直線傳播，因此只有處在光線傳播直線上的人才有可能截獲信息。用窗簾遮住光線，信息就不會外泄至室外。
另外，可見光通信技術主要是利用無處不在的電燈資源。人們只需在LED燈泡中加入一個芯片，便可使其具有“無線路由器”“通信基站”“Wi-Fi接入點”，甚至“GPS衛星”的功能，從而無需再建任何新的基礎設施。大規模實施可見光通信技術系統可以降低總體安裝成本，同時可以幫助人們進一步降低電費、維護費用等操作成本。
最后，可見光通信技術輻射小，綠色環保，對人體無害，而且在對電磁信號敏感的環境中也能自由使用，比如飛機艙內和手術室內。
目前手機和無線終端發出的射頻信號會對飛機的導航和通訊系統造成干擾，容易影響飛行安全，所以飛機上乘客的通信愿望是被限制的，但是有了可見光通信技術，乘客就可以輕松接入網絡。
再比如在醫院，高頻電磁波類型的無線通信干擾可能會對某些儀器造成損害，特別是在手術中，那么這個時候可以用可見光通信技術安全、高效地控制某些設備或傳輸X光圖像等。
可見光通信技術的研究現狀
基于這些優勢，可見光通信技術在未來通信領域中將占有重要的地位和價值，因此很多研究機構和電信運營公司加入到可見光通信技術的研究領域中來。
日本中川研究室自2000年開始對基于白光的可見光通信技術進行研究，至今已在可見光通信技術研究領域取得了很大的成就，還開發了面向商業化的基于可見光通信技術的超市定位及導航系統。
歐洲的20多家大學科研單位和企業也提出了OMEGA計劃，對可見光通信技術展開了深入的研究。OMEGA計劃的目標是發展出一種全新的能夠提供寬帶和高速服務的室內接入網路。OMEGA計劃把可見光通信技術列為重要的高速網絡接入技術之一，并且已經取得了豐碩的研究成果。
除了日本和歐洲的科研單位，美國的UC-Light也是進行可見光通信技術研究的重要機構。UC-Light依托于加州大學的4所分校和1個美國國家實驗室，其研究人員的研究背景涉及建筑學、無線通信、網絡、照明、光學、器件等領域。UC-Light成立的目的是開發一種基于LED照明的高速通信和定位系統。
中國的可見光通信技術研究起步相對較晚，與國際相比仍然落后很多，尚沒有比較成熟的商用化的可見光通信技術系統。近年來，在國家大力支持的背景下，中國的可見光通信技術研究取得了一定的進步，在可見光通信技術理論、系統設計和計算機仿真、實驗演示系統設計制作等方面都取得了一定的成果。2013年10月15日，復旦大學信息科學與工程學院傳出好消息。研究人員將網絡信號接入一盞1瓦的LED燈，燈光下的4臺電腦即可上網，離線最高傳輸速率可達每秒3.25GB，實時平均上網速率達到每秒150MB。
新型技術有望拓展視線無線信息傳輸能力
給傳統的照明系統增加數據傳輸能力有望無縫地創立無處不在的計算應用。
>> 采用LED實現了可見光數據通信的突破 對LED可見光通信技術應用的分析 適用于可見光通信的LED器件 基于多色LED的可見光通信聯合調制技術 基于大功率白光LED的可見光通信 LED可見光通信技術在專利申請中的演進 室內LED可見光語音通信網絡的信道分配算法研究 2ASK可見光通信系統的硬件設計與實現 可見光通信的研究 可見光通信 融合PLC的LED可見光通信音頻傳輸系統的研究 基于白光LED可見光與wifi的混合通信系統的設計與研究 基于大功率白光LED的可見光音頻傳輸系統設計與實現 LED可見光通信技術專利申請分析 LED可見光通信發射與接收系統設計 白光LED室內可見光通信研究 室內LED可見光通信技術分析 可見光智能LED燈在交通系統中的應用 可見光照進通信世界 可見光通信異彩將現 常見問題解答 當前所在位置：中國 > 科技 > 采用LED實現了可見光數據通信的突破 采用LED實現了可見光數據通信的突破 雜志之家、寫作服務和雜志訂閱支持對公帳戶付款！安全又可靠！ document.write("作者：未知 如您是作者，請告知我們")
