【正文】 0907040150 成 績： 設(shè)計(jì)時間： — 審閱教師： 西安科技大學(xué)通信通信學(xué)院目 錄1．了解歐美發(fā)達(dá)國家在自由空間光通信方面的研究現(xiàn)狀……頁碼2．了解自由空間光通信的基本原理……………………………頁碼3. 分析自由空間光通信系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)…………………………4. 對自由空間光通信技術(shù)的應(yīng)用前景進(jìn)行分析………………一．了解歐美發(fā)達(dá)國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)展的同時也陷入了低谷。其應(yīng)用范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。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)。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。單波長， gb/s, 四波長10 gb/s, 距離5km，99 年12月，global crossing ltd. 現(xiàn)場使用。公司擁有多項(xiàng)正在申請專利的專有技術(shù)，可提供電信公司等級的網(wǎng)絡(luò)可用性。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)。在悉尼奧運(yùn)會上，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。隨著人們對帶寬的需求越來越高，PD的成本也越來越高，6個OE轉(zhuǎn)換單元大大增加了成本閉。③易于升級及維護(hù)，當(dāng)用戶的帶寬增加時，我們只需要對放置在室內(nèi)的系統(tǒng)進(jìn)行升級即可，免去了復(fù)雜繁瑣的對準(zhǔn)過程。 　　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)域內(nèi)低速通信，而后者能提供小區(qū)域內(nèi)高速靈活的連接。因此有必要對新激光光源技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究?！　∠到y(tǒng)所用的基本技術(shù)是光電轉(zhuǎn)換。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。現(xiàn)在通信網(wǎng)絡(luò)常用的SDH、ATM、IP等都能通過。晴天對FSO傳輸質(zhì)量的影響最小，而雨、雪和霧對傳輸質(zhì)量的影響則較大。 　　ＦＳＯ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。 　　對大氣傳輸?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。 　?。疲樱霞夹g(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、無需申請頻段、設(shè)備易升級等微波不可比擬的優(yōu)勢。因此，在有難以逾越的布線障礙物或?qū)ňW(wǎng)速度要求快的情況下，ＦＳＯ可在建筑物之間成為替代光纖的一種網(wǎng)絡(luò)連接方案。一個典型的ＦＳＯ系統(tǒng)的ＬＩＮＫ ＭＡＲＧＩＮ值為２０ｄＢ； 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)付鳥或樹葉對光束的短暫遮擋。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范圍發(fā)揮重要作用。系統(tǒng)所用的基本技術(shù)是光電轉(zhuǎn)換。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。光纖通信從80年代起被確認(rèn)為是地面有線通信最有發(fā)展?jié)摿Φ闹匾ㄐ攀侄?。自動跟蹤和?zhǔn)瞄技術(shù)取得較大進(jìn)展，基本滿足FSO系統(tǒng)的要求。維修也較困難，因此，通信的成本較高。光纖通信網(wǎng)絡(luò)僅是一個平面型網(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)。Communication）。但在一定的條件下，%的可靠性。光纜很脆弱，易被破壞，骨干光纜破壞事件時有發(fā)生。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。RS422串接電纜和RG59視頻同軸電纜將位于屋頂?shù)摹斗榛鹋_》FSO系統(tǒng)串接到建筑物內(nèi)的控制室內(nèi)定期遙控跟蹤。只有在濃霧大風(fēng)雪，衰減才較嚴(yán)重。125Mbps），異步傳輸模式（Asynchronous《烽火臺》FSO系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了相關(guān)的各自的IP地址控制闖入者。由于激光的窄光束，提高了通信的安全性。同時，《烽火臺》FSO系統(tǒng)本身的CCD精密跟瞄，又具有監(jiān)控功能，直接將通信鏈兩端情況傳到安防監(jiān)控系統(tǒng)?！　‰娫捠侵袊傩兆顬槭煜さ耐ㄐ殴ぞ摺＜瓤赏ㄟ^傳統(tǒng)的鍵盤和鼠標(biāo)，也可隨時隨地的撥打電話，通過語音進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，點(diǎn)播、查詢和獲取信息方便快捷。在硬件和軟件都使用了積木式，模塊化結(jié)構(gòu)，易于擴(kuò)充容量、增加功能和升級。將形成立體交叉光通信網(wǎng)絡(luò)，在大氣層內(nèi)或外太空（定點(diǎn)衛(wèi)星與低軌衛(wèi)星）形成龐大的高容量的通信網(wǎng)層，再與地面巨大的光纖網(wǎng)溝通，提供未來各種通信業(yè)務(wù)。避免因頻率使用，而付出高昂的代價，也無須向現(xiàn)有的競爭對手租用昂貴的信道。避免了今后技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和國際接軌帶來的不便和支付高額的使用費(fèi)。在FSO接入時，采用語音應(yīng)用技術(shù)，通過電話就可以為中國百姓增加一條通往信息時代的“寬帶高速公路”，將信息科學(xué)技術(shù)以最為方便的方式帶到人們身邊。對點(diǎn)對點(diǎn)的FSO系統(tǒng)，雖然狹窄的光束使FSO系統(tǒng)的終端的對準(zhǔn)困難得多。也不必申請昂貴的電信信道。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。SystemsDistributed　　《烽火臺》FSO系統(tǒng)的基本性能是：全雙工，獨(dú)立協(xié)議的大氣通信鏈能在OC12中以622Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)?！　∫虼耍現(xiàn)SO系統(tǒng)是一種物美價廉，有廣泛應(yīng)用前景和巨大市場潛力的通信系統(tǒng)。特別適合臨時，地形復(fù)雜的緊急組網(wǎng)和軍事組網(wǎng)。外來信號難以侵入。Communication）自愈環(huán)解決的。Point）；點(diǎn)對多點(diǎn)的通信（Point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。僅在2001年就在全球安裝了4500鏈，哈工大在長期從事激光大氣探測技術(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。體積小、重量輕、特性好的收發(fā)天線已經(jīng)研制成功。近年來，隨著“最后一公里”對高帶寬、低成本接入技術(shù)的迫切需求，F(xiàn)SO在視距傳輸、寬帶接入中有了新的發(fā)展機(jī)遇，同時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，F(xiàn)SO得到越來越多的應(yīng)用。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功率。 　　目前，很多企業(yè)把ＦＳＯ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。 　?。疲樱鲜俏锢韺觽鬏斣O(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，對語音、數(shù)據(jù)、圖像等業(yè)務(wù)可以實(shí)現(xiàn)透明傳送。此外，激光信號對人體安全的威脅，也一直受到關(guān)注。但通常在１－２公里有穩(wěn)定的傳輸效果?！　。?）激光的安全問題也會影響其使用，超過一定功率的激光可能對人眼產(chǎn)生影響，人體也可能被激光系統(tǒng)釋放的能量傷害?！　∽杂煽臻g光通信存在的主要問題有以下幾點(diǎn)：　?。?）FSO是一種視距寬帶通信技術(shù)，傳輸距離與信號質(zhì)量的矛盾非常突出，當(dāng)傳輸超過一定距離時波束就會變寬導(dǎo)致難以被接收點(diǎn)正確接收。使用點(diǎn)對點(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)小時之內(nèi)安裝完畢，投入運(yùn)行。由于大氣空間對不同光波長信號的透過率有較大的差別，可以選用透過率較好的波段窗口。 自由空間光通信可在以下一些范圍發(fā)揮重要作用。此時自由空間光通信系統(tǒng)的優(yōu)勢立刻顯現(xiàn)：它能在極短的時間內(nèi)建立，還對電磁干擾免疫，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。②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)。