FSO自由空间光通信
自由空间光通信（FSO）侯全心2007年2月课程目的：了解FSO的基本原理了解FSO应用设计中应注意的问题参考文献：《城域光网络》；Internet。
FSO概述FSO基本原理FSO关键技术FSO应用分析及对比 FSO典型设备FSO的设计要点FSO概述微波通信，节省线缆资源、易于跨越复杂地形。
但容量小；频率资源管制。
光纤（光波导）通信，容量大、保密安全，但敷设光缆的成本大、受地理环境影响大。
道路通过权管制。
上述两者结合的可能性？？？基本概念FSO( Free Space Optical com sys)技术是一种基于光传输方式、采用红外激光承载高速信号的无线传输技术；利用小功率红外激光束为载体，以空气为介质，以点对点或点对多点的方式实现连接；设备以发光二极管或激光二极管为光源，因此又有“虚拟光纤”之称；红外波段比微波波段更小，更加灵活。
无线光通信系统的工作频段在300GHz以上，一般采用技术成熟的850nm、1550nm波长器件，与大多数低频段电磁波不同，该电磁波频段的应用在全球不受管制，可以免费使用；可安装在楼顶或窗口。
安装方式安装方式FSO概述-应用场合FSO概述FSO基本原理波长资源光在大气的传播特性激光与人眼安全系统工作原理FSO关键技术FSO应用分析及对比 FSO典型设备FSO的设计要点基本原理（1）－波长资源光谱图名称声波无线电波红外线可见光紫外线X射线γ射线频率波长104 Km 10Km 1Km 1 m 1cm 1mm 1 μm 1 nm 0.1 nm3×10-1 3×1023×105 3×108 3×1010 3×1011 3×1014 3×1017 3×1018 3×1021760nm 400nm0.76近红外波1525300μm 中红外波远红外波大气光通信的可行性－－大气的组成特点 均匀不变组分（从海平面至80km的高度组成成分几乎不变）9二氧化碳，氩，甲烷，一氧化碳等可变组分（随高度变化，组成成分、浓度等变化）9水汽含量随距地面的高度而减少；但到15km后就不再减少；9氧气、氮气含量随高度增加而减少；9臭氧在25km处浓度最大；9悬浮微粒（通常也称气溶胶）在地面较集中、在10-50km也较多。
布给定理。
衰减的因素＝吸收衰减＋散射衰减。
)](λγxxeP eP P ⋅−⋅+−×=×=)()]()([)0,()0,(),(λαλγλμλλχλ大气吸收系数；大气散射系数，大气综合衰减系数。
)(λμ)(λα透射率，与波长存在密切关系，因为大气中的一些分子对辐射有选择性吸收或散射。
xx ee P P T ⋅−⋅+−===)()]()([)0,(),(),(λαλγλμλχλχλ),(χλT吸收损耗－阳光被大气吸收透射率图小于0.3μm和大于20μm的辐射几乎被大气吸收，紫外是氮气、氧气的吸收，红外是水汽的吸收；二氧化碳在2.7\4.3\15μm的吸收最强；水汽在0.94/1.1/1.38/1.87/2.7/6.27μm吸收较强；气溶胶在3-5μm以及大于吸收较强；透射率较高的波段区域称为“大气窗口”：850nm，1000nm，1500-1600nm。
散射损耗－激光在大气中传输时，其能量会在大气分子、微粒粒子（气溶胶）以及空气湍流中发生散射主要有以下特性：9分子散射：又称瑞利散射，散射系数9微粒散射：，为修正因子，如雨、云、雾、霾等41)(λλμ∝4)(λελμ∝ε典型气候条件下的综合衰减系数)(λα0.144-0.0350-100km非常晴朗0.45-0.14420-50km 晴朗 1.03-0.4510-20km 晴 2.9-1.034-10km 轻霾 6.2-2.92-4km 雾或霾13.4-6.31-2km 薄雾28.3-13.4500-1000m 轻雾58-28.2250-500m 中雾220-5870-250m 浓雾392-22040-70m 重雾衰减系数（dB/km）能见度天气条件)(λα人眼对光波的响应曲线400-1400nm的光波，包括部分不可见光如800nm，但也会穿过角膜和晶状体，被聚焦于视网膜上；对视网膜可造成危害的光被聚焦进入眼睛后，功率可放大100,000倍，而穿透视网膜，而视网膜没有疼痛感觉，对不可见光也无法激发眨眼动作，这样会被伤害。
