《光纖通信》課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、科技大學(xué)光纖通信課程設(shè)計(jì)報(bào)告自由空間光通信技術(shù)的應(yīng)用研究專業(yè)：通信技術(shù)班級(jí)：0901 班姓名：吳松學(xué)號(hào)：0907040108成績(jī)：姓名：巨亞萍學(xué)號(hào)：0907040121成績(jī)：姓名：馬柱學(xué)號(hào)：0907040132成績(jī)：姓名：王芳學(xué)號(hào)：0907040143成績(jī)：姓名：顏龍龍學(xué)號(hào)：0907040150成績(jī)：設(shè)計(jì)時(shí)間：審閱教師：科技大學(xué)通信通信學(xué)院目錄123.4.一了解歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在自由空間光通信方面的研究現(xiàn)狀20 世紀(jì) 60 年代，科技界曾掀起了研究自由空間光通信的熱潮，但由于受到天氣的嚴(yán)重影響， 到了 20 世紀(jì) 70 年代，在光纖通信迅速發(fā)展的同時(shí)也陷入了低谷。有的國(guó)家甚至宣布自由空間光通信是一

2、條“死胡同” 。但隨著激光器成本的不斷下降以及高靈敏度接收器和先進(jìn)通信電子設(shè)備的發(fā)展，自由空間光通信已經(jīng)成為下一代光通信研究發(fā)展的方向之一。與激波通信相比，自由空間光通信使用的激光頻率高，方向性強(qiáng)， 可用的頻譜寬，無需申請(qǐng)頻率使用許可；與光纖通信相比，自由空間光通信造價(jià)低，施工簡(jiǎn)便、迅速。它結(jié)合了光纖通信和激波通信的優(yōu)勢(shì)，已成為一種新興的無線寬帶接入方式，收到了人們的廣泛關(guān)注。20 世紀(jì) 90 年代后期，隨著全光接入網(wǎng)的發(fā)展，人們對(duì)傳輸速率的要求越來越高；隨著通信圍的延伸， 人們對(duì)快捷通信鏈路建立的興趣進(jìn)一步提高。自由空間光通信技術(shù)因其具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，在固定無線寬帶技術(shù)中，能為寬帶接入的快速部

3、署提供一種靈活的解決方案，又得到了極大的關(guān)注。其應(yīng)用圍已從軍用和航天逐漸邁入民用領(lǐng)域，其技術(shù)本身也在不斷的完善中。美國(guó)是世界上開展空間光通信最早的國(guó)家，也是技術(shù)走在最前沿的國(guó)家之一，它最主要的研究部門有美國(guó)宇航局（NASA）和美國(guó)空軍（ AirForce ）等。 NASA早在上世紀(jì)70 年代初就資助進(jìn)行二氧化碳激光器和燈泵浦的Nd：YAG激光器空間通信系統(tǒng)的研究。 此項(xiàng)研究主要用于高碼率的低軌衛(wèi)星間（LEO LEO）光鏈路和低碼率的深空（Deep Space ）光中繼，此后，體積小、重量輕和成本低的低軌衛(wèi)星（LEO）增多，以及相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)和元器件的發(fā)展，激光通信的應(yīng)用逐擴(kuò)展到LEO LEO，

4、 LEOGEO（地球同步軌道衛(wèi)星） ， LEO地面站和LEO飛機(jī)的光通鏈路。歐洲空間局（ ESA）在空間光通信方面不僅研究早，而且制定了一系列的研究計(jì)劃，從上世紀(jì) 70 年代起，就已經(jīng)對(duì)空間激光通信的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了有步驟、周密細(xì)致的研究，如進(jìn)行基礎(chǔ)技術(shù)研究的 ARP計(jì)劃，星間激光通信系統(tǒng)及技術(shù)研究的ASTP計(jì)劃等。 從 1989 年開始實(shí)施 半 導(dǎo) 體 激 光 通 信 鏈 路 實(shí) 驗(yàn) SILEX(SemiconductorLsaterIntersatelliteLinkExperiment) 計(jì)劃中還包括與日本合作進(jìn)行空間激光通信實(shí)驗(yàn)，日本用 OICETS衛(wèi)星上的激光通信終端 LUCE與 SI

5、LEX 終端進(jìn)行通信實(shí)驗(yàn)，該計(jì)劃將使歐洲空間局在民用衛(wèi)星激光通信方面處于領(lǐng)先地位。 1994 年通過了 SILEX 設(shè)備級(jí)的方案評(píng)審，1996 年進(jìn)行了子系統(tǒng)的性能測(cè)試， 2000 年發(fā)射的地球同步衛(wèi)星傳輸50Mbps 的數(shù)據(jù)率，采用的波長(zhǎng)為800-850nm 通信光功率不超過 60mW。SILEX 計(jì)劃的目的是發(fā)展星際激光通信系統(tǒng)的全部單元技術(shù)及元器件，建立和測(cè)試星際激光通信系統(tǒng)。自由空間光通信空間激光通信系統(tǒng)是指以激光光波作為載波，大氣作為傳輸介質(zhì)的光通信系統(tǒng)。自由空間激光通信結(jié)合了光纖通信與微波通信的優(yōu)點(diǎn)，既具有大通信容量、高速傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)， 又不需要鋪設(shè)光纖， 因此各技術(shù)強(qiáng)國(guó)在空間激光通

6、信領(lǐng)域投入大量人力物力，并取得了很大進(jìn)展。傳輸原理大氣傳輸激光通信系統(tǒng)是由兩臺(tái)激光通信機(jī)構(gòu)成的通信系統(tǒng)， 它們相互向?qū)Ψ桨l(fā)射被調(diào)制的激光脈沖信號(hào)（聲音或數(shù)據(jù)），接收并解調(diào)來自對(duì)方的激光脈沖信號(hào)，實(shí)現(xiàn)雙工通信。圖 1 所示的是一臺(tái)激光通信機(jī)的原理框圖。圖中系統(tǒng)可傳遞語音和進(jìn)行計(jì)算機(jī)間數(shù)據(jù)通信。受調(diào)制的信號(hào)通過功率驅(qū)動(dòng)電路使激光器發(fā)光，從而使載有語音信號(hào)的激光通過光學(xué)天線發(fā)射出去。另一端的激光通信機(jī)通過光學(xué)天線將收集到的光信號(hào)聚到光電探測(cè)器上，然后將這一光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再將信號(hào)放大，用閾值探測(cè)方法檢出有用信號(hào)，再經(jīng)過解調(diào)電路濾去基頻分量和高頻分量，還原出語音信號(hào)，最后通過功放經(jīng)耳機(jī)接收，完成語

