很多朋友对光通信技术是干什么的，光通信技术还不了解，今天小绿就为大家解答一下。
无线通信技术(95)光无线通信技术，光无线通信技术是什么意思？
无线通信技术(FreeSpaceOpTIcalCommunicaTIon，FSO)是一种宽带接入方式，是光通信和无线通信的结合。它利用光束信号代替光纤通过大气空间传输信号。该技术的接入系统在组成结构上与光纤传输系统非常相似，并且该系统的物理组成也非常简单。用户不需要申请无线频率，而且初期投资低，运营成本低，可以快速安装，可以提供类似光纤系统的传输带宽。
商用光无线通信系统的容量从100Mb/s到2.5Gb/s，一些实验已经采用波分复用来实现更高的速度。虽然受气象条件限制，但只能在短距离内使用，一般在2公里以内。但是在很多场合，光无线接入作为一种独特的方式，可以起到很好的作用，成为几种宽带接入方式的良好补充。
光通信有两种工作波长：850纳米和1550纳米。80 nm的设备相对便宜，一般用在传输距离不太远的场合。550 nm的设备价格更高，但在功率、传输距离、视觉安全等方面都有更好的表现。550 nm的红外光波大部分被角膜吸收，无法到达视网膜。因此，相关安全法规允许1550 nm波长设备的功率比850 nm设备高2级。
当然，光无线通信技术并不是凭空突然出现的。早在40多年前，激光器件发明后，这项技术就由工程发展起来了。人们希望用高度集中的光束穿透大气空间，从而开始了短距离通信在国防和民用方面的应用，主要是窄带通信。90年代以后，随着器件的成熟，特别是光纤通信规模化应用后，器件价格进一步降低，性能不断优化，宽带光无线接入成为新的应用方向。随着互联网应用的兴起，在众多宽带技术中，光无线通信因其在容量和价格上的优势，受到越来越多电信运营商的重视，应用范围不断扩大。
1.光无线通信网络的拓扑结构
根据组网结构，光通信网络可分为点对点、点对多点(星型)和网状网三种结构，可以组合使用。
点对点结构是最简单的网络拓扑。目前使用的系统大多采用这种结构，因为大多只是作为高带宽专线用于连接企业内的楼宇。点对点结构的优点是链路独立，网络规划简单。也有很多劣势，比如无法低成本有效扩张；没有对光链路的保护。如果有一点出了问题，链接就会中断。所以不适合运营商级系统。
点对点(星型)结构的优点是业务可以集中在一个点(hub或central node)上，然后连接到核心网，效率更高，经济性更好。缺点是能提供的带宽少；每个环节仍然没有冗余保护，可靠性差；为了在视线范围内连接尽可能多的建筑，枢纽的位置至关重要；集线器的成本一般都很高。但是有一种点对多点的结构，实际上是点对点的传输，只是将多个不同方向的终端集中放置在中心节点，所以它的优点是具有专用的带宽、可扩展性，可以为单个用户提供服务。
网状结构的主要优点是可以通过多个网络节点提供几乎实时的迂回链路，使业务得到保护，即具有业务恢复或业务冗余的特性。网状结构还可以将业务集中到某些特定的点，然后有效地接入网络，更符合电信级的要求。其缺点是传输距离短，成本高(每栋楼多条链路)，网络规划复杂。
二、光无线通信技术的优势
与其他接入技术相比，光通信技术具有以下优势：
1.快速部署
因为不需要埋光纤，不需要等各种手续，光无线通信可以在几个小时或者几天内接通。光通信的无线接收器和安防摄像头一样大，可以轻松安装在屋顶、室内甚至窗外。
2.不需要频谱许可证
光通信不需要像无线电通信(如微波、LMDS)那样申请频率许可，因为设备之间没有信号干扰。
3.宽带宽
如果采用点对点组网，光无线通信可以支持155 MB/s ~ 10 GB/s的传输速率，传输距离在2 ~ 4公里之间。在点对多点组网模式下，光无线通信可支持155 MB/s ~ 10 GB/s的传输速率，但传输距离为1 ~ 2公里。如果采用mesh网络，可以支持622Mb/s的传输速率，传输距离为200 ~ 400米。
4.抗干扰能力强
光通信接入模式是一种新型的宽带数据接入业务，它提供了移动用户与数据网络之间的连接，为移动用户提供高速无线宽带接入服务。因为这项技术的频谱位于光频段，微波不会对其产生干扰。更何况这项技术的频谱不同于大多数中低频电磁波，已经达到了300GHz以上的数值。这个电磁波段的应用全世界都没有规定，可以免费使用。唯一的要求是设备的功率不能超过国际电子技术委员会规定的功率极限。
5.传输拥塞不容易发生。
由于光无线通信系统采用点对点系统，在确定发射点和接收点之间的信道通畅后，光无线通信系统和终端用户节点之间的信道仍然是光的形式，没有电转换的介入。这样，光信号在光无线通信系统中的流动就不会受到光电转换的阻碍，所以在传输信息时不会出现信息堵塞。