而对于大于1400nm的波长照射到眼睛时，由于上图所示的生物特性，眼睛可以承受波长大于1400nm的光以比800nm光强50倍的功率照射，而不会受伤害。
眼睛的可视范围眼睛的功率响应曲线1550nm√400-1400nm的光波，包括部分不可见光如800nm，但也会穿过角膜和晶状体，被聚焦于视网膜上；对视网膜可造成危害的光被聚焦进入眼睛后，功率可放大100000被，而穿透视网膜，而视网膜没有疼痛感觉，对不可见光也无法激发眨眼动作，这样会被伤害。
而对于大于1400nm的波长照射到眼睛时，由于上图所示的生物特性，眼睛可以承受波长大于1400nm的光以比800nm光强50倍的功率照射，而不会受伤害。
双向工作的收发机激光器信号调制信号解调光纤放大器发射光学系统接收光学系统发射单元接收单元捕获/瞄准/跟踪(ATP)捕获/瞄准/跟踪(ATP)是一种物理层的工作设备，以光为传输媒介，任何传输协议均可容易地叠加上去，对语音、数据、图像等业务可以实现透明传送。
基本原理（4）－系统设备组成电源子系统恒温除霜子系统监控、ATP子系统光发射子系统光接收子系统接入子系统FSO概述FSO基本原理FSO关键技术捕获/跟踪/瞄准(ATP)高功率光源及高码率调制技术光学收发天线和精密可靠的光束控制 高灵敏度的信号探测和处理技术FSO应用分析及对比FSO典型设备FSO的设计要点快速、精确的捕获/跟踪/瞄准(ATP)是保证实现空间远距离光通信的核心技术；（Acquisition,Tracking,Pointing） 一般要求ATP系统的跟踪精度优于2urad，描准精度优于1urad。
工作过程：粗方向对准甲方探测乙方的信标光甲方捕获跟踪甲方发送信标光互发信标光乙方探测甲方信标光乙方捕获跟踪乙方发送信标光对准？预瞄准精跟踪粗跟踪精跟踪ATP子系统：预瞄准系统、粗跟踪系统、精跟踪系统 预瞄准系统：根据预先计算或设定的通信方向，控制光束的方向，使其能较为准确的对准接收系统。
粗跟踪系统：实现在大视角/视场范围内捕获目标，并对目标进行粗跟踪，然后将目标控制在精跟踪能实现的范围内。
9捕获范围通常为±1-20°。
9通常采用CCD、带通率波器、信号实时处理的伺服执行机构完成。
精跟踪系统：在小视角/视场范围内调节瞄准系统，用以方向精瞄准，拟制设备微小振荡、建筑物微位移等引起的扰动。
9要求视场角度为几百urad，跟踪精度为urad，灵敏度为几nW。
9通常采用四象限红外探测器QD或Q-APD高灵敏度位置传感器、电子学伺服执行机构实现。
设备微振荡、位移的解决（1）偏光法：就是让激光在发出时偏离一定的角度，在到达接收器时会形成一个很大的光椎。
9偏转角可为3-6urad，当距离为1km时，光椎半径可达3-6米；9使用前一般使接收机置于光椎的圆心；9成本较低，但造成了接收侧能量的密度发散，接收机的接收功率会变弱，不适合高速率的数据业务。
设备微振荡、位移的解决（2）动态跟踪：通过反馈装置动态调整可移动镜片，控制入射光的传播方向，从而使激光束锁定目标。
9一种闭环控制系统，控制效果好；9适合高速的数据传输场合。
9但成本较高。
光学伺服系统信标光源识别反馈监测信号广义自动跟踪控制还包括以下几方面：动态链路控制----可减少数据丢失，提供错误容忍操作；动态跟踪----保持光束，减少建筑物摇摆造成的影响；动态激光补给----调整激光功率，克服严酷天气所引起的空气稀薄造成的影响；动态环境控制----维持适宜的操作温度，以保持链路性能的一致性；动态系统监测和管理----性能监测和故障管理与电信网络无缝结合现实世界中的自然环境是动态变化的，所以FSO系统必须具有动态跟踪机制。
光源主要采用800-860nm、1550nm波段的光源；9采用850nm，因为器件比较成熟，CCD探测器，四象限探测器？？？9采用1550nm，因为光源调制速率可以很高，波长稳定，可以用EDFA进行功率放大。
多采用半导体激光器或半导体泵浦的Nd:YAD固体激光器作信号光和信标光源；工作波长满足“大气窗口”；用于ATP系统的信标光源，要求提供数瓦级的连续光或脉冲光。