7、音通信。當(dāng)開關(guān)擲向下時(shí)，可傳遞數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算機(jī)間通信，這相當(dāng)于一個(gè)數(shù)字通信系統(tǒng)。它由計(jì)算機(jī)、接口電路、調(diào)制解調(diào)器、大氣傳輸信道等幾部分組成。接口電路將計(jì)算機(jī)與調(diào)制解調(diào)器連接起來，使兩者能同步、協(xié)調(diào)工作；調(diào)制器把二進(jìn)制脈沖變換成或調(diào)制成適宜在信道上傳輸?shù)牟ㄐ危?其目的是在不改變傳輸結(jié)果的條件下，盡量減少激光器的發(fā)射總功率；解調(diào)是調(diào)制的逆過程，把接收到的已調(diào)制信號(hào)進(jìn)行反變換，恢復(fù)出原數(shù)字信號(hào)將其送到接口電路；同步系統(tǒng)是數(shù)字通信系統(tǒng)中的重要組成部分之一，其作用是使通信系統(tǒng)的收、發(fā)端有統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，步調(diào)一致。下圖是激光通信原理圖目前在自由空間光通信（fso ）領(lǐng)域， 國(guó)外已經(jīng)開始了將近 10 年的研

8、究， 但是 fso產(chǎn)品真正投入使用也就是最近幾年的事情。在fso 這個(gè)領(lǐng)域里，國(guó)外幾個(gè)大的fso廠家，包括lightpointe公司，airfiber公司，canon公司，terabeam公司。lightpointe收到 corning和思科系統(tǒng)公司的投資款3千多萬美元 （現(xiàn)已增值至 5 千多萬美元），而 airfiber則獲得大概來自北電網(wǎng)絡(luò)的 5 千萬美元（現(xiàn)已增值至9 千多萬美元） ，朗訊科技則投資了4億5千萬美元的巨款在terabeam 身上（現(xiàn)已增值至5 億 8 千多萬美元） 。幾個(gè)公司的研究現(xiàn)狀分別介紹如下：（ 1） lucent98年 3月開始開發(fā)， 99 年 3 月發(fā)布 wav

9、estar opticair system產(chǎn)品。單波長(zhǎng)，傳輸速率 2.5gb/s,四波長(zhǎng) 10 gb/s, 距離 5km，99年 12月， globalcrossingltd.現(xiàn)場(chǎng)使用。 terabeam ， lucent 宣布組建 terabeam internetsystems ，產(chǎn)品是基于 ip的無光纖點(diǎn)到多點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)， 發(fā)送和接收機(jī)， 固定在辦公室窗戶上小衛(wèi)星碟。這些衛(wèi)星碟型天線的波束與安裝在樓的基站相連。lucent投入資金、研究開發(fā)資源，知識(shí)產(chǎn)權(quán)，價(jià)值450 百萬美元的自由空間光產(chǎn)品。 terabeam的產(chǎn)品都用 lucent 的商標(biāo)，光元件，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)優(yōu)先選用 lucent的。

10、terabeam 擁有 70%的股份 , 可以使用技術(shù)和銷售客戶。（ 2） lightpointe 公司將自由空間光學(xué)技術(shù)用于創(chuàng)造、設(shè)計(jì)和制造電信公司等級(jí)的光傳輸設(shè)備，向電信服務(wù)商提供比傳統(tǒng)光纜傳輸速度更快、成本更低的高速通訊解決方案。lightpointe的系統(tǒng)以超快的帶寬速度提供安全可靠的無線傳輸，速度最高可達(dá)2.5gb/s ，產(chǎn)品適應(yīng)性強(qiáng)， 可解決城市地區(qū)的連接問題。公司擁有多項(xiàng)正在申請(qǐng)專利的專有技術(shù)，可提供電信公司等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)可用性。lightpointe的自由空間光傳輸（ fso ）產(chǎn)品在第一層（物理層）工作，可適應(yīng)任何協(xié)議（sonet 、sonet/sdh 、atm、fddi 、以太

11、網(wǎng)、快速以太網(wǎng)） 。產(chǎn)品 包 括 各 種 " 飛行 自 由 空 間 光 傳 輸 解 決 方 案 " ， 其 中 有 flightlite、 flightpath、flightspectrum。速度最高可達(dá)1.25 gb/s，提供兆位級(jí)以太網(wǎng)通訊能力，工作波長(zhǎng)為850納米（ nm）。 2003 年秋季將開始向市場(chǎng)提供2.5 gb/s flight spectrum ，其使用半徑為1000米，采用 1550nm波長(zhǎng)。產(chǎn)品 lightstation的特點(diǎn)有以下一些：a.數(shù)據(jù)率從1 mbps 到 1.25 gb/s；傳輸距離達(dá)2.5kmb. 分布 snmp 監(jiān)視采用光接口c. 信號(hào)

12、高度安全d.協(xié)議透明（ ip, ethernet, atm, sonet, fddi）；容易集成到現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)e. 置望遠(yuǎn)鏡和信號(hào)強(qiáng)度表f. 微調(diào)控制；部裝有加熱器，具有鏡頭防霜功能g.采用自動(dòng)微波備份交換技術(shù)，可使用率達(dá)99.999%，采用lightpointe patentpending force?技術(shù)（ free-space optical radio communication equipment）可補(bǔ)償純光通信帶來的限制。使用無須許可證的擴(kuò)展頻譜ism 頻帶的 lbs 100/10 微波備份交換產(chǎn)品，可克服有霧天氣的限制。（ 3） airfiber公司位于美國(guó)加洲san diego

13、， 98 年 5 月成立，主要服務(wù)于大城市大樓寬帶接入。 它的產(chǎn)品稱為 optimesh ，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為網(wǎng)眼狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 冗余備份短距離 622mb/s 無線光傳輸系統(tǒng)。產(chǎn)品特點(diǎn)有：a.運(yùn)行中心由交換，路由，服務(wù)平臺(tái)，nmcs，網(wǎng)關(guān)到載體isrsb. 主干傳輸由光纖環(huán)， adms, 光纖 / 銅線分布，微波鏈路等c.從核心網(wǎng)到初級(jí)用戶網(wǎng)包括airfiber節(jié)點(diǎn)，樓房pop，初級(jí) ntu 或服務(wù)平臺(tái)d.基礎(chǔ)服務(wù)提供用戶lan, pbx,布線，終端設(shè)備， ，計(jì)算機(jī)（ 4） canon 是世界著名生產(chǎn)光學(xué)儀器的公司，利用在光學(xué)系統(tǒng)方面的優(yōu)勢(shì)，也踏足自由空間光通信系統(tǒng)的領(lǐng)域。主要產(chǎn)品有：canobeam