申明:本網站內容僅用于學術交流，如有侵犯您的權益，請及時告知我們，本站將立即刪除有關內容。 新型技術有望拓展視線無線信息傳輸能力
給傳統的照明系統增加數據傳輸能力有望無縫地創立無處不在的計算應用。
在近期于日本召開的2004年度cEATEc大會上，由國際可見光通信協會的多家成員所進行的一系列展示活動，向世人證實了采用基于LED的照明來向手持式和車載計算裝置傳送高速數據所擁有的諸多好處。將數據添加至由隨處可見的照明設備(包括帶照明的標志、 交通信號燈及室內照明設備)所產生的可見光有望通過擴充RF技術而為人們營造一個更加廣闊的無線通信世界。
【關鍵詞】無線光通信；電力系統；優越性；分析
1 電力通信網中無線光通信的重要特點
無線光通信是一種視距傳輸技術，其基礎是電―光和光―電的轉換，可以實現數據、影像和等的傳輸，以大氣作為媒質。實際上激光出現后最先研制的就是無線光通信系統。無線光通信的優點是傳輸距離遠、信道容量大、發射天線小、保密性好以及抗電磁干擾等。除此以外，無線光通信不需要許可執照，不需要鋪設電纜，不需要挖溝，不需要租用線路，不需要頻譜規劃，建設周期短，對環境沒有影響。寬帶無線光通信的電子頻譜位于極高的光頻段，不存在微波等電磁干擾。無線光通信因為這些優點，越來越受到關注。
2 電力通信網中無線光通信的實際優越條件
無線光通信是一種物美價廉的通信技術，它正在逐漸吸引電信運營商，在電力通信網服務中不斷地突顯其優越性。無線光通信自身的特點決定了在一定的環境下，它可以最大發揮自身優勢，比如可以用于不便鋪設光纖的地方和不適宜使用微波的地方；又由于光纖成本過高，用戶無法在短期內實現光纖接入，而他們卻渴望享受寬帶接入帶來的便利，結合我國現階段寬帶網絡的實際情況____許多企業和機構都不具備光纖線路，但又需要較高速率，無線光通信不失為一種解決“最后一公里”瓶頸問題的有效途徑。雖然DSL、LMDS和以太網是目前電力通信網寬帶接入的主流方式，但和無線光通信相比，它們建設成本要高、建設周期要長，所提供的帶寬更是遠遠不及無線光通信。對于有線運營商，無線光通信可以在城域光網之外提供高帶寬連接，而其成本只有地下埋設光纜的五分之一，而且不需要等6個月才能拿到施工許可證。在目前這個競爭激烈的環境中，無線光通信無疑為電信運營商以較低的成本加速網絡部署，提高“服務速度”并降低網絡操作費用提供了可能。
無線光通信在電力通信網中實現了光纖到桌面，完成語音、數據、圖像的高速傳輸，拉動了聲訊服務業和互動影視傳播，實現了“三網融合”，有利于電子政務、電子商務、遠程教育及遠程醫療的發展，并產生了巨大的效益。可見，無線光通信技術在電路通信網中有廣泛應用前景和巨大市場潛力。
3 電力通信網中無線光通信的技術重要性
在電力通信系統中，由于大量無線光通信信道的不可預測性，以及電力通信網中網絡結構變化、對寬帶高速率通信的要求和不同異構網絡之間的無縫互聯等對無線光通信關鍵技術提出了很高的要求。
（1）MIMO技術：目前MIMO技術領域的一個研究熱點就是空時編碼，具有廣泛的應用價值。常見的編碼方法主要有空時分組碼、空時格碼和BLAST碼。該技術本質是一種基于空域和時域聯合分集的通信信號處理方法，有效提高無線光通信的容量。
（2）信道和信源編碼技術：信道編碼技術是電力通信系統抗多徑衰落的重要方法。在無線光通信系統中，采用了卷積碼和Turbo碼等信道編碼技術。無線光通信中信源編碼包含語音編碼和圖像編碼。為了提高系統容量無線光通信采用基于波形和參數編碼的混合編碼方法，隨著參數編碼技術的提高，有可能采用純參數編碼的聲碼器來實現語音編碼。
（3）OFDM技術：OFDM是一種多載波調制技術，其將信道分成若干正交子信道，將高速數據信號轉換成并行的低速數據流，調制在每個子信道上進行傳輸。這種調制傳輸技術的優點在于：一方面可以提高信號的傳輸速率，另一方面又可以減少無線光通信系統信道所帶來的符號間干擾（ISI）；同時，由于每個子載波都保持正交，所以也避免了子信道之間的相互干擾（ICI）。
