時(shí)間：2023-05-29 17:37:56
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)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(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
引 言
光通信是一種以光波為傳輸媒質(zhì)的通信方式。光波和無(wú)線電波同屬電磁波，但光波的頻率比無(wú)線電波的頻率高，波長(zhǎng)比無(wú)線電波的波長(zhǎng)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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
光波按其波長(zhǎng)長(zhǎng)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(lái)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(wú)線光通信。常用的光通信有大氣激光通信、光纖通信、藍(lán)綠光通信、紅外線通信和紫外線通信。
1、光通信系統(tǒng)
數(shù)據(jù)源被傳送到遠(yuǎn)端的某個(gè)目的地。數(shù)據(jù)源的輸出波調(diào)制到一個(gè)光載波上，光載波以光場(chǎng)或光束的形式通過光通道進(jìn)行傳輸。在接收端，光場(chǎng)被征集和處理。通常，檢測(cè)時(shí)會(huì)伴有噪聲干擾、信號(hào)變形、內(nèi)存背景輻射。此系統(tǒng)中傳輸載波是光波頻段，系統(tǒng)的工作方式與其它采用調(diào)制方式的通信系統(tǒng)是相同的。而光波系統(tǒng)所采用的器件與無(wú)線電射頻系統(tǒng)所采用的標(biāo)準(zhǔn)器件大不相同。它們?cè)谑褂梅椒?、特性方面有很大的差異，需要不同的設(shè)計(jì)過程[1]。光通信系統(tǒng)方框圖如圖1所示。
2、寬帶通信技術(shù)
寬帶通信依托綜合化、數(shù)字化、寬帶化、智能化、多樣化的光通信網(wǎng)，向用戶提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻的交互式多媒體信息服務(wù)。寬帶的通信質(zhì)量和能力都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了窄帶通信系統(tǒng)，表現(xiàn)于數(shù)據(jù)通信能力和圖像通信能力等。
寬帶通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和特點(diǎn)：目前我國(guó)城市正處于快速發(fā)展階段，農(nóng)村地區(qū)處于市場(chǎng)導(dǎo)入期，潛力巨大。2011年全國(guó)農(nóng)村寬帶家庭普及率為10%，預(yù)計(jì)未來(lái)3年加速增長(zhǎng)，2012年為14%，2014年將達(dá)到20%，隨著城市化進(jìn)程的加快，互聯(lián)網(wǎng)將成為改變城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)、縮小城鄉(xiāng)差距的重要手段之一。發(fā)展寬帶通信業(yè)務(wù)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商的戰(zhàn)略抉擇，也將成為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。未來(lái)寬帶通信業(yè)務(wù)的趨勢(shì)是（1）寬帶接入普及率逐漸提高；（2）寬帶通信業(yè)務(wù)趨于個(gè)性化；（3）寬帶通信業(yè)務(wù)不斷多媒體化、融合化；（4）寬帶集成通信業(yè)務(wù)將快速發(fā)展；
3、網(wǎng)絡(luò)的寬帶化和光纖通信
20世紀(jì)70年代后半期，光纖作為使用傳輸技術(shù)引進(jìn)以來(lái)，其研究開發(fā)的歷史一直走傳輸容量大和應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大的路。支撐互聯(lián)網(wǎng)通信量爆炸性增加的是光纖預(yù)計(jì)今后將推進(jìn)圖像信息等高速信息流的配送服務(wù)和TV會(huì)議等豐富的雙向多媒體通信等寬帶服務(wù)的引入，網(wǎng)絡(luò)的寬帶化是必然的，其中，作為構(gòu)建未來(lái)寬帶遍布網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，光纖和移動(dòng)通信無(wú)疑是璀璨的雙壁[2]。綜上所述，可以把光纖通信技術(shù)的研究開發(fā)動(dòng)向概括為以下三個(gè)方面。
（1）傳輸介質(zhì)的大容量化。大傳輸容量技術(shù)是極大限度地利用傳輸介質(zhì)的能力，以提高傳輸效率的技術(shù)，是以往所有傳輸系統(tǒng)開發(fā)一貫專注的技術(shù)。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(diǎn)。大容量化是光放大波段的擴(kuò)大，在波段中信道的高密度復(fù)用、信道傳輸速率的高速化、遠(yuǎn)距離傳輸技術(shù)。即光放大波段擴(kuò)大是從初期1550nm波段附近的20-30nm，大了1450-1650nm的200nm，將近擴(kuò)大一個(gè)數(shù)量級(jí)。這與波長(zhǎng)信道高密度復(fù)用和頻率利用率的提高相結(jié)合?？梢赃M(jìn)行超過100信道的波分復(fù)用傳輸。而且每個(gè)信道的傳輸速率也可用以往電子式時(shí)分復(fù)用，現(xiàn)在達(dá)到40Gbit/s。對(duì)于光領(lǐng)域的TDM（Time Division Multiplexing）技術(shù)，達(dá)到了數(shù)百吉比特每秒的高速率。為實(shí)現(xiàn)寬波段遠(yuǎn)距離超高速傳輸，必須實(shí)現(xiàn)全信道均勻傳輸特性，必須進(jìn)行放大器、傳輸碼、色散管理等技術(shù)及其綜合技術(shù)的研究。
（2）網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)。隨著WDM的引入，因鏈路的大容量化，而使鏈路容量超過節(jié)點(diǎn)處理能力，則出現(xiàn)電子瓶頸這一新問題。因此，關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的研究正在飛速發(fā)展。這項(xiàng)研究是將光分插復(fù)用器或光交叉連接引入節(jié)點(diǎn)內(nèi)，不僅是鏈路，而且節(jié)點(diǎn)也光化，利用光級(jí)別的接通技術(shù)，要有效地構(gòu)建性能價(jià)格比很高的網(wǎng)絡(luò)。光子網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)基礎(chǔ)是WDM技術(shù)。但WDM技術(shù)不僅僅是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路技術(shù)，其最大特點(diǎn)是作為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)使用[3]。
（3）使用光纖的接入系統(tǒng)寬帶化的相關(guān)技術(shù)。目前的光接入系統(tǒng)有兩種，一種是改造現(xiàn)有設(shè)備的經(jīng)濟(jì)上較為合算的系統(tǒng)；另一種是可以提供新服務(wù)項(xiàng)目的系統(tǒng)。
4、在新領(lǐng)域中的光通信技術(shù)
以傳輸速率數(shù)十兆比特每秒的中小容量光纖系統(tǒng)的引入為開端，從20世紀(jì)70年代的后半期開始，以公用通信網(wǎng)為主，推進(jìn)了系統(tǒng)高速化和大容量化。對(duì)公用通信網(wǎng)之外的領(lǐng)域也研究引入光纖、對(duì)飛機(jī)、汽車等移動(dòng)物體內(nèi)和計(jì)算機(jī)之間和機(jī)器之間也引進(jìn)了光纖。此時(shí)，出現(xiàn)了微波光子學(xué)的領(lǐng)域，并針對(duì)移動(dòng)通信、先進(jìn)道路交通系統(tǒng)、陣列天線、計(jì)量等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了研究開發(fā)。光空間通信系統(tǒng)是在光纖通信的研究正式開展的20世紀(jì)70年代前半期研究的領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞：室內(nèi)LED；可見光通信；應(yīng)用展望
中圖分類號(hào)：TN929 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
LED可見光通信系統(tǒng)具有十分廣闊的應(yīng)用前景。但當(dāng)前LED可見光通信技術(shù)還不夠成熟，距離商用還有一定差距，仍需要我們不斷加強(qiáng)研究以進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。
一、室內(nèi)LED可見光通信原理簡(jiǎn)介
室內(nèi)LED可見光通信的基本原理是利用燈光的“明”和“暗”來(lái)分別表示數(shù)字信號(hào)“0”和“1”，然后將廣播、圖像、音頻、影像等待發(fā)射的信息調(diào)制后加載到LED燈光上，通過LED燈光的高頻閃爍將信號(hào)傳送出去。由于LED響應(yīng)速度極快，不會(huì)對(duì)人眼造成影響，因此能夠在正常照明的同時(shí)實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信功能。在信號(hào)接收端一般設(shè)置有光電探測(cè)元件，可以對(duì)接收到的可見光信號(hào)進(jìn)行放大和解調(diào)處理，進(jìn)而將其重新還原成廣播、音頻、影像等信號(hào)。
二、室內(nèi)LED可見光通信的關(guān)鍵技術(shù)
1.光源布局
一般情況下，光源布局要考慮兩點(diǎn)：一是組成陣列光源的內(nèi)部LED燈的數(shù)量及排列方式；二是整個(gè)室內(nèi)LED光源的分布。在室內(nèi)光源設(shè)計(jì)中，為滿足國(guó)際照明標(biāo)準(zhǔn)，通常將LED光源設(shè)計(jì)為白光LED陣列形式，構(gòu)成各LED陣列的LED個(gè)數(shù)由LED間隔大小決定，而間隔大小需要綜合考慮中心區(qū)域的光強(qiáng)度。在LED排列問題上，則要充分考慮信號(hào)接收面的照度要求與光強(qiáng)分布。同時(shí)在設(shè)計(jì)LED數(shù)量及排列時(shí)，還要考慮碼間串?dāng)_問題。為提高通信質(zhì)量，還應(yīng)結(jié)合房間大小及內(nèi)部設(shè)施陳列，盡量使室內(nèi)同一水平面上的光功率保持一致，防止出現(xiàn)通信死角。此外，考慮到行人、設(shè)施等造成的遮擋，不可避免地會(huì)產(chǎn)生一些陰影區(qū)，對(duì)此可通過增加光源數(shù)量來(lái)減少陰影效應(yīng)，但過多的光路徑又會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的碼間干擾，因此根據(jù)室內(nèi)實(shí)際情況科學(xué)設(shè)計(jì)LED陣列光源是提高通信效果的關(guān)鍵。
2.驅(qū)動(dòng)電路優(yōu)化
LED可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有一個(gè)非常重要的參數(shù)――調(diào)制帶寬，它直接影響著LED調(diào)制能力的高低，進(jìn)而決定著無(wú)線光通信系統(tǒng)的傳輸速率。調(diào)制帶寬通常取決于有源區(qū)載流子復(fù)合壽命與PN結(jié)電容，在LED制造過程中，普遍采取的措施為減少載流子復(fù)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(duì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)也能有效地提升調(diào)制帶寬。在綜合電磁、噪聲、溫漂、光功率補(bǔ)償?shù)雀蓴_因素的基礎(chǔ)上，LED可見光高速調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路可設(shè)計(jì)為以下形式，如圖1所示。
其中，BG代表晶體管，Dz代表穩(wěn)壓二極管，BG1與BG2構(gòu)成發(fā)射極耦合式開關(guān)，BG3和Dz構(gòu)成恒流源電路，能夠穩(wěn)定地為L(zhǎng)ED支路供應(yīng)驅(qū)動(dòng)電流。又因?yàn)榇穗娐烦隽司€性范圍工作，就算輸入端過激勵(lì)，也不會(huì)出現(xiàn)飽和，故開關(guān)速率十分高，理論上這種電路可實(shí)現(xiàn)300Mb/s的信號(hào)調(diào)制。
3. OFDM技術(shù)