14、 dt-50 ，速率從 25mb/s 到 622mb/s. 可連接 fastethernnet,fddi,atm。特點(diǎn)是具有自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，調(diào)整探測(cè)器件的位置以檢測(cè)激光束的光軸， 所以不因建筑物的擺動(dòng)和震動(dòng)而使傳輸中斷。同時(shí)，鏡頭自動(dòng)跟蹤特性增加傳輸距離達(dá)2km。canobeam iii：數(shù)據(jù)率達(dá)到622mb/s，有不同的網(wǎng)絡(luò)接口，如 atm, fddi,fastethernet，并可選擇snmp 的 tcp/ip。在國(guó)外， FSO系統(tǒng)主要在美英等經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家生產(chǎn)和使用。到目前為止，F(xiàn)SO己被多家電信運(yùn)營(yíng)商應(yīng)用于商業(yè)服務(wù)網(wǎng)絡(luò) ，比較典型的有Terabeam 和 Airfiber公司。在悉

15、尼奧運(yùn)會(huì)上， Terabeam 公司成功地使用FSO設(shè)備進(jìn)行圖像傳送，并在西雅圖的四季飯店成功地實(shí)現(xiàn)了利用FSO設(shè)備向客戶提供10OMb/s 的數(shù)據(jù)連接。該公司還計(jì)劃4 年在全美建設(shè)100個(gè) FSO城市網(wǎng)絡(luò)。 而 Airfiber公司則在美國(guó)波士頓地區(qū)將FSO通信網(wǎng)與光纖網(wǎng) （SONET）通過光節(jié)點(diǎn)連接在一起，完成了該地區(qū)整個(gè)光網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。目前商用的FSO系統(tǒng)（見圖1）通常采用光源直接輸出、光電探測(cè)器直接耦合的方式，這種系統(tǒng)有以下幾點(diǎn)缺點(diǎn)：（ l ）半導(dǎo)體激光器出射光束在水平方向和垂直方向的發(fā)散角不同，且出射光斑較粗，因此我們需要先將出射光束整形為圓高斯光束再準(zhǔn)直擴(kuò)束后發(fā)射，這樣發(fā)射端的光學(xué)系

16、統(tǒng)就較為復(fù)雜，體積也會(huì)相應(yīng)增大。（ 2）在接收端，光斑經(jīng)光學(xué)天線會(huì)聚之后直接送入PD轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。通常，我們需要提供點(diǎn)到點(diǎn)的，雙向的通信系統(tǒng)，這樣， FSO系統(tǒng)的每個(gè)終端都包括了激光器，探測(cè)器，光學(xué)系統(tǒng)， 電子元器件和其中有源器件所需要的電源。這種系統(tǒng)的體積通常比較大，重量大，成本也比較高。 從 FSO系統(tǒng)終端的部結(jié)構(gòu)圖中可以看出， 完成一個(gè)簡(jiǎn)單的點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路需要6 個(gè) OE轉(zhuǎn)換單元。隨著人們對(duì)帶寬的需求越來越高，PD的成本也越來越高，6 個(gè) OE轉(zhuǎn)換單元大大增加了成本閉。（ 3） FSO 終端設(shè)備一般安裝于樓頂，如果終端中含有大量的有源設(shè)備，會(huì)給我們的安裝帶來了很多不方便。（ 4）系統(tǒng)的可擴(kuò)

17、展性很小。如果用戶所需要的帶寬增加，那么封裝在一起的整個(gè)FSO系統(tǒng)終端都需要被新的終端取代，安裝新設(shè)備的過程需要再次對(duì)準(zhǔn)，整個(gè)升級(jí)過程所需要的時(shí)間很長(zhǎng)，給人們帶來巨大的損失。1.2基于光纖耦合技術(shù)的FSO系統(tǒng)光纖輸出、光纖輸入的自由空間光通信系統(tǒng)（見圖 2），激光器輸出的高斯光束耦合至光纖再經(jīng)準(zhǔn)直出射， 傳輸一定距離后， 光束通過合適的聚焦光學(xué)系統(tǒng)聚焦在光纖纖芯上，著光纖傳輸后經(jīng) PD接收還原信號(hào)。這樣我們通過在發(fā)射和接收端都采用光纖連接的方式，沿只需要在樓頂放置光學(xué)天線系統(tǒng)， 而將其他的控制系統(tǒng)通過光纖放置于室就可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的連接，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于安裝。這種新型的FSO系統(tǒng)具有以下優(yōu)

18、點(diǎn)：減少了不必要的E 一 O轉(zhuǎn)換，一條鏈路現(xiàn)在只需要 2 個(gè) OE接口即可，大大降低了成本。光學(xué)系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，光纖出射的光束一般為圓高斯光，不需要整形，簡(jiǎn)化了光學(xué)系統(tǒng)，減小了體積，易于安裝。易于升級(jí)及維護(hù)，當(dāng)用戶的帶寬增加時(shí)，我們只需要對(duì)放置在室的系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)即可，免去了復(fù)雜繁瑣的對(duì)準(zhǔn)過程?；诠饫w耦合的空間光通信系統(tǒng)能夠很好的與現(xiàn)有的光纖通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，利用現(xiàn)有的比較成熟的光纖通信系統(tǒng)中的器件如發(fā)射接收模塊，EDFA和 WDM中所用到的復(fù)用器和解復(fù)用器?？梢耘c光碼分多址復(fù)用技術(shù)（OCDMA）相結(jié)合，構(gòu)成自由空間OCDMA系統(tǒng)，進(jìn)一步擴(kuò)大系統(tǒng)的帶寬。對(duì)于一個(gè)基于光纖耦合技術(shù)的FSO系統(tǒng)而言， 以

19、下 2 個(gè)因素必不可少： 體積小， 重量輕的光學(xué)天線系統(tǒng)一個(gè)最佳的光學(xué)天線的設(shè)計(jì)首先必須使盡可能多的光耦合進(jìn)單模光纖，獲得最大的耦合效率； 其次要能通過粗跟蹤系統(tǒng)測(cè)出入射光的角度；另外， 必須滿足盡可能高的通信速率和穩(wěn)定性。 性能良好的跟蹤系統(tǒng)要使光學(xué)接收天線接收到的光能夠有效的耦合進(jìn)纖芯和數(shù)值孔徑都極小的單模光纖，我們必須為系統(tǒng)加上雙向的跟蹤系統(tǒng)?？傊臻g光通信是包含多項(xiàng)工程的交叉科學(xué)研究課題，它的發(fā)展與高質(zhì)量大功率半導(dǎo)體激光器、精密光學(xué)元件、高質(zhì)量光濾波器件、高靈敏度光學(xué)探測(cè)器及快速、精密光、機(jī)、電綜合技術(shù)的研究和發(fā)展密切不可分，光電器件、激光技術(shù)和電子學(xué)技術(shù)的發(fā)展，為空間光通信奠定了物

