光纤通信专业课程设计方案报告.doc

西安科技大学光纤通信课程设计报告自由空间光通信技术应用研究专 业： 通信技术 班 级： 0901班 姓 名： 吴松 学 号： 成 绩： 姓 名： 巨亚萍 学 号： 成 绩： 姓 名： 马柱 学 号： 成 绩： 姓 名： 王芳 学 号： 成 绩： 姓 名： 颜龙龙 学 号： 成 绩： 设计时间： .12.28.01.03 审视教师： 西安科技大学通信通信学院目 录1理解欧美发达国家在自由空间光通信方面研究现状页码2理解自由空间光通信基本原理页码3. 分析自由空间光通信系统中核心技术4. 对自由空间光通信技术应用前景进行分析一理解欧美发达国家在自由空间光通信方面研究现状20世纪60年代，科技界曾掀起了研究自由空间光通信热潮，但由于受到天气严重影响，到了20世纪70年代，在光纤通信迅速发展同步也陷入了低谷。有国家甚至宣布自由空间光通信是一条“死胡同”。但随着激光器成本不断下降以及高敏捷度接受器和先进通信电子设备发展，自由空间光通信已经成为下一代光通信研究发展方向之一。与激波通信相比，自由空间光通信使用激光频率高，方向性强，可用频谱宽，无需申请频率使用允许；与光纤通信相比，自由空间光通信造价低，施工简便、迅速。它结合了光纤通信和激波通信优势，已成为一种新兴无线宽带接入方式，收到了人们广泛关注。20世纪90年代后期，随着全光接入网发展，人们对传播速率规定越来越高；随着通信范畴延伸，人们对快捷通信链路建立兴趣进一步提高。自由空间光通信技术因其具备独到优势，在固定无线宽带技术中，能为宽带接入迅速布置提供一种灵活解决方案，又得到了极大关注。其应用范畴已参军用和航天逐渐迈入民用领域，其技术自身也在不断完善中。 美国是世界上开展空间光通信最早国家，也是技术走在最前沿国家之一，它最重要研究部门有美国宇航局（NASA）和美国空军（AirForce）等。NASA早在上世纪70年代初就资助进行二氧化碳激光器和灯泵浦Nd：YAG激光器空间通信系统研究。此项研究重要用于高码率低轨卫星间（LEOLEO）光链路和低码率深空（Deep Space）光中继，此后，体积小、重量轻和成本低低轨卫星（LEO）增多，以及相应核心技术和元器件发展，激光通信应用逐扩展到LEOLEO，LEOGEO（地球同步轨道卫星），LEO地面站和LEO飞机光通链路。欧洲空间局（ESA）在空间光通信方面不但研究早，并且制定了一系列研究筹划，从上世纪70年代起，就已经对空间激光通信有关技术进行了有环节、周密细致研究，如进行基本技术研究ARP筹划，星间激光通信系统及技术研究ASTP筹划等。从1989年开始实行半导体激光通信链路实验SILEX(Semiconductor Lsater Intersatellite Link Experiment)筹划中还涉及与日本合伙进行空间激光通信实验，日本用OICETS卫星上激光通信终端LUCE与SILEX终端进行通信实验，该筹划将使欧洲空间局在民用卫星激光通信方面处在领先地位。1994年通过了SILEX设备级方案评审，1996年进行了子系统性能测试，发射地球同步卫星传播50Mbps数据率，采用波长为800-850nm通信光功率不超过60mW。SILEX筹划目是发展星际激光通信系统所有单元技术及元器件，建立和测试星际激光通信系统。自由空间光通信 空间激光通信系统是指以激光光波作为载波，大气作为传播介质光通信系统。自由空间激光通信结合了光纤通信与微波通信长处，既具备大通信容量、高速传播长处，又不需要铺设光纤，因而各技术强国在空间激光通信领域投入大量人力物力，并获得了很大进展。 传播原理 大气传播激光通信系统是由两台激光通信机构成通信系统，它们互相向对方发射被调制激光脉冲信号（声音或数据），接受并解调来自对方激光脉冲信号，实现双工通信。