9可以在大视场、高背景光干扰下，快速精确的捕获和根总目标；9调制频率为几十Hz-kHz。
调制方式多采用IM-DD方式（强度调制、直接检测）；实现较简单主要采用幅度调制ASK/OOK或DPDM方式；信标光采用CW方式。
编码方式多为开关监控（OOK）编码和曼彻斯特编码方式。
直接调制又称为内调制，即直接对光源进行调制，通过控制半导体激光器的注入电流的大小来改变激光器输出光波的强弱。
具有结构简单、损耗小、成本低的特点，但存在啁啾。
适用低速率、短距离。
间接调制又称做外调制，即不直接调制光源，而是在光源的输出通路上外加调制器对光波进行调制，此调制器实际上起到一个光开关的作用。
检测器件在工作范围内有足够高的响应度即灵敏度；常用的光检测器p-i-n光电二极管（PIN-PD）和雪崩光电二极管APD 。
关键技术（3）-高灵敏度的信号探测和处理技术空间的接收信号功率与传输距离的平方成反比；而日光、杂散光等信号相当强，信收端的信噪比往往小于1；通过以下途径：在允许的范围内信号发射增大功率；对接收信号进行处理：9光信道上采用光窄带滤波器，拟制背景杂散光的干扰：如：吸收滤光片，干涉滤光片和原子共振滤光片。
提高接收机的灵敏度，拟制噪声；9选择量子效率高、灵敏度好、响应速度快、噪声小的光电探测器；9目前采用Q-APD(四象限APD探测器)和CCD接收器件，同时采用光、电滤波器。
冗余链路控制(RLC)FSO系统通过专利未决(Patent-pending Control) RLC 来缓解由媒质产生的比特错误，其误码率达到10-12，象这样的BER以前只有在光纤媒质中才可能产生。
FSO的RLC模块可自动监测多条链路上的数据，当一条链路上有干扰发生时，FSO系统可将其所传送的数据倒换至其它链路，专利一等待过程同时发生，没有任何数据丢失。
同时，如果太阳光与FSO系统所产生的光束在一条直线上，可能导致接收装置产生“饱和”，寄存器通信信号丢失．FSO系统采用冗余链路配置时，可保护此信号。
关键技术（4）-光学收发天线和精密可靠的光束控制收发天线发射端，将激光器光束质量较差、发散角大的光压缩为：发散角为毫弧度级，然后再通过发射望远镜进一步准直成微弧度级的光束。
激光通信介绍
背景六十年代激光出现以来，光学和整个现代科学的面貌都焕然一新，激光以其突出的高度相干性、高亮度、方向性好、极小的发散角、功率集中等优异特点广泛应用于各个邻域中。
空间激光通信是指利用激光束作载波在陆地或外太空直接进行语音、数据、图像信息双向传送的一种技术。
与微波通信相比，激光通信具有以下显著的优势：激光波长短，通信容量显著增大；较小的发射功率需求；较小的收发天线和系统结构；各通信链路间的电磁干扰小；由于通信激光束发散角很小，保密性强，这一点对军事应用十分重要。
研究现状主要研究单位有：NASA的喷气推进实验室、美国空军部、林肯实验室、欧空局、日本邮政通信室、宇宙开发事业团。
国内目前主要研究单位有哈尔滨工业大学、北京大学、电子科技大学、长春理工大学、上海光机所、武汉大学及空间技术研究院504所等。
关键技术：激光及高码率调制技术、光学准直技术、高增益光学收发天线、高灵敏度光信号接收技术、快速精确的APT（捕获、瞄准、跟踪）技术、大气信道技术。
自由空间光通信原理：最初的无线激光通信系统和无线电系统在结构上基本相同。
信号通过调制器加载到光波上，通过光学天线将发散角极小的光束向发射出去。
接收端的光学天线捕获到经调制的光波后，首先经过光探测器件将光信号转换为电信号，然后由解码器解调作加载的信号。
其中激光器类似于无线电通信中的射频发生器。
发射端和接收端的收发光学天线相当于无线电收发电线。
所不同的仅仅是激光通信使用光波作为信息的载波。
光学天线其实就是光学望远镜，只是尺寸有明显的减小。
一、光空间通信技术（FSO）自由空间光通信或称无线光通信（FSO：Free Space Optical Communication）是一种宽带接入方式。