20、質(zhì)基礎(chǔ)。發(fā)展趨勢(shì)星際自由空間光通信技術(shù)的可行性問題已經(jīng)解決，雖然至今尚未真正實(shí)現(xiàn)星際通信，但是發(fā)射功率、接收靈敏度、捕獲和瞄準(zhǔn)要求、熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性等關(guān)鍵技術(shù)近幾年已取得明顯進(jìn)步，相信不遠(yuǎn)的將來將取代微波通信成為星際通信的主要手段。地面空間光通信將作為一種主要手段進(jìn)入本地寬帶接入市場(chǎng)，特別是那些通常沒有光纖連接的中小企業(yè)。微波系統(tǒng)和自由空間光通信系統(tǒng)在許多方面可互為補(bǔ)充，前者能提供大區(qū)域低速通信，而后者能提供小區(qū)域高速靈活的連接。各種系統(tǒng)的無縫連接能使用戶得到更方便的服務(wù)。此外，微波系統(tǒng)還可與自由空間光通信系統(tǒng)互為備份，在天氣惡劣甚至無法進(jìn)行光通信時(shí)，啟動(dòng)微波通信系統(tǒng)，可以大大提高通信系統(tǒng)

21、的適用性和可靠性。在戰(zhàn)場(chǎng)上，當(dāng)受到敵方強(qiáng)電磁輻射干擾時(shí)，會(huì)導(dǎo)致微波通信系統(tǒng)失效，而光纖通信系統(tǒng)既無法在短時(shí)間建立起來，也不能滿足機(jī)動(dòng)性要求。此時(shí)自由空間光通信系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)立刻顯現(xiàn)：它能在極短的時(shí)間建立，還對(duì)電磁干擾免疫，所以自由空間光通信在軍事領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。研究重點(diǎn)光源光源的波長(zhǎng)應(yīng)選擇在透過率良好的“大氣窗口”。發(fā)射功率要考慮到人眼的安全。對(duì)于光源，除了要求輸出光束質(zhì)量好、工作頻率高、出射光束窄以外，還要考慮激光器的輸出功率穩(wěn)定性、頻率穩(wěn)定性、光束方向穩(wěn)定性和工作壽命等。因此有必要對(duì)新激光光源技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究。多模二極管激光器光譜較寬，大氣色散等因素會(huì)引起一定的脈沖擴(kuò)展，從而限制通信

22、速率，因此需要做進(jìn)一步的分析。自由空間光通信系統(tǒng)原來多采用800nm 波段光源，這是由于此波段的激光器體積小、重量輕、效率高，比較成熟，有成品；同時(shí)該波段也有比較成熟的銫原子濾波器。近年來，隨著光纖通信技術(shù)的成熟，自由空間光通信的工作波段有向1550nm 波段發(fā)展的趨勢(shì)。自由空間光通信可在以下一些圍發(fā)揮重要作用。1）可以作為光纖通信和微波通信冗余鏈路的備份； 2）可以應(yīng)用于移動(dòng)通信基站間的互連，無線基站數(shù)據(jù)回傳；3）應(yīng)用于城域網(wǎng)的建設(shè)以及最后一公里接入；4）在技術(shù)上或經(jīng)濟(jì)上不宜敷設(shè)光纜的地區(qū)，在不宜采用或限制使用無線電通信的地方；5）在軍事設(shè)施或其他要害部門需要嚴(yán)格的場(chǎng)合6）在企業(yè)部網(wǎng)互連和數(shù)

23、據(jù)傳輸。以上第一部分容是巨亞萍 （0907040121 ）同學(xué)查找的關(guān)于 歐美發(fā)達(dá)國(guó)家在自由空間光通信方面的研究現(xiàn)狀部分的資料共五頁容二了解自由空間光通信的基本原理自由空間光通信系統(tǒng)（ FSO）是以大氣作為傳輸媒質(zhì)來進(jìn)行光信號(hào)的傳送的。只要在收發(fā)兩個(gè)端機(jī)之間存在無遮擋的視距路徑和足夠的光發(fā)射功率，通信就可以進(jìn)行。系統(tǒng)所用的基本技術(shù)是光電轉(zhuǎn)換。 在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)那闆r下， 每一端都設(shè)有光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)， 可以實(shí)現(xiàn)全雙工的通信。 光發(fā)射機(jī)的光源受到電信號(hào)的調(diào)制， 并通過作為天線的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡， 將光信號(hào)經(jīng)過大氣信道傳送到接收端的望遠(yuǎn)鏡。高靈敏度的光接收機(jī)， 將望遠(yuǎn)鏡收到的光信號(hào)再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由于大氣

24、空間對(duì)不同光波長(zhǎng)信號(hào)的透過率有較大的差別，可以選用透過率較好的波段窗口。光的無線系統(tǒng)通常使用850nm 或 1550nm 的工作波長(zhǎng)。同時(shí)考慮到 1500nm 的光波對(duì)于霧有更強(qiáng)的穿透能力，而且人眼更安全，所以1550nm 波長(zhǎng)的FSO 系統(tǒng)具有更廣闊的使用前景。自由空間光通信與微波技術(shù)相比，它具有調(diào)制速率高、 頻帶寬、不占用頻譜資源等特點(diǎn)；與有線和光纖通信相比， 它具有機(jī)動(dòng)靈活、對(duì)市政建設(shè)影響較小、運(yùn)行成本低、易于推廣等優(yōu)點(diǎn)。 自由空間光通信可以在一定程度彌補(bǔ)光纖和微波的不足。它的容量與光纖相近，但價(jià)格卻低得多。它可以直接架設(shè)在屋頂，由空中傳送。既不需申請(qǐng)頻率執(zhí)照，也沒有敷設(shè)管道挖掘馬路的問