OFDM即正交頻分復(fù)用，該技術(shù)的主要原理就是把高速串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)低速的多路并行數(shù)據(jù)，然后分別對(duì)不同的載波加以調(diào)制。OFDM技術(shù)擁有極強(qiáng)的抗多徑能力，如今已在高速無(wú)線通信中得到了普及應(yīng)用。在LED可見光通信中，由于多路徑會(huì)導(dǎo)致碼間干擾，嚴(yán)重影響系統(tǒng)傳輸速率，因此通過引入OFDM技術(shù)來(lái)控制碼間干擾是一個(gè)十分理想的選擇。
目前，已有研究人員針對(duì)OFDM在LED可見光通信中的應(yīng)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(diào)制器、OFDM解調(diào)器3部分構(gòu)成，信源電信號(hào)在發(fā)射端完成OFDM編碼，并通過一直流偏置實(shí)現(xiàn)對(duì)LED光源的調(diào)制。經(jīng)調(diào)制的光信號(hào)在接收端完成解調(diào)，并通過提取導(dǎo)頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)信道狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和更新。OFDM應(yīng)用于無(wú)線光通信系統(tǒng)時(shí)，需要將高速串行數(shù)據(jù)以并行方式調(diào)制到多個(gè)正交子載波上，以減少碼速率、消除碼間干擾，同時(shí)還要在各OFDM符號(hào)間添加保護(hù)間隔，以徹底除去殘余的碼間干擾。
4.信道編碼技術(shù)
趙俊、陳長(zhǎng)纓研發(fā)了一種能夠用于LED可見光通信的mBnB分組編碼技術(shù)。該技術(shù)所采用的分組碼在通信領(lǐng)域中已有十分廣泛的應(yīng)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(guī)則，以另外每組為n比特的碼字進(jìn)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(shù)，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(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下：一是功率譜的形狀相對(duì)較好；二是消除了基線漂移現(xiàn)象；三是能夠穩(wěn)定地進(jìn)行誤碼監(jiān)測(cè)和字同步。已有研究表明，6B8B編碼的光信號(hào)在0.5m～2.5m距離內(nèi)的通信十分穩(wěn)定，不會(huì)因LED數(shù)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(hào)高速傳輸?shù)幕A(chǔ)上，使通信距離突破2.5m。
5.分集接收技術(shù)
分集接收的基本原理就是在接收機(jī)上設(shè)置多個(gè)方向的光電探測(cè)元件，并對(duì)不同方向上探測(cè)到的信號(hào)加以對(duì)比分析，然后選擇其中信噪比最大的信號(hào)來(lái)完成通信，該技術(shù)在解決碼間干擾和抗陰影效應(yīng)方面具有良好的表現(xiàn)。在設(shè)計(jì)分集接收電路時(shí)，需要按照信號(hào)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(duì)多個(gè)信號(hào)進(jìn)行疊加，從整體上增強(qiáng)信號(hào)功率。在傳輸速率較高的情況下，考慮到碼間干擾問題，無(wú)法對(duì)信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單疊加，需要增加一個(gè)專門的控制電路來(lái)進(jìn)行信號(hào)評(píng)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(yōu)先將最貼近直射鏈接的方向作為信號(hào)接收方向。在采用分集接收技術(shù)的光接收機(jī)上，探測(cè)器盡可能均勻地分布在一個(gè)半球面上，從而能夠以較少的探測(cè)器數(shù)量實(shí)現(xiàn)多個(gè)方向上的穩(wěn)定接收效果，除非接收機(jī)被整個(gè)遮擋才有可能出現(xiàn)信號(hào)中斷。
6.自適應(yīng)傳輸技術(shù)
自適應(yīng)傳輸技術(shù)能夠有效克服LED可見光通信中的信噪比波動(dòng)問題。在自適應(yīng)收發(fā)器的發(fā)射端，有一個(gè)專門的DSP（信號(hào)處理器）負(fù)責(zé)機(jī)電定向系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制。DSP在通信系統(tǒng)中的普及和應(yīng)用，在一定程度上改善了系統(tǒng)的信噪比，并且靈活性更強(qiáng)。同時(shí)，對(duì)于白噪聲、多路徑干擾等，也能夠通過相應(yīng)的信號(hào)處理手段加以解決。在自適應(yīng)收發(fā)器的接收端，由于使用了單一的光電檢測(cè)器，使得光前端設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化，并通過某種定向機(jī)制使光能量作用于單個(gè)信道，從而減小了接收端視場(chǎng)，有效避免了環(huán)境噪聲對(duì)通信穩(wěn)定性的干擾，增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)多路徑畸變的抵抗能力。
三、LED可見光通信技術(shù)的應(yīng)用展望
LED可見光通信技術(shù)有著十分廣闊的應(yīng)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(guān)展品的解說(shuō)信號(hào)，只要游客攜帶了具有可見光通信功能的移動(dòng)設(shè)備，就能隨時(shí)獲取展品的解說(shuō)信息；在LED大屏幕或廣告牌上加載相應(yīng)的信號(hào)后，人們可以直接用手機(jī)等設(shè)備下載屏幕上的內(nèi)容和信息，如廣告信息、交通信息等；在車輛照明領(lǐng)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(hào)、車速等信息自動(dòng)發(fā)送到各類交通監(jiān)測(cè)裝置上，輕松完成繳費(fèi)、登記、測(cè)速等功能，極大地方便了車輛信息的采集和管理，同時(shí)車輛尾燈也可用于向后面的車輛發(fā)送剎車、路況等信息，從而大大提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>
結(jié)語(yǔ)
LED可見光通信技術(shù)不占用無(wú)線頻譜資源，可以直接對(duì)無(wú)處不在的照明燈光加以利用，在節(jié)能環(huán)保的同時(shí)實(shí)現(xiàn)高速無(wú)線通信功能。但目前該技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段，雖然研究人員已經(jīng)針對(duì)光源布局、驅(qū)動(dòng)電路優(yōu)化、OFDM、信道編碼等進(jìn)行了大量的研究工作，但依然有一些技術(shù)難關(guān)亟待人們?nèi)スタ?，相信在研究人員的不懈努力之下，LED可見光通信技術(shù)必將在未來(lái)社會(huì)中大放光彩。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】空間光通信技術(shù) 關(guān)鍵技術(shù) 天線技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)空間通信技術(shù)的研究也愈加深入，目前空間技術(shù)中的大功率軌道運(yùn)載技術(shù)以及大容量衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，促進(jìn)了空間光通信技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俾室笥忻黠@提升，因此對(duì)空間通信技術(shù)的要求也高，空間光通信技術(shù)能夠適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)快速發(fā)展的需求，有效的提高通信數(shù)據(jù)的傳輸率，廣泛的引用在保密通信、局域網(wǎng)互聯(lián)、城域網(wǎng)擴(kuò)展等領(lǐng)域，為現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展提供可靠高效的技術(shù)保障。
1 空間光通信技術(shù)概述
傳統(tǒng)的空間通信技術(shù)的載體是微波，但是這種技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需求，隨著通信技術(shù)的研究發(fā)展，空間通信技術(shù)逐漸發(fā)展到以激光為載波、大氣為傳輸介質(zhì)的光通信技術(shù)，作為一種新型的寬帶通信技術(shù)，這種技術(shù)一方面繼承了微波通信的優(yōu)勢(shì)，另一方面還增加了光纖通信的特點(diǎn)，其基本的原理是激光傳輸技術(shù)和光電轉(zhuǎn)換技術(shù)。該技術(shù)在進(jìn)行兩點(diǎn)傳輸時(shí)，發(fā)射端和接收端設(shè)置有高靈敏度的激光的發(fā)生器和接收器，以及配備光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，發(fā)射端將電信號(hào)調(diào)制為光信號(hào)發(fā)出后，是以直線傳播的方式穿過自由空間到達(dá)接收端，其中光學(xué)望遠(yuǎn)鏡控制激光的發(fā)射方向和接收方向，接收端在接收到光信號(hào)后再調(diào)制為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)雙工通信?？臻g光通信的優(yōu)勢(shì)是通信容量大以及傳輸速度快，且成本低，安裝簡(jiǎn)便。
2 我國(guó)空間光通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
一直以來(lái)，衛(wèi)星技術(shù)是我國(guó)進(jìn)行空間探測(cè)的重要手段，并提供相應(yīng)的技術(shù)保障，但是以微波為載體的空間技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足快速發(fā)展的社會(huì)需求。在發(fā)達(dá)國(guó)家空間光通信技術(shù)的研究已經(jīng)取得了極大進(jìn)展，但是在我國(guó)空間光通信技術(shù)還處于起步階段，因此只能借鑒國(guó)外先進(jìn)的研究結(jié)果。我國(guó)的光通信技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成就。在“十五”和“十一五”期間，我國(guó)首次成功的進(jìn)行了星地激光通信實(shí)驗(yàn)，以海洋二號(hào)衛(wèi)星平臺(tái)為搭建平臺(tái)，這次實(shí)驗(yàn)標(biāo)志著我國(guó)的衛(wèi)星光通信技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入空間試驗(yàn)階段。隨著連續(xù)波大功率半導(dǎo)體激光器技術(shù)、空分復(fù)用技術(shù)、智能天線技術(shù)等的發(fā)展，光通信技術(shù)也不斷的拉長(zhǎng)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(guó)已經(jīng)開始基于激光大氣通信理論對(duì)空間光通信跟蹤技術(shù)進(jìn)行深入研究，并取得了一定成就。
3 空間光通信關(guān)鍵技術(shù)
3.1 原子探針層析技術(shù)
原子探針層析技術(shù)（APT）在空間光通信系統(tǒng)中負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)通信連接的功能，是當(dāng)前空間分辨率較高的分析測(cè)試技術(shù)，能夠分辨原子種類，并對(duì)其空間位置進(jìn)行直觀的重構(gòu)，比較真實(shí)的顯示出不同元素原子的三維空間分布。APT是應(yīng)用在空間光通信系統(tǒng)的服務(wù)器中，當(dāng)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)探測(cè)到信息時(shí)，APT服務(wù)器開始掃描通信鏈路，確認(rèn)信息雙方的位置，確認(rèn)后開始獲取信息，并鎖定通信目標(biāo)，隨后完成光通信連接。
3.2 天線技術(shù)
