刍议无线光通信传输与接入

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刍议无线光通信传输与接入 【摘 要】随着科学技术的快速发展以及通讯技术的突飞猛进，新时代下信 息化社会的建设发展对数据传输的要求和应用越来越高， 光通信作为适应这种通 信需求的前沿技术，得到了越来越高的重视度。按照是否有载体，光通信可分为 有线光通信与无线光通信两种类别， 其中无线光通信因其独有的低成本以及灵活 性，在国内通信领域逐渐得到了广泛的应用。 【关键词】无线光通信；传输

；接入 1 无线光通信原理 无线光通信是自由空间光通信 （Free Space Optical communication） 或者虚拟 光纤（Virtual Fiber）俗称，其传播过程中主要的媒介是空气，由此可知，无线 光通信传输的实现主要依赖传输路径的无障碍以及信号输出设备的功率大小。 无 线光通信过程的实现主要由发射、光信号转换与传输、接收三个部分组成，分别 对应无线光通信系统的发射、 通信以及接收系统三部分，其主要设备包括光学望 远镜、无线光发射机、接收机以及相关的功率放大设备等。无线光通信设备中的 光学望远镜与发射机、接收机是一个整体，在传输过程中，无线光收发机的正常 工作以及及时的光电转换是其实现的最重要保障。无线光通信的工作原理为，将 包含有传输数据信息的电信号经过调制后转换成光信号， 然后在光学望远镜的天 线作用下通过发射机将光信号发送到传播介质中， 在信号接收端的接收机接收光 信号，并将光信号再次经过光电转换，在光电检测器中将其转换为电信号，经过 调制解调器将其中的数据信息读取，完成无线光通信的传输接入过程。 在无线光通信系统中还包含有相关的辅助的辅助系统，例如 ATP 伺服控制 系统，实现对传输信号、传播线路等的追踪、定位、瞄准与捕获等功能，最终达 到提高无线光通信的稳定性、可靠性、高效性的目的。 2 无线光通信传输与接入 无线光通信与光纤光通信的区别在于其没有稳定低耗的光纤传输介质， 而主 要依靠空气充当信号传输的中介物，因此在光信号发射、接收以及信号传输过程 中面临着更加复杂的因素，对其设备与机理的设计也要求更高。 2.1 无线光通信发射机 发射机是无线光信号的产生部位， 主要负责将不同的数据类型电信号通过调 制激光器的方式转换为光信号。 因为无线光通信不通过光缆等进行传输，其光信 号主要是椭圆光斑， 由激光管芯激发而产生，，并由光学行为耦合代替了传统的同 轴耦合，这种耦合准值与光信号的输送距离呈正相关的关系，即输送距离越远， 耦合准值越高。在进行耦合准值的设定过程中，既要考虑光学耦合效率，又要考 虑准直后光斑的发散角值， 以免对光信号的接收过程、 接收性能造成不良的影响。 除此之外， 还应当注重发射机发出的光信号对周边人身的安全性，尤其是注意激 光对人眼的伤害防护措施。 2.2 无线光通信光学天线 无线光信号没有传统光纤输送路径的制约， 在发射过程中必定会有一定的发 散角，而且传输方向具有不确定性，容易造成光信号的泄露与损耗。为了保证接 收准确度与灵敏度， 在接收端增设了一套光学天线系统。光学天线系统主要由凸 透镜或者凹面镜组成， 依据凸透镜或者凹面镜的聚焦原理对光信号进行聚集，降 低其损耗。 光学天线的增益效果受到天线孔径的制约，孔径过大或者过小都会降 低接收系统的接收效益， 因此要根据实际的工作情况选取合适的天线孔径。此外 还应当对聚光斑点尺寸的精确度进行严格设定， 提高对光信号的有源面面积的接 收准确度与效率度，降低光信号功率的损失。 2.3 无线光通信接收机 无线光信号的接收难度相对于有线光信号的传输要大的多。 光信号在传播过 程中的反

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