6.强大的安全性和保密性
无线通信的波束很窄，指向性很好。它是隐形的，在夜间无法被发现，所以无法探测到链接的位置，也就不存在被窃听的可能。而且用户和集线器之间的链接通常是加密的，所以安全性很强。
7.该协议是透明的。
光通信以光为传输介质，任何传输协议都可以轻松叠加，使语音、数据、图像等业务透明传输。
8.成本低，重量轻
光通信的成本是光纤到建筑物成本的1/10 ~ 1/3。
9.轻便
该无线通信装置可以灵活地拆卸和移动到其他位置，适用于临时和紧急通信。
三、光无线通信技术的缺点
由于光无线通信系统利用光束信号通过大气空间传输，信号在大气传输中不够稳定，受外界条件影响很难保证可用性。此外，还有对人身安全和传播保密性的疑虑。其实经过多年的探索，问题已经逐渐明朗，也找到了解决的办法。
1.大气介质对光信号的衰减
波长为850 nm和1550 nm的光信号的主要衰减来自于雾。雾对红外光的影响类似于下雨导致微波的衰减。由于雾中水汽颗粒对光的散射作用，透射光逐渐减弱。雾浓度的变化与李值有很大关系
这种大气现象的处理类似于微波通信中对雨水衰减的处理。在系统传输的计算中，要为光信号的衰减预留足够的系统功率裕度。使得在浓雾的情况下仍能接收到所需的光信号功率。重要的是获取你所在地方的长期气象统计数据，了解不同级别(能见度)的雾，即不同衰减的大气介质的统计规律。
2.大气引起的漂移
实际的光无线通信系统还需要保证发射点和接收点之间光信号的良好准直性和稳定性。使得传输的光信号在接收端，光瓣可以覆盖接收望远镜，不会因为大气折射率的波动而漂移远离目标。
克服这一缺陷的常用方法是故意加宽发射光束。还有一些产品采用了动态调整跟踪技术，既能应对大气带来的漂移，又能在终端机所在的建筑轻微摆动时保持信号稳定。
3.短传输距离
光通信是视距技术，传输距离和信号质量的矛盾非常突出。当传输超过一定距离(通常是几公里)后，波束变宽，很难被接收机正确接收。因此，光无线通信通常仅限于在城市中使用。目前，大多数测试表明，只有当距离小于1公里时，才能获得最佳的效率和质量。
4.建筑物晃动会影响两点之间的激光对准。
对于光无线通信，为了保证光传输链路的性能，光链路两端的对准(捕获)和保持(跟踪)是非常重要的。但在对线后，建筑物在风等因素的作用下会发生晃动，这就要求链路两端的设备具备自动跟踪的能力。
5.激光信号对人类安全的威胁。
激光信号对人类安全的威胁也受到了关注。其中，主要是偶尔接触灯光信号的操作者或其他人员是否会受到伤害。由于这种系统使用毫瓦量级的低功率光源，其主要危险是激光引起肉眼。
国际电工委员会IEC有相关分类建议。根据激光对肉眼的安全性，规定了1M级的激光光源指标。这种光源即使直接用肉眼观察也能保证安全。大多数国家参照这一指标来建立自己的标准。只要厂家的产品符合国防标准，就不会对人体造成伤害。
四。光无线通信技术的应用
虽然光通信还存在很多问题，但其技术优势更加明显。目前，光无线通信的优势正逐渐吸引电信运营商，而其劣势正在被技术进步所抵消。据悉，由于技术的进步，在大气可见距离内实现全天候“最后一公里”无线光通信已经不存在技术障碍。光无线通信系统是一种质优价廉的通信系统，具有广阔的应用前景和巨大的市场潜力。其具体应用如下：
1.主干网络的扩展
电信运营商投入大量资金进行骨干网络建设，以提高网络的整体性能和快速发展的市场需求。但是最后一公里的建设没有太大的努力。其实很多网络应用的瓶颈不是骨干网而是最后一公里。为了快速扩展和延伸现有的骨干网络，光无线通信是一个很好的选择。
2.光纤网络的备份
目前，大多数电信运营商使用两条光纤连接来保证商业应用网络的安全。现在，电信运营商可以选择光无线通信系统作为备份光纤的冗余链路，而不是部署两条光纤链路，以节省投资。
3.宽带接入
目前，骨干网络的容量急剧增加，从622Mb/s到10Gb/s，再到更高的40Gb/sDWDM。类似地，客户端网络的带宽从10Mb/s增加到100Mb/s，然后到
因为光无线通信是基于低功率的红外激光束，所以收发机可以安装在屋顶或窗外传输数据。光无线通信的灵活性使其适用于许多企业和学校，如企业局域网与校园网的连接。用光无线通信代替光纤，不仅可以降低成本，而且传输速率更高。
5.无线基站数据的返回
也可以采用光通信接入移动电话基站和交换中心，将基站接收到的信号传输到与有线公共电话网相连的交换中心设备。
6.其他需要高速接入的终端
由于其低成本和简单的操作，光无线通信网络可以用于其他高速终端应用。例如，建筑物之间网络的快速部署方案、跨越道路和河流等复杂地形、灾难恢复和临时解决方案。