天線技術(shù)是采用收發(fā)一體的天線實(shí)現(xiàn)空間光通信系統(tǒng)中的雙向互逆功能，提升空間光通信的傳輸性能。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要依靠天線陣、波束形成網(wǎng)絡(luò)以及波束形成算法，在發(fā)射器將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)后傳輸?shù)桨l(fā)射天線后，天線技術(shù)利用波束形成算法計(jì)算發(fā)射功率，并發(fā)射出光束；接收天線對(duì)光束進(jìn)行接收，主要是利用信號(hào)在不同的傳播方向的差異性，將相同頻率、相同時(shí)隙的信號(hào)進(jìn)行區(qū)分，有效的降低了光信損失，使空間光通信更加穩(wěn)定可靠。
3.3 捕獲技術(shù)
捕獲技術(shù)是空間光通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，是能夠?qū)崿F(xiàn)通信的先決條件。主要原理是監(jiān)視和跟蹤目標(biāo)特定的光電，來(lái)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)捕捉。利用捕獲技術(shù)能夠捕捉空間點(diǎn)的運(yùn)行軌跡和具置，為實(shí)現(xiàn)空間光通信墊定基礎(chǔ)。
4 空間光通信技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用
當(dāng)前空間光通信技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了可行性，并在各個(gè)領(lǐng)域都有應(yīng)用，一定程度上推動(dòng)了現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，當(dāng)前面臨的主要問題是如何實(shí)現(xiàn)星際自由空間光通信。在信息高速增長(zhǎng)的現(xiàn)代社會(huì)環(huán)境下，空間光通信技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)是提升傳輸?shù)目煽啃浴⑻岣邆鬏斔俾室约皵U(kuò)展傳輸距離。隨著三網(wǎng)融合，現(xiàn)代通信的發(fā)展方向是數(shù)字化和智能化，因此我國(guó)要想在激烈競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際背景下有所突破，就要現(xiàn)空間光通信系統(tǒng)的智能化以及數(shù)字化。主要的研究方向如下：大氣信道的研究，大氣是對(duì)信號(hào)影響最大的干擾因素，會(huì)在接收端產(chǎn)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(shù)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(hào)接收和信號(hào)源，需要激光器產(chǎn)生的信號(hào)具有光束窄、頻率高的特丹，因此對(duì)其功率以及穩(wěn)定性要進(jìn)行深入研究；保密性的研究，當(dāng)前自由空間光通信技術(shù)的通信信道是開放的，這樣會(huì)造成不法分子在不切斷光束的情況下竊取信息，因此要進(jìn)一步完善空間光通信技術(shù)的保密性和安全性。今后空間光通信技術(shù)將會(huì)在寬帶接入市場(chǎng)中成為主流，與微波通信技術(shù)互為補(bǔ)充，微波系統(tǒng)在大區(qū)域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)低速通信，空間光通信技術(shù)在小區(qū)域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速通信，更加便利的為用戶提供可靠穩(wěn)定的服務(wù)，還能在惡劣環(huán)境下充當(dāng)備份通信服務(wù)。
5 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，空間光通信技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中逐漸發(fā)揮不可替代的作用，其發(fā)射率高、靈敏度高以及安全保密性良好的特點(diǎn)，可以滿足衛(wèi)星通信的需求，并與其他通信技術(shù)互為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)了光纖的告訴傳輸，并帶動(dòng)了三網(wǎng)融合的發(fā)展，促進(jìn)電子政務(wù)、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等信息化建設(shè)領(lǐng)域?？臻g光通信技術(shù)的發(fā)展空間廣闊，并會(huì)為我們生活帶來(lái)更多的便捷。
參考文獻(xiàn)
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作者單位
光通信技術(shù)是當(dāng)今信息技術(shù)領(lǐng)域的前沿與支撐技術(shù)之一。2013年，國(guó)務(wù)院頒布“寬帶中國(guó)”計(jì)劃，進(jìn)一步提升了光通信技術(shù)在國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略中的地位。簡(jiǎn)言之，光通信技術(shù)是光纖技術(shù)與通信技術(shù)的綜合體，它具有高速、大容量的優(yōu)點(diǎn)，但亦存在高成本、高復(fù)雜度和多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。這成為該門課程實(shí)踐教學(xué)開展的主要困難。而且，對(duì)于省屬地方高等院校，同時(shí)面臨生源基數(shù)大、實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)短缺、設(shè)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(lái)的影響，基于專業(yè)光通信仿真軟件，引入虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)必然趨勢(shì)。
一、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的背景與意義
作者所在的黑龍江大學(xué)電子工程學(xué)院，《光通信技術(shù)》實(shí)驗(yàn)需為兩個(gè)本科專業(yè)（光電子技術(shù)系和通信工程系）學(xué)生（約180人/年）提供課程資源。原有《光通信技術(shù)》包含“光纖低損耗熔接”“光纖纖芯分布測(cè)量”“光纖微彎損耗測(cè)量”“光時(shí)域分布反射測(cè)量”和“可視光通信傳輸系統(tǒng)演示”5個(gè)基礎(chǔ)專業(yè)實(shí)驗(yàn)，僅能覆蓋《光纖技術(shù)》和《光通信技術(shù)》兩門專業(yè)必修課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，學(xué)生缺乏對(duì)“光電子器件”應(yīng)用的認(rèn)知。而且，光纖與光通信技術(shù)是本專業(yè)最重要的兩個(gè)研究方向之一，是專業(yè)學(xué)生就業(yè)與求學(xué)的主要支撐技術(shù)。近10年來(lái)，光通信技術(shù)在“光傳輸”“光交換”“光接入”和“可見光電力線通信”等領(lǐng)域高速發(fā)展。然而，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備多購(gòu)置于2001年，部分已陳舊、老化。與此同時(shí)，面臨教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足，設(shè)備臺(tái)套數(shù)有限，儀器價(jià)格昂貴，由于普通高校擴(kuò)招導(dǎo)致生源劇增的雙重壓力，對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容無(wú)法得到更新，課程講授內(nèi)容與實(shí)驗(yàn)教學(xué)脫節(jié)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低下。
圖1 原有專業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)方案
與之相比，專業(yè)仿真軟件具有價(jià)格低廉，覆蓋領(lǐng)域廣，專業(yè)性強(qiáng)，靈活性、操作性好等系列優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)光放大器設(shè)計(jì)，光電轉(zhuǎn)換器件測(cè)試，多光通信系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線模擬等功能，與本專業(yè)光纖技術(shù)、光電器件與檢測(cè)、光通信技術(shù)課程內(nèi)容吻合。鑒于此，將虛擬實(shí)驗(yàn)與原有的專業(yè)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，以專業(yè)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，虛擬實(shí)驗(yàn)為進(jìn)階，二者相互補(bǔ)充、取長(zhǎng)補(bǔ)短，將可有效緩解專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所面臨的困難。
二、虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的具體實(shí)施方法
（一）方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)室建設(shè)
1.保留原有的“光纖低損耗熔接”“光纖纖芯分布測(cè)量”“光纖微彎損耗測(cè)量”作為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，刪除“光時(shí)域分布反射測(cè)量”和“可視光通信傳輸系統(tǒng)演示”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，節(jié)省6學(xué)時(shí)的課程資源。
2.開設(shè)“光通信仿真設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)，以虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式提高學(xué)生對(duì)于“光通信系統(tǒng)架構(gòu)”“光纖放大器設(shè)計(jì)”“光電子器件工作特性”的掌握能力。課程設(shè)計(jì)采用機(jī)房集中教學(xué)模式，包含“光發(fā)射機(jī)/光接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)”，“誤碼率與質(zhì)量因子評(píng)價(jià)”“色散補(bǔ)償特性測(cè)試”“光放大器性能優(yōu)化”“格式生成與轉(zhuǎn)換”五個(gè)模塊，共計(jì)32學(xué)時(shí)。其中，講授學(xué)時(shí)8學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)24學(xué)時(shí)，第一、二模塊為必選，后三個(gè)模塊至少任選其一。
3.將原有機(jī)房進(jìn)行升級(jí)與改造，新購(gòu)置計(jì)算機(jī)50臺(tái)套，服務(wù)器1臺(tái)套，投影教學(xué)設(shè)備1臺(tái)套。更新原有網(wǎng)絡(luò)布線與系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生互動(dòng)能力，提升學(xué)生間的交互學(xué)習(xí)能力，改善學(xué)生個(gè)人的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)平臺(tái)環(huán)境。購(gòu)置專業(yè)光通信仿真軟件OptiSystem（12.0版）1套，可同時(shí)滿足30人在線仿真需求。
圖2 虛擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
（二）虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施方法
在實(shí)際的教學(xué)過程中，該門課程對(duì)于光電子技術(shù)專業(yè)學(xué)生（年均60人）為必修課程，分成2個(gè)教學(xué)班級(jí)循環(huán)教學(xué)；對(duì)于通信工程專業(yè)學(xué)生為選修課程，根據(jù)以往統(tǒng)計(jì)，選修課程人員約60―80人，亦分成2個(gè)教學(xué)班級(jí)循環(huán)教學(xué)。除講授8學(xué)時(shí)外，學(xué)生需在2周內(nèi)完成24實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，教學(xué)資源采用開放模式提供，學(xué)生可自行安排學(xué)習(xí)時(shí)間，學(xué)時(shí)計(jì)算由智能管理系統(tǒng)完成。教學(xué)模式除課上教學(xué)、實(shí)驗(yàn)外，還包括師生在線交流與在線答疑。課程考試采用報(bào)告模式提交，3人一組，需分工明確，格式統(tǒng)一，數(shù)據(jù)與分析清楚有效。