FSO是光通信和无线通信结合的产物，是用小功率红外激光束在大气中传送光信号的通信系统，也可以理解为是以大气为介质的激光通信系统。
FSO有两种工作波长：850纳米和1550纳米。
850纳米的设备相对便宜，一般应用在传输距离不太远的场合。
自由空间光通信中DPSK和DQPSK研究和比较
自由空间光通信中DPSK和DQPSK研究和比较张慧颖【摘要】对自由空间光通信(FSO)中两种调制格式DPSK(差分相移键控)和DQPSK(差分正交相移键控)进行研究比较,并且提出采用马赫增德尔调制器(MZM)和马赫增德尔延迟干涉仪(MZDI)搭建光DPSK和DQPSK系统.在新型光学仿真软件Optisystem平台上完成对系统的仿真.【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2015(039)012【总页数】3页(P55-57)【关键词】FSO;DPSK;DQPSK;调制性能【作者】张慧颖【作者单位】吉林化工学院信息与控制工程学院,吉林132022;长春理工大学空间光通信研究所,长春130000【正文语种】中文【中图分类】TN914.3自由空间光通信（FSO）起初以OOK调制格式为主，但是随着新型调制格式的出现，越来越多的学者开始关注DPSK调制格式［1］。
在接收机的光信噪比上，DPSK调制格式比OOK调制格式高出3dB，由于DPSK利用干涉原理的相干探测技术在解调信息时可以抑制大气湍流影响，因此DPSK调制格式是现在FSO的首选调制格式。
本文在光DPSK调制格式的基础上，研究和讨论了光DQPSK调制格式的调制和解调方式，且在新型光学仿真软件Optisystem平台下搭建了基于光DPSK和DQPSK的自由空间光通信系统模型。
典型的光相位DPSK调制与解调系统由光相位调制/解调器和3dB耦合器组成，该系统是基于马赫增德尔调制器（MZM）和马赫增德尔延迟干涉仪（MZI）进行设计。
该系统将传输的信息包含在前后相邻码元之间的相位差Δφ中，若Δφ=0表示传输信息码为“1”，则前后相邻的两个码元相同；Δφ=180°（或）时表示码“0”。
光DPSK调制解调方式可以避免“倒π”现象的发生，在抗噪声方面也很优越。
本文采用两个MZM串联形式产生光DPSK信号。
MZM1调制器用于波形切割，即在时钟信号的驱动下产生脉冲包络；MZM2调制器实现相位编码调制。
无线光通信技术的发展
浅谈无线光通信技术的发展摘要：现如今，人们的生活伴随着信息化的发展而日新月异，在光通信方面，人们对传输的速度的要求愈来愈高，高速率数据的使用量更是在大幅度的增加。
正是由于光纤通讯的这一特点，使之成为了广域通信网中的中坚力量。
在当今社会的广域通信网络中，约八成以上的信息是通过光纤通信来传递的。
从这些信息来看，光纤通信百利而无一害。
但是凡事有利必有弊，从光纤网络到用户之间的门户地区，假如架设光缆将产生巨大的浪费且费时费力。
那该如何是好呢？笔者将通过无线光纤通信技术的实施来解决这个问题。
关键词：fso技术；光纤；成本节约光通信分为有限光通信和无线光通信两种，有线光通信即光纤通信，已经成为广域网，城域网的主要传输方式之一。
无线光通信又称为自由空间光通信。
（fsofreespaceopticalcommunication）。
fso技术以激光为载体，用点对点或者点对多点的方式来实现连接。
一、无线光通信的简介。
光通信的出现其实比无线电通信还要早一些。
波波夫发送与接收第一封无线电报是在1896年。
但是已发明电话而著名的，家喻户晓的贝尔，在1876年发明电话之后，就想到了利用光来通电话的问题。
1880年，他利用太阳光作为光源，用硒晶体（为一种链状自然金属单质矿物、三方晶系，空间群为93.21，晶体沿z轴延长呈针状、柱状、灰色、条痕红色，解理平行三组完全，晶体易弯曲，具挠性。
莫氏硬度2.25～3。
密度4.8克/立方厘米，为硒化物的风化产物，由硒铅矿变来，常与褐铁矿共生。
）作为光的接收器件，成功的完成了光电话的试验。
而通话的最长距离已经达到了213米。
在笔者看来，在贝尔毕生的发明中，光电话应该当之无愧为最伟大的发明。