图1所示是一台激光通信机原理框图。图中系统可传递语音和进行计算机间数据通信。受调制信号通过功率驱动电路使激光器发光，从而使载有语音信号激光通过光学天线发射出去。另一端激光通信机通过光学天线将收集到光信号聚到光电探测器上，然后将这一光信号转换成电信号，再将信号放大，用阈值探测办法检出有用信号，再通过解调电路滤去基频分量和高频分量，还原出语音信号，最后通过功放经耳机接受，完毕语音通信。当开关掷向下时，可传递数据，进行计算机间通信，这相称于一种数字通信系统。它由计算机、接口电路、调制解调器、大气传播信道等几某些构成。 接口电路将计算机与调制解调器连接起来，使两者能同步、协调工作；调制器把二进制脉冲变换成或调制成适当在信道上传播波形，其目是在不变化传播成果条件下，尽量减少激光器发射总功率；解调是调制逆过程，把接受到已调制信号进行反变换，恢复出原数字信号将其送到接口电路；同步系统是数字通信系统中重要构成某些之一，其作用是使通信系统收、发端有统一时间原则，步调一致。 下图是激光通信原理图 当前在自由空间光通信（fso）领域，国外已经开始了将近研究，但是fso产品真正投入使用也就是近来几年事情。在fso这个领域里，国外几种大fso厂家，涉及lightpointe公司，airfiber 公司，canon 公司，terabeam 公司。lightpointe收到corning和思科系统公司投资款3千多万美元（现已增值至5千多万美元），而airfiber则获得大概来自北电网络5千万美元（现已增值至9千多万美元），朗讯科技则投资了4亿5千万美元巨资在terabeam身上（现已增值至5亿8千多万美元）。几种公司研究现状分别简介如下：（1）lucent98年3月开始开发，99年3月发布wavestar opticair system 产品。单波长，传播速率2.5 gb/s，四波长10 gb/s，距离5km，99 年12月，global crossing ltd. 现场使用。terabeam，lucent宣布组建 terabeam internet systems，产品是基于ip 无光纤点到多点网络，发送和接受机，固定在办公室窗户上小卫星碟。这些卫星碟型天线波束与安装在楼内基站相连。lucent投入资金、研究开发资源，知识产权，价值450百万美元自由空间光产品。terabeam 产品都用lucent 商标，光元件，网络设备和服务优先选用lucent 。terabeam拥有70%股份,可以使用技术和销售客户。（2）lightpointe公司将自由空间光学技术用于创造、设计和制造电信公司级别光传播设备，向电信服务商提供比老式光缆传播速度更快、成本更低高速通讯解决方案。lightpointe系统以超快带宽速度提供安全可靠无线传播，速度最高可达2.5gb/s，产品适应性强，可解决都市地区连接问题。公司拥有多项正在申请专利专有技术，可提供电信公司级别网络可用性。lightpointe自由空间光传播（fso）产品在第一层（物理层）工作，可适应任何合同（sonet、sonet/sdh、atm、fddi、以太网、迅速以太网）。产品涉及各种飞行自由空间光传播解决方案，其中有flightlite、flightpath、flightspectrum。速度最高可达1.25 gb/s，提供兆位级以太网通讯能力，工作波长为850纳米（nm）。秋季将开始向市场提供2.5 gb/s flight spectrum，其使用半径为1000米，采用1550nm波长。产品lightstation 特点有如下某些：a. 数据率从1 mbps到1.25 gb/s ；传播距离达2.5kmb. 