（4）迭代接收技術：迭代技術極大的提高接收系統的可靠性。迭代接收是指在接收端通過多次循環迭代使得接收機的檢測和解碼性能達到最佳。一般而言，前一次迭代的結果總是作為本次迭代的部分輸入，而且迭代次數越多，接收機的解碼性能越好，但系統復雜度也相應增加，因此在實際實現時要在性能和復雜度之間進行折衷。
4 電力通信網中無線光通信的實際應用
目前，近距離固定點間的無線光通信已經在電力通信網實際中得到了應用，具體如下：
（1）無線光通信在電力通信網局域網連接中的應用。在電力通信網的網絡中，在新建的大樓和原有的大樓之間的局域網中無線光通信均得到了應用。由于無線光通信設備配備有標準的RJ45接口或光接口，對協議是透明的，因此非常方便地完成電力通信網局域網的連接。
（2）無線光通信在電力通信網城域網及邊緣網中的應用。電力通信網城域網的建設可謂日新月異，通信帶寬可達10Gbit/s，已基本上能夠滿足數據通信的需求。但隨著城市的發展，以往的效區也在逐漸被納入城市之中來，因此如何高效、低成本地對電力通信網城域網進行擴展及迅速占領新市場，已成為各大電信運營商十分關注的問題。
（3）無線光通信在電力通信網最后一公里接入的應用。隨著對Internet需求不斷地增長，電力通信網要求以寬帶的方式加入Internet。雖然寬帶接入的方式有很多，如ADSL、ISDN、FTTB+LAN等，但由于受各種因互的限制，例如公路開挖，第三地區無法使用微波等，現有的接入方式在解決寬帶接入方面均有所不足，因此無線光通信就成了一種可知地的解決方案。
（4）對于新興的電信網絡運營商，快速組建電信網絡的應用。無線光通信網絡可以幫助其快速組建本地網，以較少的資金、人力和時間完成城域網建設；對于傳統的電信網絡運營商來講，無線光通信網絡系統可以作為其光纜傳輸系統的補充，用于不便鋪設光纜的區域。無線光通信網絡系統可以實現先組網再銷售的商業模式。
5 結束語
在電力系統中無線光通信技術正以低成本的快速部署能力進入眾人的視線，在城域或局域網中，這種技術成為了光纖網絡的有益補充，開始得到廣泛應用，也孕育了巨大商機。無線的網絡空間可以自由馳騁，無線光通信技術提供了理想的暢想空間，而這一技術也在不斷探索、研究中前行發展，以期待未來應用新的突破。
參考文獻：
[1]翟章.無線通信技術在電力通信中的應用[J].電力系統通信，2006（5）.
[2]范國良.無線光通信技術及其應用[J].中國無線電，2007（3）.
【關鍵詞】 傳輸 接入 無線光通信 光纖 最后一公里
以光的傳輸作為基本形式，借助激光光束這一載體來儲存并傳遞信息的通信方式即為無線激光通信，又叫無線光通信。鑒于激光光束具有自由空間特性，無線光通信將空氣作為載體，將激光作為介質，來實現一對一或一對多的信息連接。如何實現無線光通信的最優傳輸與接入，節省因“最后一公里”導致的時間金錢的浪費，是當前通信行業工作者需要深入思考的問題。
一、無線光通信技術
1、原理。無線光通信中的光信號主要借助空氣這一媒介進行傳輸，該通信體系必須具有完備的系統設備，如發射機、激光源、摻餌光纖放大器、接收光學系統以及接收機等。配以足夠大的發射功率、足夠廣闊的傳播路徑與視距，即可實現發射機與接收機之前的信息傳輸。點對點的通信便是借助這樣的原理來實現的，發射機與接收機結合望遠物鏡進行了全雙工通信。無線光通信技術的基本技術之一是光電轉換技術，在光電轉換時，為避免所發出的信號被電信號干擾，可以借助天線中的反光學系統把光電信號直接加載到接收端的望遠鏡上，然后再匯聚到光電檢測器件進行光電轉換，最后得出所需的電信號。2、優越性。光通信網絡由無線光與有線光兩部分組成，眾所周知的城域網或廣域網就是有線光通信網絡。有線光通信需要鋪設光纜，但由于成本問題，一般僅有骨干網為光纖，骨干網與用戶之間的“一公里”通常是普通網線，這就使得通信速度大打折扣。因此，無線光通信傳輸速率高、經濟快捷、安全性高、性能穩固，這使其得以廣泛應用，具有非常好的市場前景。
