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无线激光通信技术范文1
关键词：无线光通信；大气信道；发射器配置
中图分类号：TN929 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0083-02
1 无线光通信关键技术概析
1.1 无线光通信技术与传统通信技术的比较
无线光通信技术相比于传统的数字微波、铜缆数字用户线、光纤、无线电等通信技术，其优势主要如下：第一是安全保密性高，主要因为激光具备高指向性、传输目标准确、发射光束窄的特点，使其发散角保持在毫弧度甚至微弧度的数量级，保证了传输信息的稳定、安全和保密；第二是设备架设迅速，主要因为光波的波长短，使其通信天线的功耗、体积、质量等品质均优于微波、毫米波等通信天线，加之无线光通信架设、组网迅速，只在通信节点上进行设备安装，建设工期以小时为单位，适合作为应急类光纤通信故障后备或者临时性大容量通信链路建设，容易进行撤换和重新部署；第三是信息容量大，指以光波为信息载体的传输速度可达10Gb/s，实验室的无线光通信设备传输速度甚至可达到150Gb/s，另外其通信的工作频率在350THz左右，各种设备间不存在信号干扰，无需申请频率使用许可，在协议兼容性良好的条件下，可以迭加任何传输协议，实现电路和数据业务的全透明传输；第四是运营成本低，其无需昂贵的工程管道铺设和使用中的维护费用，造价是传统通信工程的20%左右。
1.2 无线光通信技术组网通信中的关键技术
采用无线光通信技术组网通信时需考虑下列关键技术对通信质量的影响：其一是选择波长，空气中的水分子会衰减波的传播，对波长具有选择性，一般会选用损耗低的窗口850nm和1550nm波长，另外考虑到激光能量密度或功率密度超过次阈值时对人体眼睛的损伤问题，经试验证明，1400nm波长以上的激光对人眼的致伤阈值是1400nm波长以下的激光的45倍左右，因此建议在室内选择1550nm波长的激光作为工作波长；其二是降低空间损耗，即通过提高发射功率、增加光束数量、聚焦波束、拓宽接受动态范围等措施，降低激光波束在空间传输过程中的损耗，再者需考虑不同气象条件下空气中水分子、水滴、颗粒等对激光传输造成的损耗；其三是传输定位，因日光、风力、季节、雨雪等自然条件变化下，易引起建筑物及固定基座的位置偏移，可采用变焦以改变波束发散角或者利用CCD光强度或波形自动定位和跟踪；其四是消除闪烁和散射，因空气内部温度的不均一性，大气的折射系数存在明显差异，易引起传输信号强度的变化，其影响范围主要在大于500m的长距离通信中，可采用多波束或者利用相关检测方法解决的手段，空气散射主要指空气内部温度不均一性造成的介质折射率不同，易造成传输损耗，可采用合理规避排风口、烟囱、高温屋顶、管道等手段解决；其五是提高传输速度和编选特殊编码，采用粗波分复用CWDM方法是提高传输速度的主要手段之一，编选特设编码意在提高无线光通信的保密性，因为激光直线传输使其扩散角度较小，将接收器置于传输路径中易导致传输中断，若在光束的扩散区域中则易使损耗过大，接收灵敏度要求过高，因此编选特殊编码则可解决上述问题，提高无线光通信的保密性。
2 大气信道对无线光通信链路的影响
2.1 大气信道对无线光通信链路的影响
无线光通信系统的传输介质（载体）是大气信道，激光在大气信道中传输时因大气层参数随机性易产生大气衰减和大气湍流效应两类影响。大气衰减主要指大气中存在的气体分子、水雾粒子、气溶胶粒子、部分微粒等吸收或者散射辐射光能量，造成能量损失、能量重新分配或者能量偏移传播等现象。大气始终处于运动状态下的不稳定体系中，其折射率随着时间和空间变化无规则变化，因此光波参量也随着折射率的变化而随机地影响到光束的传输质量。另外大气中雨、血、浓雾等自然恶劣条件也会导致多光信号造成严重的衰减，一般可采用提高功率的方法克服。大气湍流主要指大气湍流运动状态下因折射率随机变化造成的光束扩展、光束弯曲、光强闪烁等影响，例如光强闪烁影响，其指光束通过湍流漩涡时，光束直径内的独立形成散射和衍射现象，是光强在折射率随机变化下高低起伏，造成波前失真和相位变化的问题，大气湍流效应不仅影响光束的传输途径和光束的位置指向，而且会增加光束的传输损耗，严重时甚至会导致通信的错误和中断，采用自适应光学技术能解决大气湍流和大气扰动的动态损耗。