无线光通信的系统组成可如图所示如图可以看出，一个无线光通信系统包括三个基本的组成部分，发射机，信道和接收机。
fso系统的传播介质是大气，它是凭借大气进行光的信号传播。
所以，只要在发射机和接收机之间存在足够的光发射功率，并且存在无遮挡的视距路径，就可以完成fso的通信了。
无线光通信技术课件ppt.pptx
FSO的特点和优势 六
• 成本低
光纤网络的成本通常很高，铺设过程耗时， 而且投资不可撤回，而无线光通信技术可以在城 域光网之外提供高带宽连接，而成本只有在地下 埋设光缆的五分之一。
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接入方式各种性能
带
宽
保密性
传输距离
成
本
建设速度
市政许可
频率许可
便携性
维
护
光纤接入 Gbps以上 好 120公里以上 10-20万美元/ 公里 4-12月 有 无 困难 复杂
无线光通信技术
杨奋华
前言
• 无线光通信也称为自由空间光通信（Free Space Optics），简 称为FSO。 • FSO技术具有高带宽、部署迅速、费用合理等优势。FSO技术以 激光为载体，用点对点或点对多点方式实现连接。虽然FSO通信不 需要光纤而是以空气为介质，但由于其设备以发光二极管或激光二 极管为光源，因此又有“无线光纤”之称。
光接收机的灵敏度是研究接收机的主要问题。
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FSO的关键技术
• 高功率激光光源技术 • 光收发天线和精密可靠的光束控制技术 • 大气信道的研究 • 高灵敏度的信号探测和处理技术 • 高精度的捕获、跟踪和瞄准( ATP) 技术
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高功率激光光源技术
在FSO 通信中,背景光的干扰很强,所以 在通信过程中需要大功率、低损耗光源,调制 速率又要尽可能高。同时,光源的调制需要采 用纠错技术,尽可能减少误码和突发误码。目 前, 主要采用800～860 nm波段和1 550 nm 波段的光源。800 nm 波段光源研究时间较 早,器件比较成熟，被广泛采用。
FSO的提出：“最后一公里”的新方案
随着通信网建设的发展，局域网以及千兆以太网开始 快速增长，将这些高速的局域网和千兆以太网连接到运营 商的通信网络，必须依靠容量巨大的接入网络。当前有很 多接入技术可供选择，比如光纤、微波、XDSL等，但光 纤敷设时间长及高额投入限制了普及；微波技术日渐成熟 ，但这种接入方式需要高额的初始投资（频谱许证），对 业务提供商而言，这种接入方式不很经济；尽管铜缆是一 种易得的传输媒质，但XDSL带宽太低。
FSO中PS-QPSK调制系统分析
FSO中PS-QPSK调制系统分析吴猛;张慧颖;陈伯权【摘要】在自由空间光通信(FSO)系统中,由于先进的调制格式能大大提高频谱效率,并可以改善系统的传输容量而备受采用.在研究QPSK(正交相移键控)调制的基础上,对新型调制格式PS-QPSK(偏振切换正交相移键控)的调制和解调方案进行研究,并在新型光学仿真软件Optisystem平台下完成基于PS-QPSK调制格式的系统仿真,实现FSO系统中PS-QPSK调制系统的分析.通过仿真结果可以看出,该系统可以很好地实现PS-QPSK的调制和解调,具有很好的传输性能;当进行长距离传输时,系统的误码性能降低较小.因此,采用PS-QPSK调制格式的空间光通信系统具有可行性,适合长距离传输.