二、信號的傳輸與接入
1、方式。有線光的寬帶傳輸同無線光的信號傳輸基本相同，區別僅在于介質的不同，前者為光線，后者為空氣。無線光的最高傳輸速率高達2.6B/s，最遠傳輸距離為4000米。空氣傳輸的優越特性使得無線光通信不必借助任何協議即可實現物理層的傳輸。極窄的波速、極強的方向性以及極高的安全性使得無線光通信只要滿足一定的通信范圍即可實現接收機與發射機之間的準確接收。當然，現階段能保證信號質量的傳輸距離僅有1000米，且對氣象條件也有較高要求。
2、問題。首先，大氣環境對無線光通信的信號傳輸有非常大的影響，大氣環境變化會使得氣象出現強烈波動，從而使信號傳輸受到阻礙、發生中斷或丟失數據。比如，大霧天氣信號發出后會出現散射情況，雨雪天氣則會削減光信號強度。其次，點對點難以準確接入。作為視距寬帶通信產物，無線光的通信前提是具備可靠的視線傳播條件。受設備位置影響，若周邊有高層建筑或山區影響，再加上強風與地動等外力影響，設備或視距受限，或放置不穩，就會使激光器難以對準，從而影響接入的準確性。最后，無線光通信還可能出現安全隱患。現階段無線光通信在頻譜方面沒有許可證，設計師或操作者無相關文件指導，在運行設備的過程中就會有安全隱患，如操作者裸視激光造成眼睛受傷，從而引發安全事故。
3、方法。首先，要加強對準確性的研究。如加強接收機對信號的敏感性，使其接受能力大大提高，降低大氣中顆粒物對信號的阻礙與干擾作用。然后借助一些非機械裝置來保證接收機與發射機之間能夠精確對準。此外，還可以借助輔助系統，來提高無線光通信的跟蹤傳輸距離以及瞄準率，借助該系統，甚至可以令光學天線達到自動對準的目的。鑒于該系統需要占用空間、增加投入，因此可以將天線與收發器合為一體，既能節省空間，還能降低成本。其次，要注意操作的安全性。無線光通信借助激光光束進行數據傳輸，對人眼危害嚴重。在操作時，必須加強安全保護，如佩戴專用眼罩，設置人眼安全范圍內的功率，來保障操作者的人身安全，避免安全事故發生。最后，要加強對設備的控制。光信號從激光管芯發出后通過耦合進行遠距離傳輸。傳輸距離與耦合準值為正相關的關系，因此發射機要設置好耦合準值，并科學計算耦合效率、光斑發散角值，以此來提高對光信號的接受。光學天線多含凸透鏡或凹面鏡，借助聚焦原理可以降低光信號的散射率，提高信號傳輸質量。因此必須精確計算聚光斑點的大小。信號傳輸時還可能出現碼間串擾問題，因此必須加強接收機的敏感性、濾波能力和抗干擾能力。
結語：作為一種方便快捷的新型通信方式，無線光系統有著非常鮮明的優勢，這是光纖與微波傳輸所無法比擬的。但其仍存在著一定的缺點，亟需在未來通過各種科學技術來有效彌補。
參 考 文 獻
[1]鄧聰.淺析無線光通信傳輸與接入[J].中國新通信，2015（03）.
[2]湯永忠.無線光通信的傳輸與接入分析[J].電腦知識與技術，2014（11）.
【關鍵詞】無線通信；微波通信；激光通信
一、無線通信概述
1895年，意大利的G·馬可尼利用電火花產生的電磁波先后在9m、975m和3000m的地方收到電報信號，由此開辟了無線通信的先河。經過一個多世紀的發展，無線通信從理論到技術到系統發生了巨大變化，在當前信息化時代的建設中扮演著越來越重要的角色。
無線通信是指利用電磁波的輻射及傳播，通過空間傳送信息的通信方式。無線通信較有線通信的優點在于其通信不受時間、地點的限制，具有高度的機動性和靈活性，架設時間段且方便，可適用于各種場合，尤其在自然災害以及山區等不易鋪設有線通信線路的地方使用更加方便，可靠性高。因此無線通信從一開始就受到廣泛關注且迅猛發展。
無線通信起初使用的頻率較低，頻率范圍較窄，波段主要限于長波和中波。隨著技術的不斷發展進步，頻率的使用范圍越來越寬。目前，無線通信按使用的頻率進行劃分可以劃分為：極長波、超長波、特長波、甚長波、長波、中波、短波、超短波以及微波通信。此外由于激光具有方向性，相干性以及單色性好等特點，且光波也是一種電磁波，因此，激光通信也屬于無線通信的范疇。