25、題。 使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的系統(tǒng)，在確定發(fā)收兩點(diǎn)之間視線不受阻擋的通道之后，一般可在數(shù)小時(shí)之安裝完畢， 投入運(yùn)行。 在考慮到當(dāng)?shù)貧庀蟮臈l件以后，光無線系統(tǒng)一般可得到99.9%的可用性。 如果采用其他系統(tǒng)構(gòu)成主備用，甚至可達(dá)到99.999%電信級(jí)的可用性要求。另外自由空間光通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的連接，還有如下的優(yōu)點(diǎn)：1）對(duì)運(yùn)行的協(xié)議透明?，F(xiàn)在通信網(wǎng)絡(luò)常用的 SDH、ATM 、IP 等都能通過。2）可組成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、星形、和網(wǎng)格形結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。 3）可靈活拆裝、移裝至其他位置。4）易于擴(kuò)容升級(jí)，只需稍作接口的變動(dòng)就能改變?nèi)萘?。自由空間光通信存在的主要問題有以下幾點(diǎn)：（ 1）FSO 是一種視距寬帶通信技術(shù)，傳輸距離與信號(hào)

26、質(zhì)量的矛盾非常突出，當(dāng)傳輸超過一定距離時(shí)波束就會(huì)變寬導(dǎo)致難以被接收點(diǎn)正確接收。目前，在1km 以下才能獲得最佳的效果和質(zhì)量，最遠(yuǎn)只能達(dá)到4Km 。多種因素影響其達(dá)不?99.999%（五個(gè) 9）的穩(wěn)定性。（ 2） FSO 系統(tǒng)性能對(duì)天氣非常敏感是 FSO 的另一個(gè)主要問題。晴天對(duì) FSO 傳輸質(zhì)量的影響最小，而雨、雪和霧對(duì)傳輸質(zhì)量的影響則較大。據(jù)測(cè)試， FSO 受天氣影響的衰減經(jīng)驗(yàn)值分別為：晴天， 5-15db/km 、雨， 20-50db/km 、雪， 50-150db/km 、霧， 50-300db/km 。國(guó)外為解決這個(gè)難題， 一般會(huì)采用更高功率的激光器二極管、 更先進(jìn)的光學(xué)器件和多光束來

27、解決。（ 3）城市，由于建筑物的阻隔、晃動(dòng)將影響兩個(gè)點(diǎn)之間的激光對(duì)準(zhǔn)。（ 4）激光的安全問題也會(huì)影響其使用，超過一定功率的激光可能對(duì)人眼產(chǎn)生影響，人體也可能被激光系統(tǒng)釋放的能量傷害。所以產(chǎn)品要符合眼睛安全標(biāo)準(zhǔn)。的正式稱謂叫自由空間光通信。 技術(shù)是一種基于光傳輸方式、 采用紅外激光承載高速信號(hào)的無線傳輸技術(shù)， 它以激光為載體、 以空氣為介質(zhì)， 用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)連接，由于其設(shè)備也以發(fā)光二極管或激光二極管為光源，因此又有 “虛擬光纖 ”的美譽(yù)。技術(shù)具有與光纖技術(shù)相同的帶寬傳輸能力，能以千兆的速度進(jìn)行全雙工通信且具成本上的優(yōu)勢(shì)。它的工作原理與光纖通信系統(tǒng)類似，包括光發(fā)送、 光傳輸和光接收三

28、個(gè)部分，所用的基本技術(shù)也就是光電的轉(zhuǎn)換。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)那闆r下，在發(fā)送端和接收端之間，必須是互相可視的， 兩終端之間不能有阻擋。 結(jié)合了光纖通信和無線通信各自的優(yōu)勢(shì)，具有頻帶寬的特點(diǎn)， 目前市場(chǎng)上的產(chǎn)品最高支持 的傳輸速率， 最大傳輸距離為公里。但通常在公里有穩(wěn)定的傳輸效果。由于激光具有直線性和窄波束的特點(diǎn)，主要用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)視距傳輸。與光纖通信不同的是， 以大氣為媒質(zhì)， 光載波信號(hào)通過大氣而不是通過光纖來傳送。 系統(tǒng)還需要保證收發(fā)兩點(diǎn)之間，光信號(hào)良好的準(zhǔn)直穩(wěn)定。對(duì)大氣傳輸?shù)臒o線光系統(tǒng)，業(yè)界傳統(tǒng)的觀念，是認(rèn)為其不夠穩(wěn)定，受外在條件影響難以保證可用性。 另外，對(duì)人身安全性也存在疑慮。 多年的研究已經(jīng)比

29、較清楚波長(zhǎng)為 微米的光信號(hào)， 主要的衰減來自霧。 霧對(duì)紅外光的作用， 類似于雨引起微波的衰落。此外，激光信號(hào)對(duì)人體安全的威脅，也一直受到關(guān)注。 國(guó)際電工委員會(huì)有相關(guān)的分類推薦建議，針對(duì)激光對(duì)肉眼的安全，規(guī)定了一種定為類的激光光源指標(biāo)。這類光源，即使肉眼直接觀察，也可保證安全。 廠商的產(chǎn)品， 只要符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，是不會(huì)構(gòu)成損傷的。技術(shù)利用紅外激光束為載體在位于樓頂或窗外的收發(fā)器間傳輸數(shù)據(jù)，具備低雨衰、無需申請(qǐng)頻段、 設(shè)備易升級(jí)等微波不可比擬的優(yōu)勢(shì)。 技術(shù)既能提供類似光纖的速率，又不需在頻譜這樣的稀有資源方面有很大的初始投資。 用激光或光脈沖在太赫茲（）光譜圍，這一光譜目前沒有開設(shè)業(yè)務(wù)， 不會(huì)與其

30、它傳輸發(fā)生干擾，可以免費(fèi)使用。 唯一的要設(shè)備功率不能超過國(guó)際電子技術(shù)委員會(huì)規(guī)定的功率上限 （標(biāo)準(zhǔn)） 。是物理層傳輸設(shè)備，以光為傳輸媒介，任何傳輸協(xié)議均可容易地疊加上去，對(duì)語音、數(shù)據(jù)、圖像等業(yè)務(wù)可以實(shí)現(xiàn)透明傳送。由于采用激光通信，能量集中，不向空中其它方向產(chǎn)生輻射，因此，系統(tǒng)不會(huì)同頻干擾，即使鏈路交叉也不影響通信，因此，同一地點(diǎn)可以裝多套設(shè)備。作為一種寬帶接入方式，具有高帶寬、低誤碼率、部署迅捷、費(fèi)用合理、體積小、安全性高等特點(diǎn)，在諸如大型集會(huì)通信、緊急業(yè)務(wù)開通、路由備份等應(yīng)急通信中具有開通迅速、拆遷方便等優(yōu)勢(shì)。而且，可以隔窗安裝于戶，這對(duì)于國(guó)大中城市的運(yùn)營(yíng)者來說有時(shí)極為關(guān)鍵。因此， 在有難以逾