圖3 虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施與執(zhí)行
三、效果與評(píng)價(jià)
對(duì)于通信工程專業(yè)，該門課程設(shè)置在第六學(xué)期，需學(xué)習(xí)前期的光纖基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)。對(duì)于光電子技術(shù)專業(yè)，該門課程設(shè)置在第七學(xué)期。作為中間環(huán)節(jié)，他是專業(yè)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)階，同時(shí)作為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)的前期訓(xùn)練，起到承上啟下作用。運(yùn)行一年來(lái)，效果顯著。主要體現(xiàn)在：（1）增加了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，緩解了實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)少的困難，提升了學(xué)生的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)能力；（2）完成了課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的完整對(duì)接，教學(xué)內(nèi)容與深度得到進(jìn)一步提升；（3）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為教師的科學(xué)研究提供有效輔助。截至2014年12月，已有11名專業(yè)學(xué)生參與到教師的科研團(tuán)隊(duì)中，并在光通信設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)表EI檢索科研論文3篇，申報(bào)發(fā)明專利1項(xiàng)，獲授權(quán)實(shí)用新型專利2項(xiàng)，獲批省級(jí)、校級(jí)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題2項(xiàng)。
【關(guān)鍵詞】光通信技術(shù)；用戶接入網(wǎng)；光纖接入網(wǎng)
【中圖分類號(hào)】TJ768.4【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-5158（2013）07-0141-01
隨著人們的生活水平越來(lái)越高，對(duì)通信業(yè)務(wù)量的需求也逐漸提升。業(yè)務(wù)種類也隨著科技的發(fā)展不斷更新，電話、傳真、計(jì)算機(jī)等通信形式不斷地改進(jìn)。接入網(wǎng)是指用戶網(wǎng)絡(luò)接口和業(yè)務(wù)點(diǎn)之間傳送信號(hào)載體的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體工具。隨著光纖技術(shù)的不斷發(fā)展以及全業(yè)務(wù)在接入網(wǎng)中需求，網(wǎng)絡(luò)中承載功能都是通過光纖構(gòu)成接入網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的。光纖寬帶接入網(wǎng)已經(jīng)成為了當(dāng)前接入網(wǎng)的主流，在寬帶通信接入網(wǎng)中發(fā)揮重要的作用。
1、基本原理與技術(shù)優(yōu)勢(shì)
光通通信系統(tǒng)光信號(hào)傳送是通過大氣為媒介實(shí)現(xiàn)的。工作原理簡(jiǎn)單，易于操作，只需要將兩臺(tái)端機(jī)放在合適的位置，并保證其路徑的視距與光發(fā)射功率不被阻斷就可以實(shí)現(xiàn)信息通信。光通通信系統(tǒng)主要包括激光器、光纖放大器、光纖發(fā)射系統(tǒng)與光纖接收機(jī)等。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)的不斷成熟，可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)繼而的形式越來(lái)越多。由于光通通信系統(tǒng)集眾多優(yōu)點(diǎn)于一身，因此被廣泛應(yīng)用。鏈路快速部署，由于光通通信系統(tǒng)不需要與其他系統(tǒng)一樣要經(jīng)過光纖鋪設(shè)才可以工作，只需要在便于接收光纖信號(hào)的位置進(jìn)行接收器的安裝就可以，而且連接所需要的時(shí)間較短。寬帶大，通過合理的組網(wǎng)方式，其傳輸速率可達(dá)到10GBb/s，其傳輸距離可達(dá)4km。安全保密，其波速具有聯(lián)合會(huì)的穩(wěn)定性，而且鏈路位置保密，不已被監(jiān)聽。另外，光通通信系統(tǒng)還包括了擴(kuò)容、成本低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，使其運(yùn)用越來(lái)越廣泛。
2、光通通信系統(tǒng)在運(yùn)行中所存在的問題與解決
2.1 運(yùn)行中存在的問題
隨著光通通信系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，接入網(wǎng)用戶也將所遇到的問題反饋回來(lái)。對(duì)于目前的光通通信系統(tǒng)，在運(yùn)行工作，主要存在以下幾個(gè)方面的問題：（1）收發(fā)端信號(hào)缺乏精確對(duì)準(zhǔn)，在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，由于信號(hào)發(fā)射機(jī)與信號(hào)接收器在安裝的過程中沒有科學(xué)的擺放，導(dǎo)致兩端沒有對(duì)準(zhǔn)，以及激光束沒有對(duì)準(zhǔn)，造成網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)不全。（2）媒介的影響，雖然以大氣作為傳輸?shù)拿浇榉绞奖容^方便，但由于大氣穩(wěn)定性不高，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不穩(wěn)定。（3）傳輸距離，雖然只需要兩端機(jī)器就可以相連，但由于其傳輸距離較短，限制了全面的發(fā)展。
2.2 問題的解決
針對(duì)以上的問題，對(duì)準(zhǔn)激光束才是解決系統(tǒng)兩端信號(hào)收發(fā)不準(zhǔn)的根本?，F(xiàn)階段在這些缺陷的基礎(chǔ)上，擴(kuò)束、多束等方法被普遍使用。擴(kuò)束法雖然可以將激光的光束進(jìn)行擴(kuò)散，但卻影響了接收端的能量密度，從而導(dǎo)致傳輸?shù)乃俾首兟约皞鬏數(shù)木嚯x減短。多束法主要是通過多個(gè)發(fā)射鏡與激光器在同一個(gè)角度同時(shí)發(fā)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(hào)接收面積，還提高了能量密度，最終解決了擴(kuò)束法沒能解決的問題。
3、 光通信技術(shù)在用戶接入網(wǎng)中的應(yīng)用
3.1 閉環(huán)應(yīng)用方案
在用戶接入網(wǎng)中，為了提高其網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，關(guān)鍵就在于網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化，而網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化離不開傳輸線路閉環(huán)建設(shè)。在接入網(wǎng)的過程中，由于光纖到位程度不夠，導(dǎo)致接入網(wǎng)更多的進(jìn)行鏈型組網(wǎng)模式，這種模式的節(jié)點(diǎn)并不具備保護(hù)狀態(tài)。為了提高整體的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，就必須進(jìn)行閉環(huán)建設(shè)。在建設(shè)的過程中，結(jié)合光通信的技術(shù)特點(diǎn)，在不鋪設(shè)光纖或光纜的前提上，加大帶寬，實(shí)現(xiàn)鏈型網(wǎng)絡(luò)向環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變。并結(jié)合線路保護(hù)方案，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性與可靠性。
3.2 基站互連方案
由于電纜鋪設(shè)不方便，導(dǎo)致部分基站無(wú)法接入電纜，導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)線路容易出現(xiàn)中斷。因此，在各個(gè)基站之間，可以采用無(wú)線設(shè)備進(jìn)行互聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)線路的暢通，并擴(kuò)大其業(yè)務(wù)的覆蓋面積。在互連的過程中，要建立中心站點(diǎn)，將基站的運(yùn)行信息進(jìn)行收集。另外，光通通信系統(tǒng)設(shè)備可以與傳輸設(shè)備直接進(jìn)行組網(wǎng)，并輸出信號(hào)，將業(yè)務(wù)鏈路輸送出來(lái)，實(shí)現(xiàn)基站互連的作用。光通通信技術(shù)在基站互連中所具備的優(yōu)點(diǎn)：（1）帶寬充足，可以直接承載業(yè)務(wù)；（2）可以進(jìn)行透明傳輸，使網(wǎng)管信息的傳輸不受影響。
3.3 傳輸方案
由于在城市的建設(shè)中鋪設(shè)電纜是比較困難的，導(dǎo)致部分地段的光纜資源嚴(yán)重不足，造成了基站無(wú)網(wǎng)絡(luò)接入， 影響了用戶接入網(wǎng)的應(yīng)用。因此，為了解決這樣的問題，實(shí)現(xiàn)高帶寬的連接，就必須在城市的無(wú)電纜地段建設(shè)微蜂窩站，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。光通通信技術(shù)在蜂窩站中的優(yōu)勢(shì)就在于通訊設(shè)備綠色環(huán)保，無(wú)污染無(wú)輻射，安裝方便；（2）安裝容易，不會(huì)對(duì)樓房、屋頂結(jié)構(gòu)造成影響；（3）安全可靠，防雷性能好；（4）帶寬較高，網(wǎng)絡(luò)線路較好。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，隨著人們的生活水平的提高，對(duì)通信要求越來(lái)越高。為了滿足人們的需求，光通信技術(shù)就必須通過各種技術(shù)的研究，光通通信技術(shù)以其靈活方便的優(yōu)點(diǎn)展現(xiàn)在人們面前，還具備了低成本、高容量等特點(diǎn)。隨著其技術(shù)不斷提高，在軍事上、高層建筑上以及校園中都被廣泛應(yīng)用，最終滿足人們對(duì)通信的需求，因此，光通信技術(shù)在用戶接入網(wǎng)中的應(yīng)用越來(lái)越重要。
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什么是可見光通信技術(shù)
可見光通信技術(shù)是一種先進(jìn)的無(wú)線通信技術(shù)。它利用LED發(fā)出的肉眼看不到的高速明暗閃爍信號(hào)來(lái)傳輸信息，具有傳輸數(shù)據(jù)率高、保密性強(qiáng)、無(wú)電磁干擾、無(wú)需頻譜認(rèn)證等優(yōu)點(diǎn)，是理想的室內(nèi)高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入方案之一。LED發(fā)出的光是一閃一閃的，因?yàn)殚W動(dòng)頻率極高，達(dá)到每秒數(shù)百萬(wàn)次，我們的肉眼分辨不出來(lái)，光敏接收器卻能探測(cè)到。這種閃動(dòng)其實(shí)就是一種“開”“關(guān)”過程，開就代表“1”，關(guān)就代表“0”，開開關(guān)關(guān)， 0與1的各種組合就可以通過燈光來(lái)傳遞了，這就是可見光通信技術(shù)的基本原理。白熾燈因?yàn)樵诹翜绲淖兓^程中非常容易被損壞，且亮滅變化動(dòng)作太慢，因而不具備這種通信功能。
可見光通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
與傳統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相比，可見光通信技術(shù)擁有很多優(yōu)勢(shì)。