2.2 自适应光学技术
自适应光学技术以光学波前为控制对象，实时测量波前误差并进行补偿，保证接收口径光束能量的最大值，消除或者减少大气湍流的影响，其下的光学系统称为相位共扼式（常规）自适应光学系统，主要由波前传感器、波前控制器、波前校正器等部件组成。波前传感器由具备独立图像探测器的透镜组成，其作用时实时测量波前误差，将误差信息传送至波前校正器。波前校正器实质是每秒形变近千次的反射元件，主要由镜面背后的压电晶体所致，其作用之一接收控制系统传输的控制信号，在光路中改变、校正波前的形状和误差，输出校正后的光束波；之二是修复入射光的波前，提高信噪比；之三是根据波差信号整形出射光，减小大气折射率的影响，提升传输质量；其作用机制是与波前传感器形成回路，在波前控制器的控制下，若形成正确形状，传感器即会测量得平面波，证明镜面形变抵消大气扰动所致的波前误差，校正成功。波前控制器的实质则为一个具备高速、大容量的计算机系统，其作用是处理波前误差信息并转换为控制驱动信号，然后驱动波前校正器产生与畸变波前大小相等、符号相反的波前校正量，实时补偿因大气湍流扰动畸变波前。自适应光学技术系统可放置在接收端，使得光电探测器探测到的信号能量集中，有效解决大气湍流效应的影响。
3 大气光通信中发射器的配置讨论
大气温度不均一造成的湍流效应会导致例如光束弯曲、光束扩展、光束闪烁、成像跳动等问题，易增加接收端的误码率，严重时导致通信中断，消除湍流效应的手段之一是利用“孔径平均效应”减小接受光强的起伏状况，但是其要求光束到达接收端时的光束展宽度足够，对透镜尺寸提出了较高要求，通常利用分集技术消除或者减弱湍流效应，增加通信强度、质量和概率。于此，从发射分集角度做出多个发射器一个接收器的讨论。以下讨论中，均以各个发射机相互独立、互不影响、服从统一分布为
模型。
3.1 发射功率与发射器个数呈线性相关
现令一个发射器被接收端探测的概率为P，当有m个发射器时的探测概率为Pm，忽略每一个发射器小于接收端门限值，在联合条件下可满足通信概率的情形。使发射器个数保持在1～4个左右，经试验结果证明，如图1所示，当Xσ=0.01时，增加发射器的个数对通信概率的影响很小；当Xσ=0.1时，两个发射器比一个发射器的探测概率有明显增加，但继续增加发射器则影响不大，只会增加设备成本和复杂度。所以，在实际配置时，需根据通信系统的具体功能选择合适的发射器个数。
3.2 发射功率一定与发射器的关系
现令一个发射器被接收端探测的概率为P，当有m个发
图1 不同Xσ下不同发射器个数的通信概率
图2 总功率受限和不限情形对比图
射器时的探测概率为Pm，总发射概率为P总。经试验结果证明，如图2所示，当Xσ=0.1时发射的总功率变化和不变情况下通信概率变化情形，发射器个数依次也是1～4个左右，结论如下：一是当场强阈值比值大于0.5时，一个发射时的通信概率开始小于1，随着场强阈值的增加而剧烈减少；二是当场强阈值比值大于0.5后，多个发射的情况比一个发射时通信概率高，但是四个比三个的通信概率增加不明显；三是当总功率一定时，随着发射机个数的增加通信概率在减小，增加发射机个数只会使通信的概率减小，所以此种情况下不宜采用发射分集，可考虑采用接收分集；四是当总功率不受限制时，增加发射机的个数可使探测概率增加，并且最好选用2～3个支路。
参考文献
[1] 苏磊.无线光通信技术及其应用[J].光通信技术，
2008，26（4）：22-25.