31、越的布線障礙物或?qū)ňW(wǎng)速度要求快的情況下，可在建筑物之間成為替代光纖的一種網(wǎng)絡(luò)連接方案。憑著其自身的一些優(yōu)點(diǎn)，引起了業(yè)界的關(guān)注。通信設(shè)備最初是無線設(shè)備生產(chǎn)商為寬帶服務(wù)運(yùn)營(yíng)商開發(fā)的一種在不易進(jìn)行光纖布線的地段代替光纖設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接方案， 沒想到被很多企業(yè)用戶看好， 紛紛用在了企業(yè)部網(wǎng)的互聯(lián)建設(shè)上。 企業(yè)看好的理由有三點(diǎn)： 一是綜合成本低， 用它可以省去租用專線和鋪設(shè)光纖的一大筆費(fèi)用； 二是通信質(zhì)量好， 無線光通信是一種本地環(huán)路技術(shù)； 三是運(yùn)營(yíng)商級(jí)的通信質(zhì)量足以滿足企業(yè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的各種要求。目前，很多企業(yè)把網(wǎng)絡(luò)與光纖網(wǎng)、微波網(wǎng)和高頻段無線網(wǎng)結(jié)合起來使用，發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)彼此的不足。通信系統(tǒng)隨著通

32、信距離的增加信號(hào)功率會(huì)不斷衰減，但通信速率卻不受影響。距離對(duì)通信的影響主要表現(xiàn)在可靠性上。衡量可靠性有個(gè)指標(biāo)叫，單位為，其意義為設(shè)備正常工作所允許的最大功率損耗。 一個(gè)典型的系統(tǒng)的值為；有的系統(tǒng)采用精密的跟蹤系統(tǒng)， 消除接收器的微小偏移對(duì)精確聚焦的影響，還有的系統(tǒng)以一定的偏移角度發(fā)射光束，不但能消除接收器位移帶來的聚焦不準(zhǔn)問題，還能應(yīng)付鳥或樹葉對(duì)光束的短暫遮擋。當(dāng)然，在本質(zhì)上是一種連接方式，而非覆蓋方式。所以，通信是以一種補(bǔ)充的角色出現(xiàn)的， 但有自己的獨(dú)特的市場(chǎng)定位； 在其他接入方式鞭長(zhǎng)莫及或力不從心的一些特殊場(chǎng)合下發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。與微波通信中對(duì)待雨衰相似，要在系統(tǒng)傳輸?shù)挠?jì)算中，為光信號(hào)的衰減，留

33、有足夠的系統(tǒng)功率余度。 以便在出現(xiàn)濃霧最大衰減的情況下， 仍能接收到所需的光信號(hào)功率。 在經(jīng)常出現(xiàn)濃霧的地區(qū)，同樣的光無線系統(tǒng)，可能傳送的距離，要比無霧或少霧的地區(qū)，短得多。所以，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，一定要考慮地區(qū)的氣象條件，以保證良好的性能。今后，隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，流媒體視頻等要求更高帶寬應(yīng)用的普及，能以較靈活的無線方式，在短距離，以比現(xiàn)有系統(tǒng)低得多的投資，獲得光纖傳送的容量。三.分析自由空間光通信系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)自由空間光通信可在以下一些圍發(fā)揮重要作用。1）可以作為光纖通信和微波通信冗余鏈路的備份； 2）可以應(yīng)用于移動(dòng)通信基站間的互連，無線基站數(shù)據(jù)回傳；3）應(yīng)用于城域網(wǎng)的建設(shè)以及最后一公里接

34、入；4）在技術(shù)上或經(jīng)濟(jì)上不宜敷設(shè)光纜的地區(qū)，在不宜采用或限制使用無線電通信的地方；5）在軍事設(shè)施或其他要害部門需要嚴(yán)格的場(chǎng)合6）在企業(yè)部網(wǎng)互連和數(shù)據(jù)傳輸。四.對(duì)自由空間光通信技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行分析光通信分為有線光通信和無線光通信兩種。其中，有線光通信即光纖通信，已成為廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)的主要傳輸方式之一；無線光通信又稱自由空間光通信(FSO， FreeSpaceOpticalcommunication) 。近年來，隨著 “最后一公里 ”對(duì)高帶寬、低成本接入技術(shù)的迫切需求， FSO 在視距傳輸、寬帶接入中有了新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)由于光通信器件制造技術(shù)的飛速發(fā)展，無線光通信設(shè)備的制造成本大幅下降， FS

35、O 得到越來越多的應(yīng)用。雖然目前 FSO 的使用無需通過政府的頻率許可 （目前無線電頻率劃分至 300GHz ，而光波遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該頻率），但對(duì)于無線電管理部門來說，了解這種全新的通信技術(shù)的特征和發(fā)展趨勢(shì)是大有裨益的。1 無線光通信系統(tǒng)的構(gòu)成無線光通信系統(tǒng)以大氣作為傳輸媒質(zhì)來進(jìn)行光信號(hào)的傳送。 只要在適當(dāng)距離的收發(fā)兩個(gè)端機(jī)之間存在無遮擋的視距路徑和足夠的光發(fā)射功率，即可實(shí)現(xiàn)無線光通信。無線光通信系統(tǒng)的一般原理如圖1 所示，由激光源、摻鉺光纖放大器、發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、接收光學(xué)系統(tǒng)和接收機(jī)等組成，具體儀器包括專用望遠(yuǎn)物鏡、標(biāo)準(zhǔn)光收發(fā)機(jī)和高功率的Er/Yb光放大器等， 其中望遠(yuǎn)物鏡和光收發(fā)送機(jī)組合在一起。

36、其關(guān)鍵技術(shù)是多徑發(fā)射和使用放大器補(bǔ)償光通道損耗。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)那闆r下， 每一端都設(shè)有光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)， 可以實(shí)現(xiàn)全雙工通信。 系統(tǒng)所用的基本技術(shù)是光電轉(zhuǎn)換。 光發(fā)射機(jī)的光源受到電信號(hào)的調(diào)制， 通過作為天線的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，將光信號(hào)通過大氣信道傳送到接收機(jī)望遠(yuǎn)鏡； 接收機(jī)望遠(yuǎn)鏡收集接收到光信號(hào)并將它聚焦在光電檢測(cè)器中，光電檢測(cè)器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由于大氣空間對(duì)不同光波長(zhǎng)信號(hào)的透過率有較大的差別，F(xiàn)SO 系統(tǒng)一般選用透過率較好的波段窗口， 最常用的光學(xué)波長(zhǎng)是近紅外光譜中的850nm；還有一些FSO 系統(tǒng)使用1500nm波長(zhǎng)頻段，可以支持更大的系統(tǒng)功率。2 無線光通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)當(dāng)前，雖然無線光通