首先，可見光通信技術(shù)傳輸速率更快。與使用無(wú)線電波進(jìn)行通信的Wi-Fi、藍(lán)牙等傳統(tǒng)無(wú)線技術(shù)相比，被昵稱為“LiFi”的可見光通信技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸速率更高，可達(dá)每秒數(shù)十MB至數(shù)百M(fèi)B，未來(lái)傳輸速率還可能超過光纖通信。當(dāng)前在實(shí)驗(yàn)室里，可見光通信技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸速率已在米級(jí)距離上達(dá)到了每秒500MB，離線傳輸速率已達(dá)到每秒幾GB。也就是說(shuō)用可見光通信技術(shù)下載一部1GB的電影，只需不到1秒的時(shí)間。
其次，該技術(shù)還具有安全性高的特點(diǎn)?？梢姽庵荒苎刂本€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(huì)外泄至室外。
另外，可見光通信技術(shù)主要是利用無(wú)處不在的電燈資源。人們只需在LED燈泡中加入一個(gè)芯片，便可使其具有“無(wú)線路由器”“通信基站”“Wi-Fi接入點(diǎn)”，甚至“GPS衛(wèi)星”的功能，從而無(wú)需再建任何新的基礎(chǔ)設(shè)施。大規(guī)模實(shí)施可見光通信技術(shù)系統(tǒng)可以降低總體安裝成本，同時(shí)可以幫助人們進(jìn)一步降低電費(fèi)、維護(hù)費(fèi)用等操作成本。
最后，可見光通信技術(shù)輻射小，綠色環(huán)保，對(duì)人體無(wú)害，而且在對(duì)電磁信號(hào)敏感的環(huán)境中也能自由使用，比如飛機(jī)艙內(nèi)和手術(shù)室內(nèi)。
目前手機(jī)和無(wú)線終端發(fā)出的射頻信號(hào)會(huì)對(duì)飛機(jī)的導(dǎo)航和通訊系統(tǒng)造成干擾，容易影響飛行安全，所以飛機(jī)上乘客的通信愿望是被限制的，但是有了可見光通信技術(shù)，乘客就可以輕松接入網(wǎng)絡(luò)。
再比如在醫(yī)院，高頻電磁波類型的無(wú)線通信干擾可能會(huì)對(duì)某些儀器造成損害，特別是在手術(shù)中，那么這個(gè)時(shí)候可以用可見光通信技術(shù)安全、高效地控制某些設(shè)備或傳輸X光圖像等。
可見光通信技術(shù)的研究現(xiàn)狀
基于這些優(yōu)勢(shì)，可見光通信技術(shù)在未來(lái)通信領(lǐng)域中將占有重要的地位和價(jià)值，因此很多研究機(jī)構(gòu)和電信運(yùn)營(yíng)公司加入到可見光通信技術(shù)的研究領(lǐng)域中來(lái)。
日本中川研究室自2000年開始對(duì)基于白光的可見光通信技術(shù)進(jìn)行研究，至今已在可見光通信技術(shù)研究領(lǐng)域取得了很大的成就，還開發(fā)了面向商業(yè)化的基于可見光通信技術(shù)的超市定位及導(dǎo)航系統(tǒng)。
歐洲的20多家大學(xué)科研單位和企業(yè)也提出了OMEGA計(jì)劃，對(duì)可見光通信技術(shù)展開了深入的研究。OMEGA計(jì)劃的目標(biāo)是發(fā)展出一種全新的能夠提供寬帶和高速服務(wù)的室內(nèi)接入網(wǎng)路。OMEGA計(jì)劃把可見光通信技術(shù)列為重要的高速網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)之一，并且已經(jīng)取得了豐碩的研究成果。
除了日本和歐洲的科研單位，美國(guó)的UC-Light也是進(jìn)行可見光通信技術(shù)研究的重要機(jī)構(gòu)。UC-Light依托于加州大學(xué)的4所分校和1個(gè)美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，其研究人員的研究背景涉及建筑學(xué)、無(wú)線通信、網(wǎng)絡(luò)、照明、光學(xué)、器件等領(lǐng)域。UC-Light成立的目的是開發(fā)一種基于LED照明的高速通信和定位系統(tǒng)。
中國(guó)的可見光通信技術(shù)研究起步相對(duì)較晚，與國(guó)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(shù)系統(tǒng)。近年來(lái)，在國(guó)家大力支持的背景下，中國(guó)的可見光通信技術(shù)研究取得了一定的進(jìn)步，在可見光通信技術(shù)理論、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)仿真、實(shí)驗(yàn)演示系統(tǒng)設(shè)計(jì)制作等方面都取得了一定的成果。2013年10月15日，復(fù)旦大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院傳出好消息。研究人員將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)接入一盞1瓦的LED燈，燈光下的4臺(tái)電腦即可上網(wǎng)，離線最高傳輸速率可達(dá)每秒3.25GB，實(shí)時(shí)平均上網(wǎng)速率達(dá)到每秒150MB。
新型技術(shù)有望拓展視線無(wú)線信息傳輸能力
給傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)增加數(shù)據(jù)傳輸能力有望無(wú)縫地創(chuàng)立無(wú)處不在的計(jì)算應(yīng)用。
>> 采用LED實(shí)現(xiàn)了可見光數(shù)據(jù)通信的突破 對(duì)LED可見光通信技術(shù)應(yīng)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(lián)合調(diào)制技術(shù) 基于大功率白光LED的可見光通信 LED可見光通信技術(shù)在專利申請(qǐng)中的演進(jìn) 室內(nèi)LED可見光語(yǔ)音通信網(wǎng)絡(luò)的信道分配算法研究 2ASK可見光通信系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 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(tǒng)的研究 基于白光LED可見光與wifi的混合通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究 基于大功率白光LED的可見光音頻傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) LED可見光通信技術(shù)專利申請(qǐng)分析 LED可見光通信發(fā)射與接收系統(tǒng)設(shè)計(jì) 白光LED室內(nèi)可見光通信研究 室內(nèi)LED可見光通信技術(shù)分析 可見光智能LED燈在交通系統(tǒng)中的應(yīng)用 可見光照進(jìn)通信世界 可見光通信異彩將現(xiàn) 常見問題解答 當(dāng)前所在位置：中國(guó) > 科技 > 采用LED實(shí)現(xiàn)了可見光數(shù)據(jù)通信的突破 采用LED實(shí)現(xiàn)了可見光數(shù)據(jù)通信的突破 雜志之家、寫作服務(wù)和雜志訂閱支持對(duì)公帳戶付款！安全又可靠！ document.write("作者：未知 如您是作者，請(qǐng)告知我們")
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給傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)增加數(shù)據(jù)傳輸能力有望無(wú)縫地創(chuàng)立無(wú)處不在的計(jì)算應(yīng)用。
在近期于日本召開的2004年度cEATEc大會(huì)上，由國(guó)際可見光通信協(xié)會(huì)的多家成員所進(jìn)行的一系列展示活動(dòng)，向世人證實(shí)了采用基于LED的照明來(lái)向手持式和車載計(jì)算裝置傳送高速數(shù)據(jù)所擁有的諸多好處。將數(shù)據(jù)添加至由隨處可見的照明設(shè)備(包括帶照明的標(biāo)志、 交通信號(hào)燈及室內(nèi)照明設(shè)備)所產(chǎn)生的可見光有望通過擴(kuò)充RF技術(shù)而為人們營(yíng)造一個(gè)更加廣闊的無(wú)線通信世界。
【關(guān)鍵詞】無(wú)線光通信；電力系統(tǒng)；優(yōu)越性；分析
1 電力通信網(wǎng)中無(wú)線光通信的重要特點(diǎn)
無(wú)線光通信是一種視距傳輸技術(shù)，其基礎(chǔ)是電―光和光―電的轉(zhuǎn)換，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、影像和等的傳輸，以大氣作為媒質(zhì)。實(shí)際上激光出現(xiàn)后最先研制的就是無(wú)線光通信系統(tǒng)。無(wú)線光通信的優(yōu)點(diǎn)是傳輸距離遠(yuǎn)、信道容量大、發(fā)射天線小、保密性好以及抗電磁干擾等。除此以外，無(wú)線光通信不需要許可執(zhí)照，不需要鋪設(shè)電纜，不需要挖溝，不需要租用線路，不需要頻譜規(guī)劃，建設(shè)周期短，對(duì)環(huán)境沒有影響。寬帶無(wú)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(wú)線光通信因?yàn)檫@些優(yōu)點(diǎn)，越來(lái)越受到關(guān)注。
2 電力通信網(wǎng)中無(wú)線光通信的實(shí)際優(yōu)越條件
無(wú)線光通信是一種物美價(jià)廉的通信技術(shù)，它正在逐漸吸引電信運(yùn)營(yíng)商，在電力通信網(wǎng)服務(wù)中不斷地突顯其優(yōu)越性。無(wú)線光通信自身的特點(diǎn)決定了在一定的環(huán)境下，它可以最大發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì)，比如可以用于不便鋪設(shè)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(wú)法在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)光纖接入，而他們卻渴望享受寬帶接入帶來(lái)的便利，結(jié)合我國(guó)現(xiàn)階段寬帶網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況____許多企業(yè)和機(jī)構(gòu)都不具備光纖線路，但又需要較高速率，無(wú)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(wǎng)是目前電力通信網(wǎng)寬帶接入的主流方式，但和無(wú)線光通信相比，它們建設(shè)成本要高、建設(shè)周期要長(zhǎng)，所提供的帶寬更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及無(wú)線光通信。對(duì)于有線運(yùn)營(yíng)商，無(wú)線光通信可以在城域光網(wǎng)之外提供高帶寬連接，而其成本只有地下埋設(shè)光纜的五分之一，而且不需要等6個(gè)月才能拿到施工許可證。在目前這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境中，無(wú)線光通信無(wú)疑為電信運(yùn)營(yíng)商以較低的成本加速網(wǎng)絡(luò)部署，提高“服務(wù)速度”并降低網(wǎng)絡(luò)操作費(fèi)用提供了可能。
無(wú)線光通信在電力通信網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)了光纖到桌面，完成語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像的高速傳輸，拉動(dòng)了聲訊服務(wù)業(yè)和互動(dòng)影視傳播，實(shí)現(xiàn)了“三網(wǎng)融合”，有利于電子政務(wù)、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程教育及遠(yuǎn)程醫(yī)療的發(fā)展，并產(chǎn)生了巨大的效益?？梢?，無(wú)線光通信技術(shù)在電路通信網(wǎng)中有廣泛應(yīng)用前景和巨大市場(chǎng)潛力。
3 電力通信網(wǎng)中無(wú)線光通信的技術(shù)重要性
在電力通信系統(tǒng)中，由于大量無(wú)線光通信信道的不可預(yù)測(cè)性，以及電力通信網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化、對(duì)寬帶高速率通信的要求和不同異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)縫互聯(lián)等對(duì)無(wú)線光通信關(guān)鍵技術(shù)提出了很高的要求。
（1）MIMO技術(shù)：目前MIMO技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)就是空時(shí)編碼，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。常見的編碼方法主要有空時(shí)分組碼、空時(shí)格碼和BLAST碼。該技術(shù)本質(zhì)是一種基于空域和時(shí)域聯(lián)合分集的通信信號(hào)處理方法，有效提高無(wú)線光通信的容量。