无线激光通信技术范文2
1.空间激光通信发展概述
2.考虑电力通信网可靠性的业务路由优化分配方法
3.广域后备保护通信模式及其性能评估
4.卫星通信的近期发展与前景展望
5.空间激光通信研究现状及发展趋势
6.现代化矿井通信技术与系统
7.高速铁路移动通信系统关键技术的演进与发展
8.智能变电站通信网络状态监测信息模型及配置描述
9.信息与通信地理学的学科性质、发展历程与研究主题
10.构建新一代智能配用电通信网建议
11.基于EPOCHS平台的智能配电网通信系统仿真
12.电力通信网脆弱性分析
13.通信电台电磁辐射效应机理
14.4G通信技术综述
15.电力和信息通信系统混合仿真方法综述
16.面向智能电网的配用电通信网络研究
17.基于SDH光网络的分层区域式保护通信系统的可靠性研究
18.调度与变电站一体化系统链路状态监测与TCP通信方案
19.煤矿事故特点与煤矿通信、人员定位及监视新技术
20.Tor匿名通信流量在线识别方法
21.煤矿安全生产监控与通信技术
22.配电通信网业务断面流量分析方法
23.光纤通信概述
24.电力通信及其在智能电网中的应用
25.WAMS通信业务的系统有效性建模与仿真
26.基于API的Win32串口通信编程技术
27.第五代移动通信网络体系架构及其关键技术
28.量子通信现状与展望
29.配电网EPON通信接入与分区自治
30.基于业务的电力通信网风险评价方法
31.移动通信技术扩散的实证研究:基于中国1990-2012年的统计数据
32.基于IPv6的电力线载波通信分片独立的重传机制
33.空间激光通信捕获、对准、跟踪系统动态演示实验
34.基于时频峰值滤波的电力线通信噪声消除方法
35.通信网络能耗分析与节能技术应用
36.“日盲”紫外光通信网络中节点覆盖范围研究
37.基于压缩感知的脉冲同步的混沌保密通信系统
38.浅谈4G移动通信系统的关键技术与发展
39.量子安全直接通信
40.一种继电保护故障信息系统在线通信报文分析工程方案
41.光纤通信的发展趋势及应用
42.智能配电网通信组网技术研究及应用
43.基于空间激光通信组网四反射镜动态对准研究
44.运用虚拟仿真实验改革通信原理实验教学
45.浅谈超宽带无线通信技术的发展
46.5G移动通信发展趋势与若干关键技术
47.SM2加密体系在智能变电站站内通信中的应用
48.现代信息安全与混沌保密通信应用研究的进展
49.中美4G移动通信技术专利信息比较研究
50.卫星激光通信现状与发展趋势
51.VC中应用MSComm控件实现串口通信
52.青海—西藏交直流联网工程输电线路在线监测通信网络设计与应用
53.移动通信网络中的协作通信
54.空间激光通信组网光学原理研究
55.计算机技术在通信中的应用研究
56.面向5G无线通信系统的关键技术综述
57.基于C8051F020单片机的RS485串行通信设计
58.智能变电站过程层网络报文特性分析与通信配置研究
59.基于业务风险均衡度的电力通信网可靠性评估算法
60.基于4G通信技术的无线网络安全通信分析
61.无线激光通信系统弱光干扰技术
62.基于SJA1000的CAN总线通信系统的设计
63.10kV电力线载波通信自动组网算法
64.数控系统现场总线可靠通信机制的研究
65.基于WiFi的煤矿井下应急救援无线通信系统的研究
66.机载激光通信系统发展现状与趋势
67.软件定义的能源互联网信息通信技术研究
68.一点对多点同时空间激光通信光学跟瞄技术研究
69.开放式自动需求响应通信规范的发展和应用综述
70.兆瓦(MW)级海岛微电网通信网络架构研究及工程应用
71.带通信约束的多无人机协同搜索中的目标分配
72.基于信道认知在线可定义的电力线载波通信方法
73.一种基于混沌系统部分序列参数辨识的混沌保密通信方法
74.智能配电网无线传感器网络数据通信的QoS-MAC层模型
75.无线紫外光散射通信中多信道接入技术研究