37、信技術(shù)還有待成熟，但它以獨(dú)特的方式、顯著的優(yōu)點(diǎn)，擁有著巨大的市場(chǎng)潛能。(1) 頻帶寬，速率高理論上， 無線光通信的傳輸帶寬與光纖通信的傳輸帶寬相同。光纖通信中的光信號(hào)在光纖介質(zhì)中傳輸，而 FSO 的光信號(hào)在空氣介質(zhì)中傳輸。目前國(guó)外無線光通信系統(tǒng)一般使用1550nm波長(zhǎng)（頻率約為1.935 ×105GHz ）頻段，傳輸速率可達(dá)10Gbit/s(4 ×2.5Gbit/s) ，即可完成萬個(gè)話路，其傳輸距離可達(dá)5km 。國(guó)無線光通信系統(tǒng)一般使用850nm 波長(zhǎng)（頻率約為3.529 ×105GHz）技術(shù)，速率為10Mbit/s 155Mbit/s ，傳輸距離可達(dá)4km 。1

38、2(2) 頻譜資源豐富與微波技術(shù)相比， FSO 設(shè)備多采用紅外光傳輸方式，有非常豐富的頻譜資源，無需向無線電管理部門申請(qǐng)頻率執(zhí)照和交納頻率占用費(fèi)，也不會(huì)和微波等無線通信系統(tǒng)產(chǎn)生相互干擾。(3) 適用多種通信協(xié)議無線光通信產(chǎn)品作為一種物理層的傳輸設(shè)備，可以用在SDH、 ATM 、以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)等常見的通信網(wǎng)絡(luò)中，并可支持2.5Gbit/s 的傳輸速率，適用于傳輸數(shù)據(jù)、聲音和影像等信息。激光通信經(jīng)歷了大氣通信和光波導(dǎo)（光纖）通信兩個(gè)發(fā)展階段。60 年代，處在大氣窗口的激光通信曾掀起了世界性的研究熱潮。與大氣激光通信技術(shù)基本同時(shí)起步的，還有光纖波導(dǎo)通信。光纖通信從80 年代起被確認(rèn)為是地面有線通

39、信最有發(fā)展?jié)摿Φ闹匾ㄐ攀侄?。然而，大氣中的自由空間光通信（FSO）技術(shù)，由于當(dāng)時(shí)諸多客觀因素，特別是大氣衰減和大氣湍流的不利影響，限制了它的發(fā)展。21 世紀(jì)初，激光大氣通信技術(shù)在以下方面取得較大突破：1、激光器的發(fā)射功率和光電器件探測(cè)靈敏度能滿足15km 以通信的需求。2、自適應(yīng)變焦光學(xué)天線技術(shù)，解決了大氣中傳輸?shù)男畔⑻匦噪S機(jī)變化的不利影響。3、體積小、重量輕、特性好的收發(fā)天線已經(jīng)研制成功。安裝校準(zhǔn)僅需幾分鐘，就可開通通信鏈。4、有限的調(diào)制寬帶信號(hào)壓縮編碼技術(shù)能更大容量地傳輸多路信號(hào)。5、光波窄帶濾波技術(shù)和光源穩(wěn)頻技術(shù)的成熟，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。6、自動(dòng)跟蹤和準(zhǔn)瞄技術(shù)取得較大進(jìn)展，基

40、本滿足FSO 系統(tǒng)的要求。這些都為大氣激光通信的 FSO 技術(shù)實(shí)用化提供了堅(jiān)強(qiáng)的技術(shù)保障。在大氣中的可視距離圍，實(shí)現(xiàn)全天候光通信，實(shí)現(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)的最后一公里接入已經(jīng)沒有技術(shù)障礙。1999 年美國(guó) NASA 的 OA 公司將 600 1200km 星對(duì)地自由空間激光通信技術(shù)轉(zhuǎn)換為民品，開發(fā)了5km 以的商業(yè)化FSO 激光通信鏈產(chǎn)品。僅在2001 年就在全球安裝了4500 鏈，哈工大在長(zhǎng)期從事激光大氣探測(cè)技術(shù)、激光雷達(dá)、 激光制導(dǎo)和激光空間通信技術(shù)基礎(chǔ)上，多年來堅(jiān)持進(jìn)行FSO 技術(shù)研究和FSO 的光接入寬帶網(wǎng)絡(luò)最后一公里接入技術(shù)的研究。2002 年哈工大與美國(guó)OA 公司建立了全面戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，將

41、在中國(guó)實(shí)現(xiàn)FSO 產(chǎn)品生產(chǎn)，并承擔(dān)多個(gè) FSO 網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和建設(shè)工程。總之，從現(xiàn)在起，實(shí)用化大氣激光通信技術(shù)，即FSO 技術(shù)應(yīng)該是一項(xiàng)值得我們引以高度重視的重要技術(shù)。二、目前網(wǎng)絡(luò)建設(shè)存在的問題及解決方案近年來的實(shí)踐證明，光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展遇到了一些問題：1、材料和工程費(fèi)用高。維修也較困難，因此，通信的成本較高。2、我國(guó)國(guó)土遼闊，在高山峻嶺、地形復(fù)雜、人煙稀少的地方架設(shè)光纖通信明線和溝埋的難度較大，工程也較大。3、現(xiàn)有光纖通信寬帶網(wǎng)雖然可以接到樓外，但進(jìn)戶到室、到桌面， 仍以金屬介質(zhì)線材為主。這種傳輸介質(zhì)在傳輸速度和帶寬方面受到限制。絕大多數(shù)用戶都在離骨干光纜的主要光節(jié)點(diǎn)一定距離外。到用戶的樹狀

42、網(wǎng)絡(luò)的性能和成本都不能滿足要求。寬帶網(wǎng)絡(luò)的“最后一公里 ”接入的發(fā)展遇到了瓶頸。4、互動(dòng)式 “三網(wǎng)合一 ”（電信、 廣播電視和互聯(lián)網(wǎng)） ，由于頻帶、 管線之爭(zhēng)， 體制之間的矛盾，難以短期實(shí)現(xiàn)。5、光纖通信網(wǎng)絡(luò)僅是一個(gè)平面型網(wǎng)絡(luò)，三維立體組網(wǎng)目前還要靠衛(wèi)星的微波通信實(shí)現(xiàn)。然而，微波的缺點(diǎn)，又制約了它的發(fā)展。無 線 光 通 信 可 分 為 ： 點(diǎn) 對(duì) 點(diǎn) 的 通 信 （ Point to Point ）； 點(diǎn) 對(duì) 多 點(diǎn) 的 通 信（Point to Multi-point ）；環(huán)形或網(wǎng)格狀的通信（ MESH Optical Communication ）。FSO 系統(tǒng)應(yīng)用時(shí)，常遇到的一些實(shí)際問題