分布snmp监视采用光接口c. 信号高度安全d. 合同透明（ip，ethernet，atm，sonet，fddi）；容易集成到现存网络e. 内置望远镜和信号强度表f. 微调控制；内部装有加热器，具备镜头防霜功能g. 采用自动微波备份互换技术，可使用率达99.999%，采用lightpointe patent pending force?技术（free-space optical radio communication equipment）可补偿纯光通信带来限制。使用不必允许证扩展频谱ism频带lbs 100/10微波备份互换产品，可克服有雾天气限制。（3）airfiber公司位于美国加洲san diego，98年5月成立，重要服务于大都市大楼宽带接入。它产品称为optimesh，网络构造为网眼状拓扑构造，冗余备份短距离622mb/s无线光传播系统。产品特点有：a. 运营中心由互换，路由，服务平台，nmcs，网关到载体isrsb. 主干传播由光纤环，adms，光纤/铜线分布，微波链路等c. 从核心网到初级顾客网涉及airfiber 节点，楼房pop，初级ntu或服务平台d. 基本服务提供顾客lan，pbx,布线，终端设备，电话，计算机（4）canon是世界知名生产光学仪器公司，运用在光学系统方面优势，也踏足自由空间光通信系统领域。重要产品有：canobeam dt-50，速率从25mb/s到622mb/s. 可连接 fastethernnet,fddi，atm。特点是具备自动跟踪系统，调节探测器件位置以检测激光束光轴，因此不因建筑物摆动和震动而使传播中断。同步，镜头自动跟踪特性增长传播距离达2km。canobeam iii：数据率达到622mb/s，有不同网络接口，如atm，fddi，fast ethernet，并可选取snmp tcp/ip。在国外，FSO系统重要在美英等经济和技术发达国家生产和使用。到当前为止，FSO己被多家电信运营商应用于商业服务网络，比较典型有Terabeam和Airfiber公司。在悉尼奥运会上，Terabeam公司成功地使用FSO设备进行图像传送，并在西雅图四季饭店成功地实现了运用FSO设备向客户提供10OMb/s数据连接。该公司还筹划4年内在全美建设100个FSO都市网络。而Airfiber公司则在美国波士顿地区将FSO通信网与光纤网（SONET）通过光节点连接在一起，完毕了该地区整个光网络建设。 当前商用FSO系统（见图1）普通采用光源直接输出、光电探测器直接耦合方式，这种系统有如下几点缺陷： （l）半导体激光器出射光束在水平方向和垂直方向发散角不同，且出射光斑较粗，因而咱们需要先将出射光束整形为圆高斯光束再准直扩束后发射，这样发射端光学系统就较为复杂，体积也会相应增大。 （2）在接受端，光斑经光学天线会聚之后直接送入PD转化为电信号。普通，咱们需要提供点到点，双向通信系统，这样，FSO系统每个终端都涉及了激光器，探测器，光学系统，电子元器件和其中有源器件所需要电源。这种系统体积普通比较大，重量大，成本也比较高。从FSO系统终端内部构造图中可以看出，完毕一种简朴点到点链路需要6个OE转换单元。随着人们对带宽需求越来越高，PD成本也越来越高，6个OE转换单元大大增长了成本闭。 （3）FSO终端设备普通安装于楼顶，如果终端中具有大量有源设备，会给咱们安装带来了诸多不以便。 （4）系统可扩展性很小。如果顾客所需要带宽增长，那么封装在一起整个FSO系统终端都需要被新终端取代，安装新设备过程需要再次对准，整个升级过程所需要时间很长，给人们带来巨大损失。 