76.水下无线通信技术发展研究
77.深空、自由空间、非可视散射和水下激光光子通信
78.基于光电反馈延迟的多点耦合混沌同步和通信
79.面向异步通信机制的无线传感器网络及其MAC协议研究
80.不可靠通信环境下无线传感器网络最小能耗广播算法
81.中间环节市场结构与价值链治理者的决定——以2G和3G时代中国移动通信产业为例
82.基于IEEE802.11p高速车路通信环境研究
83.太赫兹通信技术的研究与展望
84.一种分布式电源并网监控通信适应性评价方法
85.不同耦合方式和耦合强度对电力-通信耦合网络的影响
86.太赫兹通信技术研究进展
87.低压电力线通信网络特性模型与组网算法
88.基于LabVIEW的监控界面设计与单片机的串行通信
89.联盟网络的小世界性对企业创新影响的实证研究——基于中国通信设备产业的分析
90.基于共享内存的Xen虚拟机间通信的研究
91.考虑通信系统影响的电力系统综合脆弱性评估
92.猫眼逆向调制自由空间激光通信技术的研究进展
93.扩频通信技术浅谈
94.基于信息熵的电力通信网脆弱性评价方法
95.安全高效矿井通信系统技术要求
96.无线紫外光非直视通信信道容量估算与分析
97.基于高能效无线接入网的绿色无线通信关键技术研究
98.量子通信技术发展现状及应用前景分析
无线激光通信技术范文3
【关键词】信息科学；光纤；光通信；光正交频分复用；通信技术
有人在上世纪30年代提出这样的观点：“总有一天光通信会取代有线和微波通信而成为通信主流”。随着现代通信技术飞速发展，光通信技术日益成熟，光通信的地位也日益凸显，甚至在欧美国家已达到战略地位。目前，光纤通信已经成为各种通信网的重要传输方式，其在信息高速公路的建设上也十分重要。以下将分别介绍电域正交频分复用技术和光纤通信技术，以及在两者相结合的情况下产生的新一代光通信技术。
1.电域正交频分复用与光纤通信技术
光纤通信技术是有线光通信技术中最为普遍、最为重要的传输技术，具有应用广、传输快、使用便捷等优点；而正交频分复用技术可以解决电磁信号在传输过程中相互干扰的问题。下面将分别介绍这两种典型技术的概念、原理及其应用。
1.1电域正交频分复用技术
正交频分复用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing），简称为OFDM，是多载波调制技术的一种。其基本原理是将主信道分为若干个并行的正交子信道，再通过傅立叶变换将高速的数据信号产生出一组并行的低速数据流，并且把低速数据流调制到每个子信道上传输，从而完成高速数据信号的传输。这个过程有一个突出的优点，即提高系统的频谱利用率，同时降低计算复杂性。正交频分复用技术的使用具有以下几个优势：
（1）有效补偿光纤色散。根据现代通信技术的不断发展和人们对通信技术要求的提高，光通信正朝着两个方向发展：一是大幅度提高单信道的传输速率，目前正趋近于100Gb/s；二是快速的网络动态调节能力。但是这两种要求是互相矛盾的，当单信道的传输速率达到100Gb/s的时候，传统光纤的色散补偿能力就变得昂贵和耗时。而正交频分复用技术在电子领域内的应用就恰到好处的解决了这一问题，通过在频域内的复数运算，利用此技术优良的计算性，从而方便的对光纤色散进行补偿。
（2）提升信道传输速率。2008-2009两年间，W.Shieh（澳大利亚墨尔本大学）和S.Jansen分别进行了“107Gb/s信号在单模光纤传输1000km的实验（无光色散补偿和放大的情况下）”和“12*121.9Gb/s信号在单模光纤传输1000km的实验（采用偏正复用和正交通带调制技术）”.两人主导的科学实验打破了制约数字通信高速发展的瓶颈，从而有效的提升了光通信的整体传输速率。