二、無線通信的發展
在無線通信的初期，受技術條件的限制，人們大量使用長波及中波進行通信。到20世紀20年代初人們發現了短波并將其應用于通信中，短波通信在20世紀60年代衛星通信興起前一直是遠程的國際通信的重要手段。
在眾多的無線通信中，微波通信傳輸性能穩定，頻率高帶寬寬，因此其通信容量較大，可傳送綜合業務信息。此外由于微波波長較其它長波的波長短，因此同尺寸的微波天線可以獲得更高的增益。相對于其它波段微波通信系統建設速度陜，靈活性更高。因此，微波通信自上世紀40年代產生時就成為了長距離大容量的地面干線無線通信的重要手段。微波通信在此之后備受關注并得到了迅速的發展。
微波是頻率在300MHz-300GHz之間，波長通常為1m-1mm的電磁波。在微波頻段，由于頻率很高，電磁波的繞射能力弱，所以信號的傳輸主要是視線距離內的直線傳播，稱為視距傳播。微波與短波相比傳播穩定，但其傳播受大氣折射和地面反射的影響。此外，對流層中的大氣湍流氣團對微波有散射作用，利用這種散射作用可以實現微波的超視距傳播。
微波通信是指用微波作為載波來載送信息的通信方式。微波通信采用中繼傳輸。微波通信按其傳送信號可分為模擬微波通信和數字微波通信。
起初模擬微波通信傳輸容量可達2700路，也可同時傳輸高質量彩色電視信號。由于數字微波通信有諸多優點，之后逐步進入中容量乃至大容量的數字微波傳輸。上世紀80年代中期以來，隨著自適應衰落對抗技術以及高狀態調制與檢測技術的發展，使數字微波通信產生了革命性的變化。特別是高速多狀態自適應編碼調制解調技術與信號處理及信號檢測技術的發展，使得數字微波通信技術在衛星通信、移動通信、全數字高清電視傳輸、通用高速有線/無線接入的信號設計及信號處理等諸多領域發揮著重要的作用。目前，數字微波通信和光纖通信、衛星通信并稱現代通信傳輸三大支柱。數字微波通信作為微波通信的主流快速的發展并擁有良好的前景。
但微波通信也存在著一些缺點，例如其傳輸應具備視距傳輸條件，兩站之間傳輸距離不是很遠（一般不超過50km），另外頻率必須通過申請，通信容量不能做到很大，因此人們在追求另外一種通信容量更大的無線通信方式——激光通信。
三、一種很有前途的無線通信方式——激光通信
縱觀通信發展史，從明線到中短波到同軸電纜再到微波、衛星通信以及光纖通信，有線、無線不斷交錯發展，實質上是帶寬資源的不斷開發以及擴展利用的過程。由于激光頻率更高帶寬更寬，無疑使激光通信成為人們繼微波通信后作為無線接入手段的又一焦點。
激光通信是指應用具有方向性和單色性好的激光作為載波來傳輸信息的通信方式。激光通信是實現全球高速、實時通信的有效手段，具有很大的民用和軍事應用潛力。激光通信按應用環境來分可分為大氣激光通信和自由空間激光通信。按接收體制可以分為直接探測的激光通信和相干探測的激光通信。相干探測體制較直接探測具有靈敏度高，中繼距離長，頻率選擇性好，通信容量大，可實現多種調制方式等優點。
隨著高性能激光器以及光電探測器的研制開發以及光通信技術的發展，激光通信作為新興的寬帶無線接入方式受到人們廣泛的關注。它能有效的解決通信容量瓶頸問題，具有廣闊的應用前景。
激光通信具有以下優點：
1、良好的安全保密性
由于激光的高指向性使它的發射光束發散角很小，方向性好，使得其具有截獲困難因而具有極高的保密性。
2、設備尺寸小
由于激光波長短，因此在同樣功能情況下，光學收發天線的尺寸要比微波通信的天線尺寸要小的多，同時其具有功耗小、體積小、重量輕等優點。
3、架設迅速
激光通信設備體積小，重量輕，使得通信架設組網速度快，只需在通信節點上安裝設備，適合作為故障應急通信鏈路以及通信干線無法到達的區域的通信。
4、具有極高的通信容量
理論上用激光作為載波通信，一束光可以同時傳輸100億路通話信路，目前實際做到可同時傳送幾千至幾萬路通話信路。
5、無需頻率許可證
激光通信頻率工作在350THz以上，設備間無射頻信號干擾，所以目前無需申請使用許可證。