动词（verb的缩写）光无线通信技术的发展现状
2001年2月，美国一些光无线设备制造商联合电信运营商成立了空间光通信联盟(FSOAlliance)。该组织的宗旨是促进光无线技术的应用，特别是向用户和电信行业宣传该技术的发展前景，消除常见的误解。该组织召开了多次会议，对光无线通信系统的大规模普及起到了积极的推动作用。
随着互联网应用的兴起，在众多宽带技术中，光无线通信因其在容量和价格上的优势，受到越来越多运营公司的重视，应用范围不断扩大。目前，一些大型电信设备公司对光无线通信系统表现出极大的兴趣，如美国的QWEST、英国的BT、加拿大的nt等。Terabeam公司和Airriber公司已经将光无线通信应用于商业服务。
在2000年悉尼奥运会上，Terabeam成功使用光无线通信设备为客户提供了100Mb/s的数据连接。该公司计划在美国建设100个光无线通信城市网络。而Airriber公司则通过美国波士顿的光节点将光无线通信网络与光SONET网络连接起来，完成了该地区的全光网络建设。
在2004年的CCBN展会上，英国Cablefree公司展出了一批光无线通信(FSO)产品。科飞展示的产品有ACCESS系列、CF622系列、千兆系列。其中，接入系列是解决“最后一公里”无线宽带接入的产品，提供高速数据传输能力和电信部门的各种标准数据接口，包括光缆、双绞线、G.703E1/E2/E3和STM-1等。产品有A200、A500、A1000、A2000、A4000，支持距离分别为200.500.1000、2000、4000米。支持速率从2 MB/s到155 MB/s，科飞的FSO产品可以作为固定、移动、宽带运营商和专业数据通信运营商的无线、微波、光缆网络的补充传输手段。为顺应中国宽带接入网的蓬勃发展，英国科飞无线光通信有限公司北京办事处成立，目的是发展中国合作伙伴，更好地服务运营商。
2004年9月，英国一些大学和企业计划投资72万英镑开发FSO产品。该项目名为ALFONSO，主要利用格拉斯哥大学光子学院的中红外VCSEL激光技术、杜伦大学的自适应光学技术、科飞公司、SiraFerranTI光子公司和Starpoint自适应光学公司提供工程服务和市场开发支持。这个研究项目的目标是开发一个速率为10G/s、距离为几公里的FSO系统。新型VCSEL激光器可以使用2200 nm的波长，具有更好的气候适应性。
在国内，清华同方研发中心一直致力于“最后一公里”解决方案的探索，并于2001年12月成立了FSO技术跟踪研究组，推出了光无线通信产品TFOW100-1，完成了1000m点对点通信样机的检测。TFOW100-1
中国宽带服务提供商长城宽带网络公司(GWBN)选择Terabeam的光无线通信产品来扩展其在中国15个城市的宽带网络。通过Terabeam的系统，GWBN将为大中型商业用户和大型住宅社区提供可靠的宽带服务，特别是在光纤和光缆难以到达或铺设费用昂贵的地方。
2004年7月，华为和LightPointe宣布扩大双方的联合战略合作伙伴协议。LightPointe公司是基于光无线通信技术的光纤产品的设计者和制造商。华为是全球领先的光纤网络解决方案提供商。这笔交易将加快向全球电信服务提供商和企业客户提供安全、可靠和高速的光纤无线解决方案。根据扩大的OEM协议，华为将在欧洲、东南亚、中东、非洲、俄罗斯和拉丁美洲销售和推广LightPointeFlightTM光纤无线产品，这是华为OpTIXTM产品家族的一部分。作为2003年9月签署的类似协议的结果，华为通过在中国所有一级服务提供商中成功安装LightPointe产品获得了市场份额。光无线通信技术是华为光纤网络解决方案的有益补充。通过与LightPointe的合作，华为将为运营商和企业客户提供另一种方便灵活的解决方案，同时满足他们迫切的网络需求。
目前有多种接入技术可供选择，如FSO、光纤、DSL、LMDS等。其中，光纤传输无疑是最可靠的通信方式，但光纤铺设周期长，投资大，LMDS技术日趋成熟。它的传输距离比FSO更长，但这种接入模式需要很高的初始投资和频谱许可证，对于服务提供商来说，不像FSO那样经济。虽然铜缆是一种容易获得的传输介质，而且铜缆连接的楼宇远多于光纤，但由于DSL的带宽较低，这种基于铜缆的接入方式并不是解决“最后一公里”瓶颈问题的最可行方案。FSO是一个比较好的方案，具有带宽可扩展、建设速度快、经济性大的优点，应用前景会非常广阔。
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