1.2 基于光纤耦合技术FSO系统 光纤输出、光纤输入自由空间光通信系统（见图2），激光器输出高斯光束耦合至光纤再经准直出射，传播一定距离后，光束通过适当聚焦光学系统聚焦在光纤纤芯上，沿着光纤传播后经PD接受还原信号。这样咱们通过在发射和接受端都采用光纤连接方式，只需要在楼顶放置光学天线系统，而将其她控制系统通过光纤放置于室内就可以实现点到点连接，整个系统构造简朴，易于安装。 这种新型FSO系统具备如下长处：减少了不必要E一O转换，一条链路当前只需要2个OE接口即可，大大减少了成本。光学系统较为简朴，光纤出射光束普通为圆高斯光，不需要整形，简化了光学系统，减小了体积，易于安装。易于升级及维护，当顾客带宽增长时，咱们只需要对放置在室内系统进行升级即可，免除了复杂繁琐对准过程。基于光纤耦合空间光通信系统可以较好与既有光纤通信网络结合，运用既有比较成熟光纤通信系统中器件如发射接受模块，EDFA和WDM中所用到复用器和解复用器。可以与光码分多址复用技术（OCDMA）相结合，构成自由空间OCDMA系统，进一步扩大系统带宽。 对于一种基于光纤耦合技术FSO系统而言，如下2个因素必不可少：体积小，重量轻光学天线系统一种最佳光学天线设计一方面必要使尽量多光耦合进单模光纤，获得最大耦合效率；另一方面要能通过粗跟踪系统测出入射光角度；此外，必要满足尽量高通信速率和稳定性。性能良好跟踪系统要使光学接受天线接受到光可以有效耦合进纤芯和数值孔径都极小单模光纤，咱们必要为系统加上双向跟踪系统。总之，空间光通信是包括多项工程交叉科学研究课题，它发展与高质量大功率半导体激光器、精密光学元件、高质量光滤波器件、高敏捷度光学探测器及迅速、精密光、机、电综合技术研究和发展密切不可分，光电器件、激光技术和电子学技术发展，为空间光通信奠定了物质基本。 发展趋势 星际自由空间光通信技术可行性问题已经解决，虽然至今尚未真正实现星际通信，但是发射功率、接受敏捷度、捕获和瞄准规定、热稳定性和机械稳定性等核心技术近几年已获得明显进步，相信不远将来将取代微波通信成为星际通信重要手段。 地面空间光通信将作为一种重要手段进入本地宽带接入市场，特别是那些普通没有光纤连接中小公司。 微波系统和自由空间光通信系统在许多方面可互为补充，前者能提供大区域内低速通信，而后者能提供社区域内高速灵活连接。各种系统无缝连接能使顾客得到更以便服务。此外，微波系统还可与自由空间光通信系统互为备份，在天气恶劣甚至无法进行光通信时，启动微波通信系统，可以大大提高通信系统合用性和可靠性。 在战场上，当受到敌方强电磁辐射干扰时，会导致微波通信系统失效，而光纤通信系统既无法在短时间内建立起来，也不能满足机动性规定。此时自由空间光通信系统优势立即显现：它能在极短时间内建立，还对电磁干扰免疫，因此自由空间光通信在军事领域有着广泛应用前景。 研究重点 光源 光源波长应选取在透过率良好“大气窗口”。发射功率要考虑到人眼安全。对于光源，除了规定输出光束质量好、工作频率高、出射光束窄以外，还要考虑激光器输出功率稳定性、频率稳定性、光束方向稳定性和工作寿命等。因而有必要对新激光光源技术进行进一步研究。多模二极管激光器光谱较宽，大气色散等因素会引起一定脉冲扩展，从而限制通信速率，因而需要做进一步分析。自由空间光通信系统本来多采用800nm波段光源，这是由于此波段激光器体积小、重量轻、效率高，比较成熟，有成品；同步该波段也有比较成熟铯原子滤波器。近年来，随着光纤通信技术成熟，自由空间光通信工作波段有向1550nm波段发展趋势。 自由空间光通信可在如下某些范畴发挥重要作用。1）可以作为光纤通信和微波通信冗余链路备份；2）可以应用于移动通信基站间互连，无线基站数据回传；3）应用于城域网建设以及最后一公里接入；4）在技术上或经济上不适当敷设光缆地区，在不适当采用或限制使用无线电通信地方；5）在军事设施或其她要害部门需要严格保密场合6）在公司内部网互连和数据传播。