基于以上優點，激光通信受到各國的廣泛關注，投入了大量人力、財力和物力。研制出了不少的通信產品。
四、無線通信的展望
為了滿足人們對通信多樣化的需求，未來的通信網將向數字化、綜合化、寬帶化、智能化以及個人化的方向發展。未來通信也必將是以光纖通信為主干網，無線通信為補充的通信網格局。無線通信必將發揮其可移動，靈活性高，穩定性好的巨大優勢，實現對未來通信網的無縫覆蓋。此外，可以預見，激光通信的諸多優點使得其作為下一代無線通信發展的方向有著巨大的發展空間和誘人的發展前景。
參考文獻
[1]鄔正義，范瑜，徐惠鋼.現代無線通信技術[M].北京：高等教育出版社，2006
[2]白杉.微波通信的回顧與展望[J].電力系統通信，2006年第6期：25—28
[3]李翠萍.微波通信的現狀及發展前景[J].現代通信，2002年第2期：6—7
[4]馬小婷.數字微波通信技術的發展及應用[J].高新技術，2008年第30期：17—18
[5]柯熙政，席曉莉.無線激光通信概論[M].北京：北京郵電大學出版社，2004
[6]鄒自立.悄然復興的激光大氣通信技術[J].光通信技術，1997，21（3）：167—170
【關鍵詞】光存儲電磁感生透明暗態極化聲子絕熱相干操控
一、全光型光纖通信技術的發展現狀
二十一世紀是信息高度發展的世紀，信息技術已經逐漸滲透到人們日常生活中的各個方面，并發揮著不可替代的作用。隨著人們對于信息技術的需求不斷增加，信息傳遞技術的創新迫在眉睫，如何才能滿足信息量日益增多的現狀成為信息傳遞首要解決的難題。根據生產經驗而言，激光是滿足日益復雜信息傳遞的最佳工具，因此催生了全光通信技術的發展。
目前研究的重點就是利用何種技術結合先進的光學材料來實現對于光信號的隨意控制。上世紀末美國率先解決了對于光脈沖群速度的隨意控制難題，實現了對于光信息的人工控制，這意味著光存儲已經實現。
二、電磁感生透明及原子介質中的光群速減慢
電磁感生透明也是由美國科學家提出的新概念，電磁感生透明是種量子干涉效效應，電磁感生透明的意思是指在光吸收的介質中，假設用兩個具有輕微失諧的光脈沖共同作用于該介質，在共振的情況下，光吸收介質就變為了光透明介質。一旦出現電磁感生透明現象，光脈沖的群速度也會相應降低，而且降低的幅度也比較大，并且可以將光信息以原子態的形式儲存。現階段研究人員提出要想實現電磁感生透明現象，必須要滿足兩個基本條件，其一就是必須有兩束光，而且相位和頻率必須固定，一束光作為控制光線，一般情況下都是脈寬比較寬的脈沖，另外一束則為信號光束，其光束的強度比控制光束的強度要小很多。再者兩束光線必須都能與三能級原子介質發生相互作用，還必須滿足共振條件。上述兩種條件都能滿足的光束能夠使原子處于暗態，進而提高光介質的透明率。換句話說調整光的強度就能夠控制原子介質的投射率，也就是色散情況，進而實現對于光脈沖信號群速度的控制。
電磁感生透明現象的發現，最為重要的應用就是控制光脈沖的速度，在此之前已經能夠將光脈沖的群速度降低，但是降低的幅度較小，還不能滿足人們生活生產的需要，電磁感生透明技術能夠有效降低光脈沖的群速度，并且通過進一步的研究發現，利用相干操控技術，光脈沖群速度與慢光之間還能進行相互轉化。
光存儲的暗態極化聲子理論及原子介質中的光存儲
隨著電磁感生透明技術的發展，人們不僅要控制光脈沖群速度，而且要讓其完全停下來。如果能夠將光脈沖的群速度完全的停止下來，就能實現全光通信中的光儲存。經過人們不懈努力，現在終于能夠通過冷原子和熱原子實現將光脈沖的群速度完全的控制下來，光儲存技術的關鍵就是要創設合適的環境，也就是說在對光脈沖群速度的完全停止過程中，絕熱地關掉，并打開控制光束，對于絕熱開關的過程其實就是光儲存的過程。