（3）减少信号相互干扰。由于光通信是一种以光波为载体的通信方式，其信号在传输的过程中会受到电磁波的干扰，而通过正交频分复技术则可以采用一定的技术在接收端分离正交信号，从而减少各个子信道之间的互相干扰。其原理在于：在使用正交频分复用技术的传播过程中，将单通道高速信息数据流分配到若干低速速率的子信道中，这样子信道信号带宽就小于总信道带宽，每个子信道上的衰落就趋于平坦，干扰降低；采用此种技术还可以增加子信道符号周期，减少码间干扰。而且由于分离开的每个子信道仅占原来整个信道的很小一部分，相对将容易达到信道均衡。
1.2光纤通信技术
光纤通信就是指以光导纤维作为传输介质传输信号，从而实现信息传递的一种通信方式。光导纤维通信就是光纤通信的简称。光纤通信是光通信的一种，属于有线通信，也可以看成是以光导纤维作为传输介质的“有线”光通信。通常光纤通信系统并不是指一根单独的光纤，通常情况下的光纤系统都是由无数光纤组成的光缆。
光纤的组成主要包括三部分，内芯是几十微米或者几微米的纤芯；中间层是包层，光信号利用纤芯和包层的不同折射率实现在纤芯的内的全反射，也就是光信号的传输；外层是图层，其主要作用就是增加光纤的韧性从而对光纤起到保护作用。光纤通信是以光为载体、以光导纤维为传输介质，把信息从一端传输到另一端的技术方式。光纤通信技术可以大致分为光纤光缆技术、光交换技术传输技术、光有源器件、光无源器件以及光网络技术等。通过不同的技术手段可达到低损耗、低色散、大容量的数据信息传输。
2.现代技术相结合的光通信技术
传统光通信技术包括大气激光通信、光纤通信、蓝绿光通信、红外线通信和紫外线通信几种。为进一步推进光通信技术的发展，紧跟目前通信的发展趋势，符合用户对现代通信的要求，将电域正交频分复用技术和光纤通信技术有机融合，从而利用两种技术的优点为用户提供服务。
对于光通信而言，结合正交频复用技术与光纤通信技术的优点，合理互补两种技术的缺点，能够实现光通信技术超高速度、超大容量、超长距离传输的效果，达到为用户群更快的传输数据、更多的输送内容、更远的服务用户的目的。
3.结语
经反复的实验论证，在光通信的传播过程中，利用电域正交频分复用技术可以有效的实现光纤色散补偿、信道传输速率提升、减少信道干扰三大优势；采用光纤通信技术可以逐步实现在更广阔的光谱范围内，低损耗、低色散的传输，是传输容量能够成千倍级甚至万倍级的增长。通过两种技术的结合，产生现代化的电域正交频分复用与光纤通信技术相结合的光通信技术。
【参考文献】
[1]邓超公，张为峰，忻向军.光正交频分复用技术在光网络中的应用研究[J].光通信研究，2009，（06）.
[2]郭仁东.光纤通信技术的现状与发展[J].电脑知识与技术，2008，（23）.
无线激光通信技术范文4
关键词：卡尔曼滤波 多点通信 MATLAB 跟踪系统
中图分类号：TN953 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（a）-0014-02
目前，空间激光通信技术研究基本上都是点对点形式的，点对点的通信已经不能够满足当代大容量、高速率的通信需求，从应用的角度看，实现多点间的空间激光通信，建立起信息传输网络，才是今后空间激光通信的主要发展方向。
随着轻小型化卫星技术的进步，卫星间的组网系统开始展示出其良好的优势，许多国家已经开始或者准备开始建立起卫星间的组网通信，卫星组网多数建立在低轨道或者中轨道上。卫星间通信组网系统可以把不同星际链路的卫星互相联在一起，其实质是将一颗卫星作为卫星间的通信交换点，即将一颗卫星前后左右不同的卫星作为交换接点实现其相互间的通信。但是此前使用的通信是微波技术，在21世纪的卫星组网通信领域中，由于通信信息量大、传输速率更高、抗干扰力要求更强的一系列的高要求任务，对通信能力要求非常高。激光通信组网通信已成为解决微波通信所不能解决的问题，能够实现构建天基宽带网，可以实现星间海量数据稳定实时传输，被认为是星际信息传输最具有潜力和竞争力的通信模式。
1 国内外研究现状