以上第一某些内容是巨亚萍（）同窗查找关于欧美发达国家在自由空间光通信方面研究现状某些资料共五页内容二理解自由空间光通信基本原理 自由空间光通信系统（FSO）是以大气作为传播媒质来进行光信号传送。只要在收发两个端机之间存在无遮挡视距途径和足够光发射功率，通信就可以进行。系统所用基本技术是光电转换。在点对点传播状况下，每一端都设有光发射机和光接受机，可以实现全双工通信。光发射机光源受到电信号调制，并通过作为天线光学望远镜，将光信号通过大气信道传送到接受端望远镜。高敏捷度光接受机，将望远镜收到光信号再转换成电信号。由于大气空间对不同光波长信号透过率有较大差别，可以选用透过率较好波段窗口。光无线系统普通使用850nm或1550nm工作波长。同步考虑到1500nm光波对于雾有更强穿透能力，并且人眼更安全，因此1550nm波长FSO系统具备更辽阔使用前景。自由空间光通信与微波技术相比，它具备调制速率高、频带宽、不占用频谱资源等特点；与有线和光纤通信相比，它具备机动灵活、对市政建设影响较小、运营成本低、易于推广等长处。自由空间光通信可以在一定限度弥补光纤和微波局限性。它容量与光纤相近，但价格却低得多。它可以直接架设在屋顶，由空中传送。既不需申请频率执照，也没有敷设管道挖掘马路问题。使用点对点系统，在拟定发收两点之间视线不受阻挡通道之后，普通可在数小时之内安装完毕，投入运营。在考虑到本地气象条件后来，光无线系统普通可得到99.9%可用性。如果采用其她系统构成主备用，甚至可达到99.999%电信级可用性规定。此外自由空间光通信系统与网络连接，尚有如下长处：1）对运营合同透明。当前通信网络惯用SDH、ATM、IP等都能通过。2）可构成点对点、星形、和网格形构造网络。3）可灵活拆装、移装至其她位置。4）易于扩容升级，只需稍作接口变动就能变化容量。自由空间光通信存在重要问题有如下几点：（1）FSO是一种视距宽带通信技术，传播距离与信号质量矛盾非常突出，当传播超过一定距离时波束就会变宽导致难以被接受点对的接受。当前，在1km如下才干获得最佳效果和质量，最远只能达到4Km。各种因素影响其达不?99.999%（五个9）稳定性。（2）FSO系统性能对天气非常敏感是FSO另一种重要问题。晴天对FSO传播质量影响最小，而雨、雪和雾对传播质量影响则较大。据测试，FSO受天气影响衰减经验值分别为：晴天，5-15db/km、雨，20-50db/km、雪，50-150db/km、雾，50-300db/km。国外为解决这个难题，普通会采用更高功率激光器二极管、更先进光学器件和多光束来解决。（3）都市内，由于建筑物阻隔、晃动将影响两个点之间激光对准。（4）激光安全问题也会影响其使用，超过一定功率激光也许对人眼产生影响，人体也也许被激光系统释放能量伤害。因此产品要符合眼睛安全原则。正式称谓叫自由空间光通信。技术是一种基于光传播方式、采用红外激光承载高速信号无线传播技术，它以激光为载体、以空气为介质，用点对点或点对多点方式实现连接，由于其设备也以发光二极管或激光二极管为光源，因而又有“虚拟光纤”美誉。 技术具备与光纤技术相似带宽传播能力，能以千兆速度进行全双工通信且具成本上优势。它工作原理与光纤通信系统类似，涉及光发送、光传播和光接受三个某些，所用基本技术也就是光电转换。在点对点传播状况下，在发送端和接受端之间，必要是互相可视，两终端之间不能有阻挡。结合了光纤通信和无线通信各自优势，具备频带宽特点，当前市场上产品最高支持传播速率，最大传播距离为公里。但普通在公里有稳定传播效果。 由于激光具备直线性和窄波束特点，重要用于点对点视距传播。