%Because the advanced modulation formats can greatly improve the spectral efficiency and improve the transmission capacity of system,the free space optical communication (FSO) system has been widely adopted.In this paper,the new modulation format PS-QPSK modulation and demodulation scheme was studied,and system simulation was completed under the new opti-system optical simulation software platform based on PS-QPSK modulation format,and performance of the system was analyzed.From the simulation results,it could be seen that the system could well implement PS-QPSK modulation and demodulation,and it had better transmission performance.For long distance transmission,the BER performance of system was reduced.As a result,the PS-QPSK modulation format of space optical communication system is feasible,and is more suitable for long distance transmission.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】4页(P146-148,183)【关键词】偏振切换正交相移键控;调制;解调;自由空间光通信【作者】吴猛;张慧颖;陈伯权【作者单位】吉林化工学院信息与控制工程学院,吉林吉林132022;吉林化工学院信息与控制工程学院,吉林吉林132022;吉林化工学院信息与控制工程学院,吉林吉林132022【正文语种】中文【中图分类】TN929.1自由空间光通信(FSO)是光通信和无线通信结合的产物，是一种新兴的宽带接入通信技术。
卫星光通信简介
空间光通信发展展望
近年来旳商业需求和空间信息公路、信息高速公路旳发展,对卫星间激光链 路技术要求愈加迫切,这些已经作为美国、欧洲、日本等国发展该方面技术 旳动力,并正向商业应用转化。 目前空间光通信系统发展旳趋势主要是: (1) 空间光通信系统旳应用正在向低 轨道小卫星星座星间激光链路发展; (2) 激光星间链路顾客终端向小型化、一 体化方向发展; (3) 低轨道小卫星星座激光链路正进入商业化、实用化发展阶 段。 在空间光通信研究旳前期,主要是以中继星为应用背景。然而,伴随小卫星星 座旳迅猛发展,国外对第二代中继星旳爱好已经下降,对小卫星星座旳爱好大 大增长。空间光通信研究工作,已经开始逐渐从以中继星为主要背景转到以 小卫星星座为应用背景上。能够预见,研究要点将会逐渐转移到小卫星星座 星间激光链路旳研究上。基于此点,对小卫星星座星间激光链路旳研究工作 将在空间光通信旳研究中占有主要地位。
卫 星 光 空间域 通 信
卫星一 地面 卫星一 卫星
工作原理
卫星光通信系统
光源子系统
在卫星光通信中， 通信光源至关主 要。它直接影响 天线旳增益、探 测器件旳选择、 天线直径、通信
距离等参量
发射、接受子系统
光发射机大致可 以为是光源、调 制器和光学天线 旳级联，而光接 受机则可看成是 光学接受天线和 探测器、解调器
光通信是人们经过数年探索并于近几年取得突破性进展旳新技术。 而卫星光通信更是一种崭新旳空间通信手段。利用人造地球卫星 作为中继站转发激光信号，能够实目前多种航天器之间以及航天 器与地球站之间旳通信。
什么是光通信？
光通信是一种以光波作为传播媒质旳 通信方式。光波和无线电波同都属于 电磁波，但光波旳频率比无线电波旳 频率高，波长比无线电波旳波长短。
远距离红外激光无线通信系统设计与实现
介绍采用无线通信、码分多址通信、激光、传感器等技术设计实现的越境监控系统,详细介绍了系统的组成、工作原理、技术特点、主要电路设计、达到的技术指标,以及为提高可靠性采取的一些措施.