目前，点对点激光通信工作模式已经在卫星间成功试验，但由于技术水平的限制，多个卫星之间的组网激光通信工作模式还无法实现，当前各国已经着手相关工作。美国、欧洲航天局、日本等在其未来空间通信发展计划中已经明确了将空天信息网络作为其研究的主体，美国计划2016年实施名为“TSAT”的空间信息网络计划，在2009年曾因经费问题被暂停，2011年又重新启动，该计划目的组建一个类似与因特网似的的星地、星星、星船无线通信系统，为其全球战略部署部队提供高带宽、高速率的卫星通信能力。在该计划中高速率（10～40 Gbps）的激光通信是其主要的通信方式，预计2015年将发射卫星入轨，并进行为期一年的试验，这将对我的信息安全、军事战略构成很大的威胁。
我国卫星的光通信发展起步于20世纪90年代，虽然起步相比于国外来说比较晚，但是在我们国家大力发展空间技术的背景下，通过借鉴美国等一些国家的发展经验，也取得了阶段性的成果。对卫星光通信及其几个关键技术有了不同程度的研究和发展。
2 协同控制
为了实现一对多的光学天线，我们将光端机的光学天线设计成由6个光学镜片拼接而成的抛物面形状。
在跟踪过程中光斑的位置是随着卫星的移动而移动的，所以光斑可能会移动到镜片的边缘，这样光斑可能出现裂斑、破碎等现象。为此需要与其相邻的镜片与其协同工作，即将两者拼接在一起，这样就可以防止裂斑信息的不完整。如图1所示，当光斑打在1镜上时，由于可能会向2镜或3镜方向移动，所以需要卡尔曼的预测功能判断可能出现的位置，使镜片提前偏转，使两个镜片在一个平面上，防止光斑信息的不完整，达到协同控制的目的，能保证稳定实时跟踪。
协同控制系统实质上是当两个镜片联动工作时，通过当前时刻镜片的位置提前判断下一刻光学镜片可能出现的位置，反馈给控制单元，通过计算输出控制量控制光学天线的执行电机，提前转到下一时刻的位置，达到协同控制的效果。由于光斑的位置要求和光学镜片的中心位置基本上一致，所以跟踪是通过CCD相机检测光斑的位置，通过计算出脱靶量给驱动器，使电机转到预定的位置。
3 卡尔曼滤波的预测仿真分析
卡尔曼滤波器一般用于线性系统，但是也可以用于非线性系统，它是通过当前时刻的值来估算下一刻的值和上一时刻的最优协方差的估算算法。
取光斑作为跟踪对象，所以状态方程和观测方程分别为：
其中为系统状态；为过程噪声，该噪声为零均值的高斯白噪声；为含有噪声的测量数据；为测量噪声，该噪声也是高斯白噪声，两者互不相关，和已知矩阵是互不相关的。
进一步假设系统具有已知的初始状态和，根据建立的状态和测量模型以及噪声的相关统计知识，则可估计出Xk的最小平方误差，具体算法为：
由于X轴和Y轴方向上的运动是相似的，故只谈论X轴方向上的卡尔曼滤波过程的实现，初始状态设置为状态转移系数、动态噪声系数、测量矩阵、测量噪声矩阵分别为：
采样时间间隔为30 ms，给光斑在X轴方向上运动轨迹为正弦曲线，初始值设置为：
假设X方向上的运动轨迹是正弦曲线，利用卡尔曼算法跟踪此坐标值可得到如图2所示结果。
4 结语
从仿真结果可以看出，根据实际情况建立合理的状态模型以及选取合适的参数卡尔曼滤波对运动物体在位置方向和速度都有很好的预判效果，误差在要求范围内，这样就可以提前控制光学天线转动到预测的位置。通过提前对光斑下一刻可能出现的位置，判断出将要与其进行拼接联动的光学镜片，使其提前进行偏转，为卫星间的组网控制实现提供了保障。
参考文献
[1] 李勇军，赵尚弘.空间编队卫星平台激光通信链路组网技术[J].无线电通信，2006，10（4）：47-49.
[2] 姜会林，刘志刚，佟首峰，等.机载激光通信环境适应性及关键技术分析[J].红外与激光工程，2007，36：299-302.
[3] 黄永梅，马佳光，傅承毓.预测滤波技术在光电经纬仪中的应用仿真[J].光电工程，2002，8：5-9.
[4] Daniel V.Deep Space Communication[J].Space Physics C 5p，2005，10（8）：65-70.