与光纤通信不同是，以大气为媒质，光载波信号通过大气而不是通过光纤来传送。系统还需要保证收发两点之间，光信号良好准直稳定。 对大气传播无线光系统，业界老式观念，是以为其不够稳定，受外在条件影响难以保证可用性。此外，对人身安全性也存在疑虑。近年研究已经比较清晰波长为微米光信号，重要衰减来自雾。雾对红外光作用，类似于雨引起微波衰落。此外，激光信号对人体安全威胁，也始终受到关注。 国际电工委员会有有关分类推荐建议，针对激光对肉眼安全，规定了一种定为类激光光源指标。此类光源，虽然肉眼直接观测，也可保证安全。厂商产品，只要符合原则规定，是不会构成损伤。 技术运用红外激光束为载体在位于楼顶或窗外收发器间传播数据，具备低雨衰、无需申请频段、设备易升级等微波不可比拟优势。技术既能提供类似光纤速率，又不需在频谱这样稀有资源方面有很大初始投资。用激光或光脉冲在太赫兹（）光谱范畴内，这一光谱当前没有开设业务， 不会与其他传播发生干扰，可以免费使用。唯一规定是设备功率不能超过国际电子技术委员会规定功率上限（原则）。 是物理层传播设备，以光为传播媒介，任何传播合同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。由于采用激光通信，能量集中，不向空中其他方向产生辐射，因而，系统不会同频干扰，虽然链路交叉也不影响通信，因而，同一地点可以装多套设备。 作为一种宽带接入方式，具备高带宽、低误码率、布置迅捷、费用合理、体积小、安全性高等特点，在诸如大型集会通信、紧急业务开通、路由备份等应急通信中具备开通迅速、拆迁以便等优势。并且，可以隔窗安装于户内，这对于国内大中都市运营者来说有时极为核心。因而，在有难以逾越布线障碍物或对建网速度规定快状况下，可在建筑物之间成为代替光纤一种网络连接方案。 凭着其自身某些长处，引起了业界关注。 通信设备最初是无线设备生产商为宽带服务运营商开发一种在不易进行光纤布线地段代替光纤设备网络连接方案，没想到被诸多公司顾客看好，纷纷用在了公司内部网互联建设上。公司看好理由有三点：一是综合成本低，用它可以省去租用专线和铺设光纤一大笔费用；二是通信质量好，无线光通信是一种本地环路技术；三是运营商级通信质量足以满足公司网络应用各种规定。 当前，诸多公司把网络与光纤网、微波网和高频段无线网结合起来使用，发挥各自长处，弥补彼此局限性。通信系统随着通信距离增长信号功率会不断衰减，但通信速率却不受影响。距离对通信影响重要体当前可靠性上。衡量可靠性有个指标叫 ，单位为，其意义为设备正常工作所容许最大功率损耗。一种典型系统 值为； 有系统采用精密跟踪系统，消除接受器微小偏移对精准聚焦影响，尚有系统以一定偏移角度发射光束，不但能消除接受器位移带来聚焦不准问题，还能应付鸟或树叶对光束短暂遮挡。 固然，在本质上是一种连接方式，而非覆盖方式。因此，通信是以一种补充角色浮现，但有自己独特市场定位；在其她接入方式鞭长莫及或力不从心某些特殊场合下发挥其优势。 与微波通信中对待雨衰相似，要在系统传播计算中，为光信号衰减，留有足够系统功率余度。以便在浮现浓雾最大衰减状况下，仍能接受到所需光信号功率。在经常浮现浓雾地区，同样光无线系统，也许传送距离，要比无雾或少雾地区，短得多。因此，系统设计，一定要考虑地区气象条件，以保证良好性能。 此后，随着宽带网络进一步发展，流媒体视频等规定更高带宽应用普及，能以较灵活无线方式，在短距离内，以比既有系统低得多投资，获得光纤传送容量。三. 分析自由空间光通信系统中核心技术自由空间光通信可在如下某些范畴发挥重要作用。