3.学位论文邓磊自由空间光通信系统结构的研究2005
自由空间光(FreeSpaceOptics,简称FSO)通信是传输调制红外光的光通信技术,它基于光传输方式、采用红外激连接,是一种既有无线通信特征又有光通信高速传输优势的视距技术。论文包括四章。第一章首先简述了FSO的历史由来、技术优势和应用领域,以及国内外发展历程与最新研究动态。接下来,介绍了系统基本构成,并与其他无线接入方式就性能、应用等方面进行了比较。第二章研究了地面空间光通信大气信道。首先介绍了空间光通信的光学本质、大气衰减效应与大气湍流效应,建立了大气衰减信道模型与大气湍流信道模型
天津大学
硕士学位论文
远距离红外激光无线通信系统设计与实现
姓名:马鑫
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:李晓红
20080501
远距离红外激光无线通信系统设计与实现
本文简单介绍了自由空间激光通信的发展历程、技术优势及应用和国内外发展状况,讨论了影响FSO性能的主要因素,提出了一种实用的FSO系统设计方案,分析了FSO系统的发送及接收端的各部分功能,特别是对VCSEL管发射电路、雪崩二极管(APD)接收及偏置电路及PECL电平和接口进行了详细分析,对FSO系统的一些重要参数进行了估算,介绍了FSO样机的实验、重要指标的测试、系统功能演示的方法,并对如何进一步提高FSO系统性能指标提出了一些建议。
本文链接:/Thesis_Y1519141.aspx
无线光通信—现代通信技术的新宠儿
无线光通信—现代通信技术的新宠儿光通信" title="无线光通信新闻专题" target='_blank'>无线光通信技术高速率数据传输系统构成光通信分为有线光通信和无线光通信两种。
其中，有线光通信即光纤通信，在过去的几年中，由于人们对传输速率的要求越来越高，使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增，光纤通信因为能传输高速率的数据，已成为广域网、城域网的骨干网络之一，如今在广域通信网中更有80%以上的信息是通过光纤传输的。
无线光通信又称自由空间光通信(FSO，Free Space Optical communication)。
其作为一种光通信技术，具有三十多年的研究历史。
最初，由于光学器件制造成本较高，无线光通信的研究仅限于星际通信和国防通信领域。
近年来，由于光通信器件制造技术的飞速发展，导致无线光通信设备的制造成本大幅下降，尤其是其解决了从光纤骨干网到用户之间的"最后一英里"的问题，人们才又逐渐开始了无线光通信的民用研究。
一、无线光通信技术的现状：1、国外研究现状在FSO领域，国外已经开始了将近10年的研究，但是FSO 产品真正投入使用也就是最近几年的事情。
在FSO这个领域里，国外几个大的FSO厂家，包括LightPointe、AirFiber、Canon、Terabeam。
LightPointe将自由空间光学技术用于创造、设计和制造电信公司等级的光传输设备，向电信服务商提供比传统光缆传输速度更快、成本更低的高速通讯解决方案。
LightPointe的系统以超快的带宽速度提供安全可靠的无线传输，速度最高可达2.5Gbit/s，产品适应性强，可解决城市地区的连接问题。
AirFiber位于美国加洲SanDiego，主要服务于大城市大楼宽带接入。
它的产品称为OptiMesh，网络结构为网眼状拓扑结构，冗余备份短距离622Mbit/s无线光传输系统。
自由空间光通信的Fast QC-LDPC编码
非奇异的，则 由 LD P C 码校验矩阵特性可以得到生成矩阵G 及 长 度 - ^ B I N_M ~\;cn = u n -G
式 中 為 =[\。 、 …