无线激光通信技术范文5
关键词：通信；光纤；信息传导；传输
中图分类号：S972.7+6文献标识码： A
0、引言
光纤通信技术自问世以来，因为其特殊的物理特点，而具有较大的通信容量并且传输距离长、资源丰富并且抗干扰能力强等特点，而广泛应用于各种通信网络，包括电话、广播、电视及计算机网络等领域，以满足人们日益增加的广泛的生活和业务需要。
1 通信中的光通信技术
光通信传输技术近几十年兴起的一种新技术，在网络发达的今天，利用光通信技术来进行数据交换，使用很频繁 所谓的光通信，是一种以光的波为媒介来进行传输信息的通信方式 无线电波是发源比较早的通信传输数据技术，光波和无线电波一样都属于电磁波，但光波的频率比无线电波的频率高，波长比无线电波的波长要短一些。因此，相比之下光波具有传输频带宽、抗电磁干扰能力强和通信数据量大的优点。根据光波波长的长短，可以分为紫外光，可见光和红外光。其中只有可见光才能为人所看得见，其他波长的光是人看不见的，但是这些不同波长的光都能用来传输数据。如果从光源的特性上来分，可以将光分为非激光通信和激光通信。如果按照广的传输媒介来区分，可以将光分为有线光通信和无线光通信 常说的光通信传输，一般有这五种：紫外线通信、红外线通信、大气激光通信、蓝绿光通信和光纤通信。
2 光纤通信技术内涵
文章中的光通信传输技术在专业领域的应用主要是指在油气田和长输管线上的传输。文章将光通信传输介质的二种不同技术进行对比分析，这二种技术是： RPR 技术（也叫光以太网弹性分组环技术）、OTN技术（光传送网技术）SDH及基于 SDH 的多业务传送平台（MSTP 技术) ，SDH也称为同步数字体系。
2.1 光以太网弹性分组环技术
光以太网弹性分组环技术（RPR技术）对于实时性的时分复用业务， RPR 技术定义了协议，在实际中需要得到进一步的验证。对于数据业务而言，RPR技术具备绝对的优势，可以根据用户的需求来分配带宽，该技术支持统计复用技术和空间复用技术，在网络正常运营的情况下，可使带宽利用率相对SDH 网络提高 3-4倍 RPR技术还可以对数据业务进行优化，能有效的支持 IP的突发特性
2.2 光传送网
光传送网也就是OTN技术，它是采用基于TDM体制的一种复用技术，每路信号占用在时间上固定的比特位组，信道通过位置进行标识，有独特的帧结构，可以区分不同等级速率，还能在同一网络中综合不同的网络传输协议，对于非实
时性业务和实时性业务都能提供相应的承载，该技术实现了从窄带到宽带的综合业务传输 该技术的传输设备可以直接提供工业标准的通信协议接口，不需要借助其他的接入设备 缺点是该技术被垄断，设备的维护受原厂家的束缚，多厂家设备组网受限。
3 光纤通信传输技术的特点
3.1 频带宽、通信容量大
光纤与传统传输用铜线、电缆等相比，其传输带较宽。根据通讯基础知识可以知道单波长的光纤通信系统终端设备存在电子瓶颈效应，不能发挥频带较宽的技术优势，所以在目前光纤通信传输中，往往采取一些辅助设备技术来增加通信传输容量。
3.2 抗信号干扰能力强
众所周知，石英材料具有分布广泛，不易损害，同时具有较好的绝缘性能，光纤通信材料由石英绝缘体材料制成，在实际运用中，不易受到自然界、认为或电离电流影响，对地球电磁场也有强大的免疫力。所有光纤通信能广泛运用于电信领域。
3.3 无串音干扰
在制作工艺上，光纤周围环绕绝缘层，具有吸收泄露信号的功能，所以在光纤传输电波信号时，即使存在多条光纤电缆同时传输，也不会存在因电磁波泄露而出现的串音干扰问题，在传输过程中，光信号被完全限制在光纤内部，在外面也不存在窃听光纤内部信号的可能性， 从而增加信息的保密性。
3.4 传输过程损耗低，可以完成远距离高质量传输
石英材料制成的光纤，损耗较低，有资料报道能低于20Db/km左右，所以光纤通信可以运用于长途传输线路，而且中继站的设置数目可以减少，降低通信传输的技术成本。
4 我国光纤通信传输技术的应用现状
我国在 1963年就开始光通信领域的研究，至1977年，研制成功 0.85mm 石英光纤，损耗为 300dB/km；1978 年研制出短波长多模梯度光纤，即G.651光纤；1979年，研制出多模长波长光纤，损耗衰减降低为 1dB/km；1984 年武汉天津等地建成 34Mb/s 的市话中继光传输系统；1990 年，研制出 G.652 标准单模光纤，最小衰减达 0.35dB/km；2000年国内研制成功 OADM、DXC；2001 年全球首套全光网络设备诞生并运行；2004年，建成第一个国产FTTH系统；2008年，成功研制100G波分样机；2012年，100G波分开始启动商用，400G波分样机。