（2）信道和信源編碼技術(shù)：信道編碼技術(shù)是電力通信系統(tǒng)抗多徑衰落的重要方法。在無(wú)線光通信系統(tǒng)中，采用了卷積碼和Turbo碼等信道編碼技術(shù)。無(wú)線光通信中信源編碼包含語(yǔ)音編碼和圖像編碼。為了提高系統(tǒng)容量無(wú)線光通信采用基于波形和參數(shù)編碼的混合編碼方法，隨著參數(shù)編碼技術(shù)的提高，有可能采用純參數(shù)編碼的聲碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音編碼。
（3）OFDM技術(shù)：OFDM是一種多載波調(diào)制技術(shù)，其將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行的低速數(shù)據(jù)流，調(diào)制在每個(gè)子信道上進(jìn)行傳輸。這種調(diào)制傳輸技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：一方面可以提高信號(hào)的傳輸速率，另一方面又可以減少無(wú)線光通信系統(tǒng)信道所帶來(lái)的符號(hào)間干擾（ISI）；同時(shí)，由于每個(gè)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(shù)：迭代技術(shù)極大的提高接收系統(tǒng)的可靠性。迭代接收是指在接收端通過多次循環(huán)迭代使得接收機(jī)的檢測(cè)和解碼性能達(dá)到最佳。一般而言，前一次迭代的結(jié)果總是作為本次迭代的部分輸入，而且迭代次數(shù)越多，接收機(jī)的解碼性能越好，但系統(tǒng)復(fù)雜度也相應(yīng)增加，因此在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)要在性能和復(fù)雜度之間進(jìn)行折衷。
4 電力通信網(wǎng)中無(wú)線光通信的實(shí)際應(yīng)用
目前，近距離固定點(diǎn)間的無(wú)線光通信已經(jīng)在電力通信網(wǎng)實(shí)際中得到了應(yīng)用，具體如下：
（1）無(wú)線光通信在電力通信網(wǎng)局域網(wǎng)連接中的應(yīng)用。在電力通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)中，在新建的大樓和原有的大樓之間的局域網(wǎng)中無(wú)線光通信均得到了應(yīng)用。由于無(wú)線光通信設(shè)備配備有標(biāo)準(zhǔn)的RJ45接口或光接口，對(duì)協(xié)議是透明的，因此非常方便地完成電力通信網(wǎng)局域網(wǎng)的連接。
（2）無(wú)線光通信在電力通信網(wǎng)城域網(wǎng)及邊緣網(wǎng)中的應(yīng)用。電力通信網(wǎng)城域網(wǎng)的建設(shè)可謂日新月異，通信帶寬可達(dá)10Gbit/s，已基本上能夠滿足數(shù)據(jù)通信的需求。但隨著城市的發(fā)展，以往的效區(qū)也在逐漸被納入城市之中來(lái)，因此如何高效、低成本地對(duì)電力通信網(wǎng)城域網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)展及迅速占領(lǐng)新市場(chǎng)，已成為各大電信運(yùn)營(yíng)商十分關(guān)注的問題。
（3）無(wú)線光通信在電力通信網(wǎng)最后一公里接入的應(yīng)用。隨著對(duì)Internet需求不斷地增長(zhǎng)，電力通信網(wǎng)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(qū)無(wú)法使用微波等，現(xiàn)有的接入方式在解決寬帶接入方面均有所不足，因此無(wú)線光通信就成了一種可知地的解決方案。
（4）對(duì)于新興的電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商，快速組建電信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。無(wú)線光通信網(wǎng)絡(luò)可以幫助其快速組建本地網(wǎng)，以較少的資金、人力和時(shí)間完成城域網(wǎng)建設(shè)；對(duì)于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來(lái)講，無(wú)線光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以作為其光纜傳輸系統(tǒng)的補(bǔ)充，用于不便鋪設(shè)光纜的區(qū)域。無(wú)線光通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)先組網(wǎng)再銷售的商業(yè)模式。
5 結(jié)束語(yǔ)
在電力系統(tǒng)中無(wú)線光通信技術(shù)正以低成本的快速部署能力進(jìn)入眾人的視線，在城域或局域網(wǎng)中，這種技術(shù)成為了光纖網(wǎng)絡(luò)的有益補(bǔ)充，開始得到廣泛應(yīng)用，也孕育了巨大商機(jī)。無(wú)線的網(wǎng)絡(luò)空間可以自由馳騁，無(wú)線光通信技術(shù)提供了理想的暢想空間，而這一技術(shù)也在不斷探索、研究中前行發(fā)展，以期待未來(lái)應(yīng)用新的突破。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】 傳輸 接入 無(wú)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(lái)儲(chǔ)存并傳遞信息的通信方式即為無(wú)線激光通信，又叫無(wú)線光通信。鑒于激光光束具有自由空間特性，無(wú)線光通信將空氣作為載體，將激光作為介質(zhì)，來(lái)實(shí)現(xiàn)一對(duì)一或一對(duì)多的信息連接。如何實(shí)現(xiàn)無(wú)線光通信的最優(yōu)傳輸與接入，節(jié)省因“最后一公里”導(dǎo)致的時(shí)間金錢的浪費(fèi)，是當(dāng)前通信行業(yè)工作者需要深入思考的問題。
一、無(wú)線光通信技術(shù)
1、原理。無(wú)線光通信中的光信號(hào)主要借助空氣這一媒介進(jìn)行傳輸，該通信體系必須具有完備的系統(tǒng)設(shè)備，如發(fā)射機(jī)、激光源、摻餌光纖放大器、接收光學(xué)系統(tǒng)以及接收機(jī)等。配以足夠大的發(fā)射功率、足夠廣闊的傳播路徑與視距，即可實(shí)現(xiàn)發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之前的信息傳輸。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信便是借助這樣的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)的，發(fā)射機(jī)與接收機(jī)結(jié)合望遠(yuǎn)物鏡進(jìn)行了全雙工通信。無(wú)線光通信技術(shù)的基本技術(shù)之一是光電轉(zhuǎn)換技術(shù)，在光電轉(zhuǎn)換時(shí)，為避免所發(fā)出的信號(hào)被電信號(hào)干擾，可以借助天線中的反光學(xué)系統(tǒng)把光電信號(hào)直接加載到接收端的望遠(yuǎn)鏡上，然后再匯聚到光電檢測(cè)器件進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，最后得出所需的電信號(hào)。2、優(yōu)越性。光通信網(wǎng)絡(luò)由無(wú)線光與有線光兩部分組成，眾所周知的城域網(wǎng)或廣域網(wǎng)就是有線光通信網(wǎng)絡(luò)。有線光通信需要鋪設(shè)光纜，但由于成本問題，一般僅有骨干網(wǎng)為光纖，骨干網(wǎng)與用戶之間的“一公里”通常是普通網(wǎng)線，這就使得通信速度大打折扣。因此，無(wú)線光通信傳輸速率高、經(jīng)濟(jì)快捷、安全性高、性能穩(wěn)固，這使其得以廣泛應(yīng)用，具有非常好的市場(chǎng)前景。
二、信號(hào)的傳輸與接入
1、方式。有線光的寬帶傳輸同無(wú)線光的信號(hào)傳輸基本相同，區(qū)別僅在于介質(zhì)的不同，前者為光線，后者為空氣。無(wú)線光的最高傳輸速率高達(dá)2.6B/s，最遠(yuǎn)傳輸距離為4000米。空氣傳輸?shù)膬?yōu)越特性使得無(wú)線光通信不必借助任何協(xié)議即可實(shí)現(xiàn)物理層的傳輸。極窄的波速、極強(qiáng)的方向性以及極高的安全性使得無(wú)線光通信只要滿足一定的通信范圍即可實(shí)現(xiàn)接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間的準(zhǔn)確接收。當(dāng)然，現(xiàn)階段能保證信號(hào)質(zhì)量的傳輸距離僅有1000米，且對(duì)氣象條件也有較高要求。
2、問題。首先，大氣環(huán)境對(duì)無(wú)線光通信的信號(hào)傳輸有非常大的影響，大氣環(huán)境變化會(huì)使得氣象出現(xiàn)強(qiáng)烈波動(dòng)，從而使信號(hào)傳輸受到阻礙、發(fā)生中斷或丟失數(shù)據(jù)。比如，大霧天氣信號(hào)發(fā)出后會(huì)出現(xiàn)散射情況，雨雪天氣則會(huì)削減光信號(hào)強(qiáng)度。其次，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)難以準(zhǔn)確接入。作為視距寬帶通信產(chǎn)物，無(wú)線光的通信前提是具備可靠的視線傳播條件。受設(shè)備位置影響，若周邊有高層建筑或山區(qū)影響，再加上強(qiáng)風(fēng)與地動(dòng)等外力影響，設(shè)備或視距受限，或放置不穩(wěn)，就會(huì)使激光器難以對(duì)準(zhǔn)，從而影響接入的準(zhǔn)確性。最后，無(wú)線光通信還可能出現(xiàn)安全隱患?，F(xiàn)階段無(wú)線光通信在頻譜方面沒有許可證，設(shè)計(jì)師或操作者無(wú)相關(guān)文件指導(dǎo)，在運(yùn)行設(shè)備的過程中就會(huì)有安全隱患，如操作者裸視激光造成眼睛受傷，從而引發(fā)安全事故。
3、方法。首先，要加強(qiáng)對(duì)準(zhǔn)確性的研究。如加強(qiáng)接收機(jī)對(duì)信號(hào)的敏感性，使其接受能力大大提高，降低大氣中顆粒物對(duì)信號(hào)的阻礙與干擾作用。然后借助一些非機(jī)械裝置來(lái)保證接收機(jī)與發(fā)射機(jī)之間能夠精確對(duì)準(zhǔn)。此外，還可以借助輔助系統(tǒng)，來(lái)提高無(wú)線光通信的跟蹤傳輸距離以及瞄準(zhǔn)率，借助該系統(tǒng)，甚至可以令光學(xué)天線達(dá)到自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)的目的。鑒于該系統(tǒng)需要占用空間、增加投入，因此可以將天線與收發(fā)器合為一體，既能節(jié)省空間，還能降低成本。其次，要注意操作的安全性。無(wú)線光通信借助激光光束進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，對(duì)人眼危害嚴(yán)重。在操作時(shí)，必須加強(qiáng)安全保護(hù)，如佩戴專用眼罩，設(shè)置人眼安全范圍內(nèi)的功率，來(lái)保障操作者的人身安全，避免安全事故發(fā)生。最后，要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的控制。光信號(hào)從激光管芯發(fā)出后通過耦合進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。傳輸距離與耦合準(zhǔn)值為正相關(guān)的關(guān)系，因此發(fā)射機(jī)要設(shè)置好耦合準(zhǔn)值，并科學(xué)計(jì)算耦合效率、光斑發(fā)散角值，以此來(lái)提高對(duì)光信號(hào)的接受。光學(xué)天線多含凸透鏡或凹面鏡，借助聚焦原理可以降低光信號(hào)的散射率，提高信號(hào)傳輸質(zhì)量。因此必須精確計(jì)算聚光斑點(diǎn)的大小。信號(hào)傳輸時(shí)還可能出現(xiàn)碼間串?dāng)_問題，因此必須加強(qiáng)接收機(jī)的敏感性、濾波能力和抗干擾能力。
結(jié)語(yǔ)：作為一種方便快捷的新型通信方式，無(wú)線光系統(tǒng)有著非常鮮明的優(yōu)勢(shì)，這是光纖與微波傳輸所無(wú)法比擬的。但其仍存在著一定的缺點(diǎn)，亟需在未來(lái)通過各種科學(xué)技術(shù)來(lái)有效彌補(bǔ)。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]鄧聰.淺析無(wú)線光通信傳輸與接入[J].中國(guó)新通信，2015（03）.
[2]湯永忠.無(wú)線光通信的傳輸與接入分析[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2014（11）.