特向量。
2 LDPC编码误码率性能
中图分类号 TN 929.1
文献标识码 A
文 章 编 号 ：1673-1131(2017)02-0223-03
〇引言
随着科技的进步和信息时代的飞速发展，人们对通信服 务 的 要 求 与 日 俱 增 。激 光 通 信 的 高 速 高 效 逐 渐 受 到 关 注 。近 地激光通信中，大气信道是随机的，气体分子、水雾、雪 、气溶 胶等粒子的几何尺寸与激光波长相近甚至更小，这就会引起 光的吸收和散射，尤其在强揣流下，光信号会受到严重干扰[1_2]。 对 于 激 光 通 信 信 号 干 扰 的 分 析 ，主 要 集 中 在 大 气 吸 收 和 散 射 上 ；而针对大气揣流所引起的光闪烁、漂移 、扩展以及大气色 散 等 问 题 的 研 宄 近 些 年 才 逐 渐 增 多 ，它 会 增 大 接 收 信 号 的 信 噪 比 ，增 加 误 码 率 从 而 影 响 通 信 距 离 、通 信 带 宽 [3]。因 此 ，信道 模型和差错控制编码的选择会直接影响光通信的性能。
式 中 ，crx2为 对 数 振 幅 方 差 。
通信工程项目不同于一般工程项目的原因，面对特殊的通信 工 程 施 工 ，工 作 人 员 面 对 的 挑 战 和 压 力 都 非 常 大 ，无形中增加 了施工质量控制的难度系数。所以 ，为确保通信工程质量可 靠 ，需要加强施工质量控制，从施工前期、中期、后期等各个环 节 着 手 ，每 一 个 环 节 都 应 做 充 分 的 准 备 工 作 ，从而确保整体工 程项目的质量。
自由空间光通信中极化码的应用研究
自由空间光通信中极化码的应用研究邢莉娟;李卓;王卓【期刊名称】《光通信研究》【年(卷),期】2024()3【摘要】【目的】在自由空间光(FSO)通信中,大气湍流效应会导致通信链路性能下降。
【方法】文章提出了一种极化码信道编译码方案,使用蒙特卡洛算法构造了针对FSO通信中常见的Gamma⁃Gamma分布大气湍流信道的极化码。
比较了文章提出的极化码编译码方案与未编码以及相近码长的低密度奇偶校验(LDPC)码在Gamma⁃Gamma分布大气湍流信道下的误码率(BER)。
【结果】仿真结果表明,所提极化码与未编码比较时,在弱湍流强度下,当信噪比>6.7 dB时,极化码方案性能相较于未编码更优;在中湍流强度下,当信噪比>10.3 dB时,极化码方案性能相较于未编码更优;在强湍流强度下,当信噪比>11.5 dB时,极化码方案性能相较于未编码更优。
所提极化码与LDPC码比较时,在弱湍流情况下,当信噪比>7.1 dB时,极化码整体性能优于LDPC码;在中湍流条件下,当信噪比>10.6 dB时,极化码整体性能优于LDPC码;在强湍流条件下,当信噪比>12 dB时,极化码整体性能优于LDPC码。
此外,在码长短、码率低和译码宽度小时,文章所提出的极化码编译码方案具有更优的性能。
【结论】使用所提极化码编码后,有效改善了FSO通信系统中的大气湍流效应,而且在中、高湍流强度这两种恶劣的大气湍流信道环境中,文章所提方案展现出了比LDPC码更为明显的优势。
表明在FSO通信中,极化码具有良好的发展前景。
【总页数】6页(P134-139)【作者】邢莉娟;李卓;王卓【作者单位】西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TN911.22【相关文献】1.自由空间光通信中的极化码译码方法研究2.自由空间光通信中校验码辅助极化码译码研究3.自由空间光通信中一种低复杂度的极化码构造方法4.自由空间光通信中极化码译码方法研究5.自由空间光通信中的极化码凿孔方法研究因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。