目前德國科學家又提出一個新的概念叫做暗態極化聲子，該概念已經能夠定量的計算出操控光脈沖群速度并且將信息儲存的具體方式，主要方法就是將光脈沖函數與原子函數共同組成一個波函數，當進行光儲存過程時，在兩束光束處于暗態的前提下，光脈沖與原子脈沖組成的新粒子將會穩定的傳遞，這其中最為關鍵的就是光脈沖攜帶的信息和原子態可以通過光強的改變而被人工控制，隨著暗態極化聲子技術的出現，大大縮短了人們研究光儲存的時間，很快就有研究人員表示能夠實現光脈沖的儲存和自由釋放，時間長達一毫秒甚至是兩百微秒，并且隨著研究的不斷深入，光儲存的時間還會更長。現階段人們不單單是研究其他介質的光儲存，而且將研究對象轉向了固體介質中的光儲存，并且已經在常溫晶體中取得了較為明顯的成就。
我國在光儲存及光脈沖群速度的控制研究中，一直處于世界前列。對于電磁感生透明技術為代表的量子干涉技術的研究也一直在不斷的深入中。我國率先提出了將電磁感生透明技術以量子形式儲存應用在全光通信中這一概念。并且已經開始致力與研究多能級構型的原子介質中不同光束的相干控制及稀有氣體原子的電磁感生透明現象，而且已經實現了長達二十五微秒的光儲存。隨著量子技術的發展，人們的研究范圍也將突破現有的光脈沖儲存，進一步擴大到遠距離量子通信技術的研究。
三、總結語
現階段人類在量子光學研究尤其是量子干涉中已經取得了巨大的成就，為全光通信的實現提供了技術可能，但是還有很長的研究之路要走，我們要在現有的基礎上，繼續深入研究量子干涉技術，爭取早日實現全光通信。
參考文獻
[1]羅有華.冷原子在靜電勢阱中的量子力學效應[J].物理學報. 2002
關鍵詞：光通信技術；現狀；前景
中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2014）09-1912-02
光纖通信是利用光信號做為信息載體，以光纖做為傳輸物質媒介的通信方式。在通信系統中，由于光的頻率比電磁波的頻率要高的多，在傳輸過程中，光纖能量損耗要比電纜或波導管要低得多，理論上用光波做為信息傳送載體，其承載的信息量要比同軸電纜大得多；另外由于光纖是用石英材料構造而成，石英是電的絕緣體，不會發生電磁干擾、接地干擾等問題；由于光在光纖中傳播時能量高度集中，極少外泄，保密性好，所以不同的光纖之間幾乎不會引發信號串擾，也不用擔心發生因光信號泄漏通信信息被人竊取的風險；光纖的纖芯直徑很小，無論是單芯光纜還是多芯的光纜，其體積都很小，所以用光纜作為傳輸媒介，占用很有限的物理空間，從而解決了管道資源（管孔）擁擠的問題。
1 光纖通信技術的特點
1） 頻帶帶寬極寬，傳輸速率極高，信息量巨大，光纖比銅芯電纜有大得多的傳輸帶寬。
2） 傳輸損耗低，中繼距離長。光纖通信系統的傳輸距離取決于光源的調制特性、調制方式和光纖的衰耗、色散等。目前石英光纖損耗可低于0.2dB/km，這樣的傳輸損耗比其它任何傳輸媒介都要低的多。
3） 抗電磁干擾能力強。由于光纖構成的原材料是石英，石英是電磁的絕緣體，所以不會被外界的電磁干擾，而且抗腐蝕性。
4）光波信號頻率穩定，不同頻率間的信號不易串擾，而且光能量在光纖中傳輸時幾乎不外泄，保密性極好。
2 光纖通信技術的發展及現狀
光纖通信技術從它誕生的那一天，就注定是電信史上的一次重要革命。目前傳送網大多數是具有自愈功能的環網系統，少量的鏈型傳輸系統或者組成環加鏈等其它形式的復合網絡，以滿足客戶各式各樣的信息傳輸需求。回顧光通信的發展歷史，人們一直都在追求實現傳送的超大容量、超高速度、超長距離的夢想。現在光通信網絡的傳輸容量雖然已經很大，但今后隨著信息社會的不斷發展，人們對通信的需求也會不斷增長，一定會超越現有網絡通信承載能力，推動光通信技術向前發展。
1）光纖到戶：光纖到戶的魅力在于它有很高的傳輸速率，它是解決人們寬帶上網從主干到家庭“最后一公里”問題的最佳選擇。隨著PON技術的發展以及配套材料的大批量生產，FTTH的建設成本大大降低，目前可降到與DSL和HFC網相當，在我國已掀起光纖到戶建設，新建小區基本全部采用FTTH接入，同時也正在對DSL和LAN接入進行FTTH改造，預計在不遠的將來，將會實現所有寬帶用戶的FTTH接入。