5 光纤通信技术的缺陷
5.1 光纤损耗
光波在光纤内传输过程中，强度会随传输距离的增加而减弱，这种现象称为光纤损耗。损耗产生的原因一方面由于光纤本身原因造成的损耗，包括吸收损耗、瑞利散射损耗、散射损耗等，另一方面由于传输线引起的弯曲损耗。
5.2 光纤的色散特性影响
由于光纤所传输信号中有的不同模式以及不同频率成分，各自的传输速度不同，所以引起传输信号发生畸变。所以信号经光纤传导到达同一终端的时间不同，产生时延差，这种延差就是光纤色散。光纤中传输光脉冲信号，传输一段距离后，光脉冲将被展宽，严重者会产生脉冲重叠，增加误码率，降低通信质量。
6FTTH的发展及挑战
FTTH(光纤到家庭)可向终端用户提供更为宽广的带宽，能加速信息的交流与传输，用户需要量广大，有资料统计FTTH 所需要的光纤可能是现有已敷光纤的 2-3 倍，目前在信息的传输中，数据量很大，具有宽带视频业务，所以对传输速度提出越来越高的要求，近来由于光电子器件的发展进步，光收发模块和光纤的价格降低，加速了FTTH的实用化进程。现代 FTTH 的发展主要受到 ADSL的影响，ADSL与 FTTH 相比，价格便宜，工程建设简单，并且目前大终端用户在目前1Mbps-500kbps即可满足基本的视频影视传输要求，不过在目前的高端要求上，FTTH 仍具有较高带宽的优势，例如网上办公，视频会议，网上游戏以及医疗领域的PACS建设等方面。
7 结语
总之，社会信息化的飞速发展，Internet的普及应用，加大了信息化传输的要求，当今社会需要信息共享、交流与获取，所以网络应用的范围越来越广泛，对网络要求也越来越高，从而对光纤通信传输也提出越来越高的要求，伴随这网络经济飞速发展，光纤通信传输必将会有更为广阔的应用前景。
参考文献
[1]张树群.光纤通信的传输特性及应用探析[J].科技资讯.2011.
无线激光通信技术范文6
图1 空间激光无线通讯系统原理框图
1 总体方案设计
激光天线通信系统主要由激光发射装置、激光接收装置和光学望远镜三部份组成（如图1所示）。其工作原理是：发射端的轴电缆通过高频电缆与发射机码型变换器相接；光纤适配器通过光纤与发射机光电转换器相连；码型变换器与光电转换器均与制式选择开关相连，然后经信号处理模块进行整形、放大、时钟提取等处理，输入激光驱动器使激光器组件产生调制的激光光束，通过激光发射天线定向向空间发射。经光接收天线收集的调制激光信号接进探测器，转换成信号输入信号处理模块，再接进制式选择开关后分两路：一路连接激光驱动器，经光纤适配器连接光纤通信线路；另一路则与码型变换器相接，再接入同轴电缆至电传输线路上。对于本系统所设计的语音激光无线通信系统主要由图2所示的各部分组成。
2 主要硬件的设计
2.1 激光器件的选择
空间激光通信波长选择主要考虑：尽量避免太阳辐射的影响、减小光束发射角、减小收发天线的尺寸、光波在大气中的透过率以及器件的现实性或预期的可行性，包括器件性能价格比的预计。从激光天线通信的角度分析，大气的透射率是个重要影响因素。在小于300nm的紫外波段，大气的透过率急剧下降。显然，紫外线光不利于大气通信。可见波段的激光，例如二次倍频YAG激光器，也不利于避免太阳光引起的背景辐射噪声。常用的激光波段有830～860nm、980～1060nm和1550～1600nm，都是良好的大气窗口。
2.2 光发射与接收天线
由于光学天线的功能是将需传输的光信号有效地发向对方并将对传来的信号光高效接收，因此，光天线的设计是在满足总体设计的前提下，保证系统在设定的通信距离及大气衰减时能正常工作，合理选取发射远镜的远场发散角、接收望远镜的接收视场角及光学系统的其他参数。下面分别予以介绍。
（1）设计考虑
主要光学性能要求：高的光学质量（λ/20RMS）；低的遮挡率；高的光透射率（T≥0.92）；低的散射光。此外，要求材料热膨胀系数小、机械强度纺高、重量轻、使用寿命长。
图3 （a）光发射天线系统原理图(b)光发射天线系统原理图
光学设计考虑：为了满足空间通信对天线的要求，笔者选择卡塞格伦天线。主要包括：抛物面初级反射镜；双曲线次级反射镜；聚焦镜，使成像在天线结构的外部。
（2）性能分析
假设光源电场强度满足高斯幅度分布，即
其中，ω为光腰大小，R表示曲率半径。