43、，近年來都得到了解決。1、通信鏈路的阻斷是采用環(huán)形或網(wǎng)格拓?fù)錉畹耐ㄐ牛∕ESH Optical Communication） -自愈環(huán)解決的。2、安裝點(diǎn)的樓頂晃動(dòng)（受日光，風(fēng)向的影響）將影響兩個(gè)點(diǎn)之間激光對(duì)準(zhǔn)則采用CCD 攝像、多目跟瞄器和自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)（Auto-Tracking System ）解決。3、天氣的影響，特別是大霧影響大。但在一定的條件下，已有措施確保達(dá)到國(guó)際電信聯(lián)盟要求的 99.999%的可靠性。我們的烽火臺(tái)FSO 產(chǎn)品在 200-500m 之間，適合任意天氣使用。這些問題的解決，顯示出FSO 通信系統(tǒng)的優(yōu)越性：和微波通信比較：1、無須無線電通信申請(qǐng)頻率使用證和昂貴的使用費(fèi)。2

44、、激光的定向窄波束具有先天的性和抗干擾性。外來信號(hào)難以侵入。優(yōu)于GSM ， CDMA ，LMDS 等微波通信。和光纖通信比較：1、無管道工程施工及維護(hù)費(fèi)用，總體造價(jià)低。特殊的地形不便敷設(shè)光纜。2、光纜很脆弱，易被破壞，骨干光纜破壞事件時(shí)有發(fā)生。3、由于無介質(zhì)傳輸，就不需要繳納昂貴的電信的信道使用費(fèi)用，為用戶節(jié)省大量開支，有利于信息化的普及，特別對(duì)農(nóng)村的信息化建設(shè)。4、建網(wǎng)快速，節(jié)省時(shí)間。只須幾小時(shí)或幾天便可完成。特別適合臨時(shí)，地形復(fù)雜的緊急組網(wǎng)和軍事組網(wǎng)。5、克服銅線進(jìn)戶帶寬窄和速率低的缺點(diǎn)，是寬帶的 “最后一公里 ”直接進(jìn)戶的優(yōu)選解決方案。6、大氣激光傳輸頻帶，速率較光纖快和寬，雙工性也較好

45、。適合發(fā)展“三網(wǎng)合一 ”業(yè)務(wù)。7、協(xié)議的透明性，任何傳輸協(xié)議的業(yè)務(wù)均可容易地迭加上去。實(shí)現(xiàn)對(duì)語音，數(shù)據(jù)，多媒體電視電影和圖像傳輸。8、 FSO 系統(tǒng)在價(jià)格上較光纖和移動(dòng)通信有一定優(yōu)勢(shì)，易于被市場(chǎng)和用戶接受。9、大氣激光通信系統(tǒng)還是未來實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星之間的通信，組建三維通信網(wǎng)絡(luò)的有效手段。因此， FSO 系統(tǒng)是一種物美價(jià)廉，有廣泛應(yīng)用前景和巨大市場(chǎng)潛力的通信系統(tǒng)。是實(shí)現(xiàn)我國(guó)信息化建設(shè)跳躍式發(fā)展的主要措施。三、烽火臺(tái) FSO 系統(tǒng)的特性所提供的全部的烽火臺(tái)FSO 系列產(chǎn)品在接收孔徑處對(duì)人眼是安全的。對(duì)于較遠(yuǎn)的通信距離， 采用了多光束同步發(fā)射和大孔徑光學(xué)接收天線，以減少大氣效應(yīng)的影響；采用兩個(gè)專利一個(gè)6o

46、 視場(chǎng)的CCD 攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)瞄準(zhǔn)和自動(dòng)跟蹤，補(bǔ)償建筑物晃動(dòng)的影響，并且對(duì)鏈路監(jiān)控； 采用了一個(gè)跟蹤萬向多軸平臺(tái)，并由計(jì)算機(jī)界面提供激光輸出功率和接收信號(hào)的強(qiáng)度信息實(shí)行連續(xù)控制。RS-422 串接電纜和RG-59 視頻同軸電纜將位于屋頂?shù)姆榛鹋_(tái)FSO 系統(tǒng)串接到建筑物的控制室定期遙控跟蹤。烽火臺(tái) FSO 系統(tǒng)可以提供全雙工，獨(dú)立協(xié)議的大氣通信鏈，數(shù)據(jù)傳輸率在達(dá)到 230Mbps ，3.5km 可達(dá)到 622Mbps。它已形成了傳輸速率2Mbps1.25Gbps,5.5km 的 6 個(gè)系列，近40 個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品。鏈長(zhǎng)8km 可300m烽火臺(tái)FSO系統(tǒng)的基本性能是：1、全雙工，獨(dú)立協(xié)議的大氣通信鏈能在

47、OC-12中以622Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)。2、晴朗天氣下， 綜合大氣衰減和氣象因素引起的損耗使系統(tǒng)具有99.999%有效率。烽火臺(tái)FSO 系統(tǒng)在晴朗天氣下，大氣衰減是0.5dB/km( 類似于單模光纖)，在雨中的衰減是3dB/km（類似多模光纖） 。只有在濃霧大風(fēng)雪，衰減才較嚴(yán)重。但設(shè)計(jì)中考慮到這一因素的影響，也采取了相關(guān)措施。3、FSO 不受任何通信協(xié)議的約束。應(yīng)可以接入快速以太網(wǎng)（125Mbps），光線分布式數(shù)據(jù)界面（Fiber Distributed Data Interface, FDDI, 125Mbps） ，異步傳輸模（Asynchronous Transfer Mode, A TM,155和622Mbps），企業(yè)式網(wǎng)（ Enterprise Systems Connection, ESCON, 200Mbps ）等。4、烽火臺(tái) FSO 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了相關(guān)的各自的IP 地址控制闖入者。所有接入網(wǎng)引入的通信流量都將在接入點(diǎn)接受檢查。如果IP 源地址不同于該點(diǎn)預(yù)設(shè)的IP 地址，從一個(gè)接入點(diǎn)引入的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的訪問者將被清除。這一特性在線和電纜線中是沒有的。因此，約束了 “入侵用戶 ”，也就是叫做入侵者的未被授權(quán)的接入金屬線或接入點(diǎn)的用戶。此外，烽火臺(tái) FSO 系統(tǒng)的CCD 攝像原本是精密跟蹤，消除晃動(dòng)影響的。由于它的鏈兩端彼此以一定的視場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，還可和