【關(guān)鍵詞】無(wú)線通信；微波通信；激光通信
一、無(wú)線通信概述
1895年，意大利的G·馬可尼利用電火花產(chǎn)生的電磁波先后在9m、975m和3000m的地方收到電報(bào)信號(hào)，由此開辟了無(wú)線通信的先河。經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，無(wú)線通信從理論到技術(shù)到系統(tǒng)發(fā)生了巨大變化，在當(dāng)前信息化時(shí)代的建設(shè)中扮演著越來(lái)越重要的角色。
無(wú)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(wú)線通信較有線通信的優(yōu)點(diǎn)在于其通信不受時(shí)間、地點(diǎn)的限制，具有高度的機(jī)動(dòng)性和靈活性，架設(shè)時(shí)間段且方便，可適用于各種場(chǎng)合，尤其在自然災(zāi)害以及山區(qū)等不易鋪設(shè)有線通信線路的地方使用更加方便，可靠性高。因此無(wú)線通信從一開始就受到廣泛關(guān)注且迅猛發(fā)展。
無(wú)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(zhǎng)波和中波。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，頻率的使用范圍越來(lái)越寬。目前，無(wú)線通信按使用的頻率進(jìn)行劃分可以劃分為：極長(zhǎng)波、超長(zhǎng)波、特長(zhǎng)波、甚長(zhǎng)波、長(zhǎng)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(diǎn)，且光波也是一種電磁波，因此，激光通信也屬于無(wú)線通信的范疇。
二、無(wú)線通信的發(fā)展
在無(wú)線通信的初期，受技術(shù)條件的限制，人們大量使用長(zhǎng)波及中波進(jìn)行通信。到20世紀(jì)20年代初人們發(fā)現(xiàn)了短波并將其應(yīng)用于通信中，短波通信在20世紀(jì)60年代衛(wèi)星通信興起前一直是遠(yuǎn)程的國(guó)際通信的重要手段。
在眾多的無(wú)線通信中，微波通信傳輸性能穩(wěn)定，頻率高帶寬寬，因此其通信容量較大，可傳送綜合業(yè)務(wù)信息。此外由于微波波長(zhǎng)較其它長(zhǎng)波的波長(zhǎng)短，因此同尺寸的微波天線可以獲得更高的增益。相對(duì)于其它波段微波通信系統(tǒng)建設(shè)速度陜，靈活性更高。因此，微波通信自上世紀(jì)40年代產(chǎn)生時(shí)就成為了長(zhǎng)距離大容量的地面干線無(wú)線通信的重要手段。微波通信在此之后備受關(guān)注并得到了迅速的發(fā)展。
微波是頻率在300MHz-300GHz之間，波長(zhǎng)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(hào)的傳輸主要是視線距離內(nèi)的直線傳播，稱為視距傳播。微波與短波相比傳播穩(wěn)定，但其傳播受大氣折射和地面反射的影響。此外，對(duì)流層中的大氣湍流氣團(tuán)對(duì)微波有散射作用，利用這種散射作用可以實(shí)現(xiàn)微波的超視距傳播。
微波通信是指用微波作為載波來(lái)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(hào)可分為模擬微波通信和數(shù)字微波通信。
起初模擬微波通信傳輸容量可達(dá)2700路，也可同時(shí)傳輸高質(zhì)量彩色電視信號(hào)。由于數(shù)字微波通信有諸多優(yōu)點(diǎn)，之后逐步進(jìn)入中容量乃至大容量的數(shù)字微波傳輸。上世紀(jì)80年代中期以來(lái)，隨著自適應(yīng)衰落對(duì)抗技術(shù)以及高狀態(tài)調(diào)制與檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，使數(shù)字微波通信產(chǎn)生了革命性的變化。特別是高速多狀態(tài)自適應(yīng)編碼調(diào)制解調(diào)技術(shù)與信號(hào)處理及信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展，使得數(shù)字微波通信技術(shù)在衛(wèi)星通信、移動(dòng)通信、全數(shù)字高清電視傳輸、通用高速有線/無(wú)線接入的信號(hào)設(shè)計(jì)及信號(hào)處理等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。目前，數(shù)字微波通信和光纖通信、衛(wèi)星通信并稱現(xiàn)代通信傳輸三大支柱。數(shù)字微波通信作為微波通信的主流快速的發(fā)展并擁有良好的前景。
但微波通信也存在著一些缺點(diǎn)，例如其傳輸應(yīng)具備視距傳輸條件，兩站之間傳輸距離不是很遠(yuǎn)（一般不超過50km），另外頻率必須通過申請(qǐng)，通信容量不能做到很大，因此人們?cè)谧非罅硗庖环N通信容量更大的無(wú)線通信方式——激光通信。
三、一種很有前途的無(wú)線通信方式——激光通信
縱觀通信發(fā)展史，從明線到中短波到同軸電纜再到微波、衛(wèi)星通信以及光纖通信，有線、無(wú)線不斷交錯(cuò)發(fā)展，實(shí)質(zhì)上是帶寬資源的不斷開發(fā)以及擴(kuò)展利用的過程。由于激光頻率更高帶寬更寬，無(wú)疑使激光通信成為人們繼微波通信后作為無(wú)線接入手段的又一焦點(diǎn)。
激光通信是指應(yīng)用具有方向性和單色性好的激光作為載波來(lái)傳輸信息的通信方式。激光通信是實(shí)現(xiàn)全球高速、實(shí)時(shí)通信的有效手段，具有很大的民用和軍事應(yīng)用潛力。激光通信按應(yīng)用環(huán)境來(lái)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(cè)的激光通信和相干探測(cè)的激光通信。相干探測(cè)體制較直接探測(cè)具有靈敏度高，中繼距離長(zhǎng)，頻率選擇性好，通信容量大，可實(shí)現(xiàn)多種調(diào)制方式等優(yōu)點(diǎn)。
隨著高性能激光器以及光電探測(cè)器的研制開發(fā)以及光通信技術(shù)的發(fā)展，激光通信作為新興的寬帶無(wú)線接入方式受到人們廣泛的關(guān)注。它能有效的解決通信容量瓶頸問題，具有廣闊的應(yīng)用前景。
激光通信具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、良好的安全保密性
由于激光的高指向性使它的發(fā)射光束發(fā)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(shè)備尺寸小
由于激光波長(zhǎng)短，因此在同樣功能情況下，光學(xué)收發(fā)天線的尺寸要比微波通信的天線尺寸要小的多，同時(shí)其具有功耗小、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)。
3、架設(shè)迅速
激光通信設(shè)備體積小，重量輕，使得通信架設(shè)組網(wǎng)速度快，只需在通信節(jié)點(diǎn)上安裝設(shè)備，適合作為故障應(yīng)急通信鏈路以及通信干線無(wú)法到達(dá)的區(qū)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(shí)傳輸100億路通話信路，目前實(shí)際做到可同時(shí)傳送幾千至幾萬(wàn)路通話信路。
5、無(wú)需頻率許可證
激光通信頻率工作在350THz以上，設(shè)備間無(wú)射頻信號(hào)干擾，所以目前無(wú)需申請(qǐng)使用許可證。
基于以上優(yōu)點(diǎn)，激光通信受到各國(guó)的廣泛關(guān)注，投入了大量人力、財(cái)力和物力。研制出了不少的通信產(chǎn)品。
四、無(wú)線通信的展望
為了滿足人們對(duì)通信多樣化的需求，未來(lái)的通信網(wǎng)將向數(shù)字化、綜合化、寬帶化、智能化以及個(gè)人化的方向發(fā)展。未來(lái)通信也必將是以光纖通信為主干網(wǎng)，無(wú)線通信為補(bǔ)充的通信網(wǎng)格局。無(wú)線通信必將發(fā)揮其可移動(dòng)，靈活性高，穩(wěn)定性好的巨大優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)未來(lái)通信網(wǎng)的無(wú)縫覆蓋。此外，可以預(yù)見，激光通信的諸多優(yōu)點(diǎn)使得其作為下一代無(wú)線通信發(fā)展的方向有著巨大的發(fā)展空間和誘人的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】光存儲(chǔ)電磁感生透明暗態(tài)極化聲子絕熱相干操控
一、全光型光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
二十一世紀(jì)是信息高度發(fā)展的世紀(jì)，信息技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透到人們?nèi)粘Ｉ钪械母鱾€(gè)方面，并發(fā)揮著不可替代的作用。隨著人們對(duì)于信息技術(shù)的需求不斷增加，信息傳遞技術(shù)的創(chuàng)新迫在眉睫，如何才能滿足信息量日益增多的現(xiàn)狀成為信息傳遞首要解決的難題。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)而言，激光是滿足日益復(fù)雜信息傳遞的最佳工具，因此催生了全光通信技術(shù)的發(fā)展。
目前研究的重點(diǎn)就是利用何種技術(shù)結(jié)合先進(jìn)的光學(xué)材料來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于光信號(hào)的隨意控制。上世紀(jì)末美國(guó)率先解決了對(duì)于光脈沖群速度的隨意控制難題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)于光信息的人工控制，這意味著光存儲(chǔ)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。
二、電磁感生透明及原子介質(zhì)中的光群速減慢
電磁感生透明也是由美國(guó)科學(xué)家提出的新概念，電磁感生透明是種量子干涉效效應(yīng)，電磁感生透明的意思是指在光吸收的介質(zhì)中，假設(shè)用兩個(gè)具有輕微失諧的光脈沖共同作用于該介質(zhì)，在共振的情況下，光吸收介質(zhì)就變?yōu)榱斯馔该鹘橘|(zhì)。一旦出現(xiàn)電磁感生透明現(xiàn)象，光脈沖的群速度也會(huì)相應(yīng)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(tài)的形式儲(chǔ)存?，F(xiàn)階段研究人員提出要想實(shí)現(xiàn)電磁感生透明現(xiàn)象，必須要滿足兩個(gè)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(hào)光束，其光束的強(qiáng)度比控制光束的強(qiáng)度要小很多。再者兩束光線必須都能與三能級(jí)原子介質(zhì)發(fā)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(tài)，進(jìn)而提高光介質(zhì)的透明率。換句話說(shuō)調(diào)整光的強(qiáng)度就能夠控制原子介質(zhì)的投射率，也就是色散情況，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于光脈沖信號(hào)群速度的控制。
電磁感生透明現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，最為重要的應(yīng)用就是控制光脈沖的速度，在此之前已經(jīng)能夠?qū)⒐饷}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(chǎn)的需要，電磁感生透明技術(shù)能夠有效降低光脈沖的群速度，并且通過進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，利用相干操控技術(shù)，光脈沖群速度與慢光之間還能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。
光存儲(chǔ)的暗態(tài)極化聲子理論及原子介質(zhì)中的光存儲(chǔ)
隨著電磁感生透明技術(shù)的發(fā)展，人們不僅要控制光脈沖群速度，而且要讓其完全停下來(lái)。如果能夠?qū)⒐饷}沖的群速度完全的停止下來(lái)，就能實(shí)現(xiàn)全光通信中的光儲(chǔ)存。經(jīng)過人們不懈努力，現(xiàn)在終于能夠通過冷原子和熱原子實(shí)現(xiàn)將光脈沖的群速度完全的控制下來(lái)，光儲(chǔ)存技術(shù)的關(guān)鍵就是要?jiǎng)?chuàng)設(shè)合適的環(huán)境，也就是說(shuō)在對(duì)光脈沖群速度的完全停止過程中，絕熱地關(guān)掉，并打開控制光束，對(duì)于絕熱開關(guān)的過程其實(shí)就是光儲(chǔ)存的過程。
目前德國(guó)科學(xué)家又提出一個(gè)新的概念叫做暗態(tài)極化聲子，該概念已經(jīng)能夠定量的計(jì)算出操控光脈沖群速度并且將信息儲(chǔ)存的具體方式，主要方法就是將光脈沖函數(shù)與原子函數(shù)共同組成一個(gè)波函數(shù)，當(dāng)進(jìn)行光儲(chǔ)存過程時(shí)，在兩束光束處于暗態(tài)的前提下，光脈沖與原子脈沖組成的新粒子將會(huì)穩(wěn)定的傳遞，這其中最為關(guān)鍵的就是光脈沖攜帶的信息和原子態(tài)可以通過光強(qiáng)的改變而被人工控制，隨著暗態(tài)極化聲子技術(shù)的出現(xiàn)，大大縮短了人們研究光儲(chǔ)存的時(shí)間，很快就有研究人員表示能夠?qū)崿F(xiàn)光脈沖的儲(chǔ)存和自由釋放，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)一毫秒甚至是兩百微秒，并且隨著研究的不斷深入，光儲(chǔ)存的時(shí)間還會(huì)更長(zhǎng)?，F(xiàn)階段人們不單單是研究其他介質(zhì)的光儲(chǔ)存，而且將研究對(duì)象轉(zhuǎn)向了固體介質(zhì)中的光儲(chǔ)存，并且已經(jīng)在常溫晶體中取得了較為明顯的成就。