2）全光傳輸系統：全光傳輸系統是以光設備代替電設備，傳輸設備之間也是全光化，傳輸系統對信息數據的處理完全以光的形式進行，對信息的交叉交換也不再基于電比特流，而是按照不同頻率的光波進行路由調整。全光傳輸系統具有良好的穩定性、開放性、兼容性、可擴展性以及低能耗性，全光傳輸網絡結構簡單，組網靈活，便于擴容和網絡調整，能提供巨大的傳輸帶寬，系統具有極高的處理速度，傳輸過程中誤碼率很低。
3 光纖通信技術的趨勢及展望
目前光通信技術有幾個發展方向，即大容量高速率的波分傳輸系統、城域網波分、EPON（GPON）技術以及新型的光纖材料。
1）向超高速系統超大容量發展：隨著通信技術的發展，系統對信息傳輸容量的要求越來越高，促使向大容量高速率方發展，WDM技術出現后，使一切變成了現實。波分技術通過把不同頻段的光信號復用到一根光纖傳輸，大大節省了光纖資源，目前已能做到復用1024個波以上，利用的頻段也從最初的C波段擴展到了L波段和S波段，單波速率也從2.5G發展到40G，傳輸容量有了極大的提升，承載了包括SDH、MSTP、ATM、分組、IP等多種業務，只要在確保中繼的情況下，傳輸距離可以達到上千公里以上。
2）融合的多業務承載節點：除了光傳輸鏈路的發展，光傳輸節點也向多業務承載、集成化方向發展，形成了多業務綜合傳輸平臺。一方面體現在傳送節點接口的多樣性，已從提供給傳統單一的SDH接口，發展到PDH、SDH、ATM、以太口等多種方式，可承載語音、數據、基站等多種業務，波分設備已發展到集分插復用器（ADM）、光分插復用器（OADM/OXC）為一體的物理實體，實現了統一管理控制。多業務承載節點的出現減少了大量獨立的業務節點和傳送節點設備，節省了大量機房空間和連接電纜以及設備功耗。
3）城域網波分技術的發展：近幾年互聯網數據業務飛速增長，迫切需要解決其傳送問題，單獨裸纖傳送一是需要建設大量的光纜資源，建設成本太大，二是裸纖承載業務的網絡安全性太差，極易引發業務中斷。隨著波分技術的發展，尤其是傳送城域網所需的波分設備成本不斷降低，城域網承載正逐漸轉向波分系統。城域網傳送一般距離不超過100KM，可以省掉長途網必須用的外調至器和光放大器，波長數也不必太多，允許較寬的波長間隔，降低了對波長精度、穩定性等要求，使合波器、分波器、光源等元器件的生產成本大大降低，從而降低了系統的整個成本。
目前，隨著互聯網數據流量的不斷增長，互聯網數據的承載已基本從ATM和SDH過渡到WDM，互聯網數據直接在WDM光路上跑，簡化了互聯網的網絡結構。以上三種互聯網數據傳送技術在通信技術發展的不同歷時階段，都起到了重要的作用，隨著技術的不斷進步，最終城域網波分技術以大容量、可靠性、兼容性等優點成為了解決互聯網數據傳送的最佳選擇，得到了廣泛的應用。
4）開發新型的光纖：光纖技術經過30多年的發展，其制造工藝水平和產品質量不斷提高，生產成本不斷降低，目前投入使用的不同型號的光纖基本滿足了干線網、本地網以及城域網的需要，如非零色散光（G.655光纖）、零色散光纖（G.652光纖）、無水吸收峰光纖（全波光纖）等，隨著應用需求的不斷擴大，科研人員也將開發出新的光纖類型。
5）PON接入技術：近幾年，通信網絡的核心網發生了翻天覆地的變化，無論是PSTN網，還是傳送網都在不斷更新換代，目前已發展成為全光、全數字化的系統，網絡的維護和管理也實現了程序化和智能化。但接入部分仍是一個薄弱環節，PON接入技術的出現，從根本上徹底解決了這一問題，PON接入技術主要有以下幾個優點：（1）大大提高了用戶寬帶上網速率，滿足了普通用戶上網、視頻、IPTV等各類需求；（2）提高了接入段的網絡通信質量，降低了故障率；（3）維護簡單，容易擴展，易于升級，運行成本低；（4）具有光纖傳輸所具備一系列優勢。相信隨著PON技術的日益成熟，以及蝶形光纜、分光器等材料成本的逐步降低，運營商通過對現有DSL用戶的不斷改造轉化，PON技術最終將全部取代傳統DSL技術。