1）可以作为光纤通信和微波通信冗余链路备份；2）可以应用于移动通信基站间互连，无线基站数据回传；3）应用于城域网建设以及最后一公里接入；4）在技术上或经济上不适当敷设光缆地区，在不适当采用或限制使用无线电通信地方；5）在军事设施或其她要害部门需要严格保密场合6）在公司内部网互连和数据传播。四. 对自由空间光通信技术应用前景进行分析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，已成为广域网、城域网重要传播方式之一；无线光通信又称自由空间光通信(FSO，FreeSpaceOpticalcommunication)。近年来，随着“最后一公里”对高带宽、低成本接入技术迫切需求，FSO在视距传播、宽带接入中有了新发展机遇，同步由于光通信器件制造技术飞速发展，无线光通信设备制导致本大幅下降，FSO得到越来越多应用。虽然当前FSO使用无需通过政府频率允许（当前无线电频率划分至300GHz，而光波远远超过该频率），但对于无线电管理部门来说，理解这种全新通信技术特性和发展趋势是大有裨益。1无线光通信系统构成无线光通信系统以大气作为传播媒质来进行光信号传送。只要在恰当距离收发两个端机之间存在无遮挡视距途径和足够光发射功率，即可实现无线光通信。无线光通信系统普通原理如图1所示，由激光源、掺铒光纤放大器、发射光学系统、接受光学系统和接受机等构成，详细仪器涉及专用望远物镜、原则光收发机和高功率Er/Yb光放大器等，其中望远物镜和光收发送机组合在一起。其核心技术是多径发射和使用放大器补偿光通道损耗。在点对点传播状况下，每一端都设有光发射机和光接受机，可以实现全双工通信。系统所用基本技术是光电转换。光发射机光源受到电信号调制，通过作为天线发射光学系统，将光信号通过大气信道传送到接受机望远镜；接受机望远镜收集接受到光信号并将它聚焦在光电检测器中，光电检测器将光信号转换成电信号。由于大气空间对不同光波长信号透过率有较大差别，FSO系统普通选用透过率较好波段窗口，最惯用光学波长是近红外光谱中850nm；尚有某些FSO系统使用1500nm波长频段，可以支持更大系统功率。2无线光通信系统长处当前，虽然无线光通信技术尚有待成熟，但它以独特方式、明显长处，拥有着巨大市场潜能。(1)频带宽，速率高理论上，无线光通信传播带宽与光纤通信传播带宽相似。光纤通信中光信号在光纤介质中传播，而FSO光信号在空气介质中传播。当前国外无线光通信系统普通使用1550nm波长（频率约为1.935105GHz）频段，传播速率可达10Gbit/s(42.5Gbit/s)，即可完毕12万个话路，其传播距离可达5km。国内无线光通信系统普通使用850nm波长（频率约为3.529105GHz）技术，速率为10Mbit/s155Mbit/s，传播距离可达4km。(2)频谱资源丰富与微波技术相比，FSO设备多采用红外光传播方式，有非常丰富频谱资源，无需向无线电管理部门申请频率执照和交纳频率占用费，也不会和微波等无线通信系统产生互相干扰。(3)合用各种通信合同无线光通信产品作为一种物理层传播设备，可以用在SDH、ATM、以太网、迅速以太网等常用通信网络中，并可支持2.5Gbit/s传播速率，合用于传播数据、声音和影像等信息。激光通信经历了大气通信和光波导（光纤）通信两个发展阶段。60年代，处在大气窗口激光通信曾掀起了世界性研究热潮。与大气激光通信技术基本同步起步，尚有光纤波导通信。光纤通信从80年代起被确以为是地面有线通信最有发展潜力重要通信手段。然而，大气中自由空间光通信（FSO）技术，由于当时诸多客观因素，特别是大气衰减和大气湍流不利影响，限制了它发展。21世纪初，激光大气通信技术在如下方面获得较大突破：1、激光器发射功率和光电器件探测敏捷度能满足15km以内通信需求。