我國(guó)在光儲(chǔ)存及光脈沖群速度的控制研究中，一直處于世界前列。對(duì)于電磁感生透明技術(shù)為代表的量子干涉技術(shù)的研究也一直在不斷的深入中。我國(guó)率先提出了將電磁感生透明技術(shù)以量子形式儲(chǔ)存應(yīng)用在全光通信中這一概念。并且已經(jīng)開始致力與研究多能級(jí)構(gòu)型的原子介質(zhì)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(xiàn)象，而且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)二十五微秒的光儲(chǔ)存。隨著量子技術(shù)的發(fā)展，人們的研究范圍也將突破現(xiàn)有的光脈沖儲(chǔ)存，進(jìn)一步擴(kuò)大到遠(yuǎn)距離量子通信技術(shù)的研究。
三、總結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)階段人類在量子光學(xué)研究尤其是量子干涉中已經(jīng)取得了巨大的成就，為全光通信的實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)可能，但是還有很長(zhǎng)的研究之路要走，我們要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，繼續(xù)深入研究量子干涉技術(shù)，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)全光通信。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：光通信技術(shù)；現(xiàn)狀；前景
中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2014）09-1912-02
光纖通信是利用光信號(hào)做為信息載體，以光纖做為傳輸物質(zhì)媒介的通信方式。在通信系統(tǒng)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(dǎo)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(gòu)造而成，石英是電的絕緣體，不會(huì)發(fā)生電磁干擾、接地干擾等問題；由于光在光纖中傳播時(shí)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(huì)引發(fā)信號(hào)串?dāng)_，也不用擔(dān)心發(fā)生因光信號(hào)泄漏通信信息被人竊取的風(fēng)險(xiǎn)；光纖的纖芯直徑很小，無(wú)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(shù)的特點(diǎn)
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(zhǎng)。光纖通信系統(tǒng)的傳輸距離取決于光源的調(diào)制特性、調(diào)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(qiáng)。由于光纖構(gòu)成的原材料是石英，石英是電磁的絕緣體，所以不會(huì)被外界的電磁干擾，而且抗腐蝕性。
4）光波信號(hào)頻率穩(wěn)定，不同頻率間的信號(hào)不易串?dāng)_，而且光能量在光纖中傳輸時(shí)幾乎不外泄，保密性極好。
2 光纖通信技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀
光纖通信技術(shù)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(wǎng)大多數(shù)是具有自愈功能的環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，少量的鏈型傳輸系統(tǒng)或者組成環(huán)加鏈等其它形式的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，以滿足客戶各式各樣的信息傳輸需求。回顧光通信的發(fā)展歷史，人們一直都在追求實(shí)現(xiàn)傳送的超大容量、超高速度、超長(zhǎng)距離的夢(mèng)想?，F(xiàn)在光通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量雖然已經(jīng)很大，但今后隨著信息社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)通信的需求也會(huì)不斷增長(zhǎng)，一定會(huì)超越現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)通信承載能力，推動(dòng)光通信技術(shù)向前發(fā)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(wǎng)從主干到家庭“最后一公里”問題的最佳選擇。隨著PON技術(shù)的發(fā)展以及配套材料的大批量生產(chǎn)，F(xiàn)TTH的建設(shè)成本大大降低，目前可降到與DSL和HFC網(wǎng)相當(dāng)，在我國(guó)已掀起光纖到戶建設(shè)，新建小區(qū)基本全部采用FTTH接入，同時(shí)也正在對(duì)DSL和LAN接入進(jìn)行FTTH改造，預(yù)計(jì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)，將會(huì)實(shí)現(xiàn)所有寬帶用戶的FTTH接入。
2）全光傳輸系統(tǒng)：全光傳輸系統(tǒng)是以光設(shè)備代替電設(shè)備，傳輸設(shè)備之間也是全光化，傳輸系統(tǒng)對(duì)信息數(shù)據(jù)的處理完全以光的形式進(jìn)行，對(duì)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(jìn)行路由調(diào)整。全光傳輸系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性、開放性、兼容性、可擴(kuò)展性以及低能耗性，全光傳輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組網(wǎng)靈活，便于擴(kuò)容和網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，能提供巨大的傳輸帶寬，系統(tǒng)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(shù)的趨勢(shì)及展望
目前光通信技術(shù)有幾個(gè)發(fā)展方向，即大容量高速率的波分傳輸系統(tǒng)、城域網(wǎng)波分、EPON（GPON）技術(shù)以及新型的光纖材料。
1）向超高速系統(tǒng)超大容量發(fā)展：隨著通信技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)對(duì)信息傳輸容量的要求越來(lái)越高，促使向大容量高速率方發(fā)展，WDM技術(shù)出現(xiàn)后，使一切變成了現(xiàn)實(shí)。波分技術(shù)通過把不同頻段的光信號(hào)復(fù)用到一根光纖傳輸，大大節(jié)省了光纖資源，目前已能做到復(fù)用1024個(gè)波以上，利用的頻段也從最初的C波段擴(kuò)展到了L波段和S波段，單波速率也從2.5G發(fā)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(yè)務(wù)，只要在確保中繼的情況下，傳輸距離可以達(dá)到上千公里以上。
2）融合的多業(yè)務(wù)承載節(jié)點(diǎn)：除了光傳輸鏈路的發(fā)展，光傳輸節(jié)點(diǎn)也向多業(yè)務(wù)承載、集成化方向發(fā)展，形成了多業(yè)務(wù)綜合傳輸平臺(tái)。一方面體現(xiàn)在傳送節(jié)點(diǎn)接口的多樣性，已從提供給傳統(tǒng)單一的SDH接口，發(fā)展到PDH、SDH、ATM、以太口等多種方式，可承載語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、基站等多種業(yè)務(wù)，波分設(shè)備已發(fā)展到集分插復(fù)用器（ADM）、光分插復(fù)用器（OADM/OXC）為一體的物理實(shí)體，實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一管理控制。多業(yè)務(wù)承載節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)減少了大量獨(dú)立的業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)和傳送節(jié)點(diǎn)設(shè)備，節(jié)省了大量機(jī)房空間和連接電纜以及設(shè)備功耗。
3）城域網(wǎng)波分技術(shù)的發(fā)展：近幾年互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)飛速增長(zhǎng)，迫切需要解決其傳送問題，單獨(dú)裸纖傳送一是需要建設(shè)大量的光纜資源，建設(shè)成本太大，二是裸纖承載業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)安全性太差，極易引發(fā)業(yè)務(wù)中斷。隨著波分技術(shù)的發(fā)展，尤其是傳送城域網(wǎng)所需的波分設(shè)備成本不斷降低，城域網(wǎng)承載正逐漸轉(zhuǎn)向波分系統(tǒng)。城域網(wǎng)傳送一般距離不超過100KM，可以省掉長(zhǎng)途網(wǎng)必須用的外調(diào)至器和光放大器，波長(zhǎng)數(shù)也不必太多，允許較寬的波長(zhǎng)間隔，降低了對(duì)波長(zhǎng)精度、穩(wěn)定性等要求，使合波器、分波器、光源等元器件的生產(chǎn)成本大大降低，從而降低了系統(tǒng)的整個(gè)成本。
目前，隨著互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)流量的不斷增長(zhǎng)，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的承載已基本從ATM和SDH過渡到WDM，互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)直接在WDM光路上跑，簡(jiǎn)化了互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。以上三種互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送技術(shù)在通信技術(shù)發(fā)展的不同歷時(shí)階段，都起到了重要的作用，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，最終城域網(wǎng)波分技術(shù)以大容量、可靠性、兼容性等優(yōu)點(diǎn)成為了解決互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳送的最佳選擇，得到了廣泛的應(yīng)用。
4）開發(fā)新型的光纖：光纖技術(shù)經(jīng)過30多年的發(fā)展，其制造工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，生產(chǎn)成本不斷降低，目前投入使用的不同型號(hào)的光纖基本滿足了干線網(wǎng)、本地網(wǎng)以及城域網(wǎng)的需要，如非零色散光（G.655光纖）、零色散光纖（G.652光纖）、無(wú)水吸收峰光纖（全波光纖）等，隨著應(yīng)用需求的不斷擴(kuò)大，科研人員也將開發(fā)出新的光纖類型。
5）PON接入技術(shù)：近幾年，通信網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)發(fā)生了翻天覆地的變化，無(wú)論是PSTN網(wǎng)，還是傳送網(wǎng)都在不斷更新?lián)Q代，目前已發(fā)展成為全光、全數(shù)字化的系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和管理也實(shí)現(xiàn)了程序化和智能化。但接入部分仍是一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)，PON接入技術(shù)的出現(xiàn)，從根本上徹底解決了這一問題，PON接入技術(shù)主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）大大提高了用戶寬帶上網(wǎng)速率，滿足了普通用戶上網(wǎng)、視頻、IPTV等各類需求；（2）提高了接入段的網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量，降低了故障率；（3）維護(hù)簡(jiǎn)單，容易擴(kuò)展，易于升級(jí)，運(yùn)行成本低；（4）具有光纖傳輸所具備一系列優(yōu)勢(shì)。相信隨著PON技術(shù)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(yùn)營(yíng)商通過對(duì)現(xiàn)有DSL用戶的不斷改造轉(zhuǎn)化，PON技術(shù)最終將全部取代傳統(tǒng)DSL技術(shù)。