2、自适应变焦光学天线技术，解决了大气中传播信息特性随机变化不利影响。3、体积小、重量轻、特性好收发天线已经研制成功。安装校准仅需几分钟，就可开通通信链。4、有限调制宽带内信号压缩编码技术能更大容量地传播多路信号。5、光波窄带滤波技术和光源稳频技术成熟，提高了系统稳定性和可靠性。6、自动跟踪和准瞄技术获得较大进展，基本满足FSO系统规定。这些都为大气激光通信FSO技术实用化提供了坚强技术保障。在大气中可视距离范畴内，实现全天候光通信，实现宽带网络最后一公里接入已经没有技术障碍。1999年美国NASAOA公司将6001200km星对地自由空间激光通信技术转换为民品，开发了5km以内商业化FSO激光通信链产品。仅在就在全球安装了4500链，哈工大在长期从事激光大气探测技术、激光雷达、激光制导和激光空间通信技术基本上，近年来坚持进行FSO技术研究和FSO光接入宽带网络最后一公里接入技术研究。哈工大与美国OA公司建立了全面战略合伙伙伴关系，将在中华人民共和国实现FSO产品生产，并承担各种FSO网络设计和建设工程。总之，从当前起，实用化大气激光通信技术，即FSO技术应当是一项值得咱们引以高度注重重要技术。二、当前网络建设存在问题及解决方案近年来实践证明，光纤通信网络发展遇到了某些问题：1、材料和工程费用高。维修也较困难，因而，通信成本较高。2、国内国土辽阔，在高山峻岭、地形复杂、人烟稀少地方架设光纤通信明线和沟埋难度较大，工程也较大。3、既有光纤通信宽带网虽然可以接到楼外，但进户到室、到桌面，仍以金属介质线材为主。这种传播介质在传播速度和带宽方面受到限制。绝大多数顾客都在离骨干光缆重要光节点一定距离外。到顾客树状网络性能和成本都不能满足规定。宽带网络“最后一公里”接入发展遇到了瓶颈。4、互动式“三网合一”（电信、广播电视和互联网），由于频带、管线之争，体制之间矛盾，难以短期内实现。5、光纤通信网络仅是一种平面型网络，三维立体组网当前还要靠卫星微波通信实现。然而，微波缺陷，又制约了它发展。无线光通信可分为：点对点通信（PointtoPoint）；点对多点通信（PointtoMulti-point）；环形或网格状通信（MESHOpticalCommunication）。FSO系统应用时，常遇到某些实际问题，近年来都得到理解决。1、通信链路阻断是采用环形或网格拓扑状通信（MESHOpticalCommunication）-自愈环解决。2、安装点楼顶晃动（受日光，风向影响）将影响两个点之间激光对准则采用CCD摄像、多目跟瞄器和自动跟踪系统（Auto-TrackingSystem）解决。3、天气影响，特别是大雾影响大。但在一定条件下，已有办法保证达到国际电信联盟规定99.999%可靠性。咱们烽火台FSO产品在200-500m之间，适合任意天气使用。这些问题解决，显示出FSO通信系统优越性：和微波通信比较：1、不必无线电通信申请频率使用证和昂贵使用费。2、激光定向窄波束具备先天保密性和抗干扰性。外来信号难以侵入。优于GSM，CDMA，LMDS等微波通信。和光纤通信比较：1、无管道工程施工及维护费用，总体造价低。特殊地形不便敷设光缆。2、光缆很脆弱，易被破坏，骨干光缆破坏事件时有发生。3、由于无介质传播，就不需要缴纳昂贵电信信道使用费用，为顾客节约大量开支，有助于信息化普及，特别对农村信息化建设。4、建网迅速，节约时间。只须几小时或几天便可完毕。特别适合暂时，地形复杂紧急组网和军事组网。5、克服铜线进户带宽窄和速率低缺陷，是宽带“最后一公里”直接进户优选解决方案。6、大气激光传播频带，速率较光纤快和宽，双工性也较好。适合发展“三网合一”业务。7、合同透明性，任何传播合同业务均可容易地迭加上去。实现对语音，数据，多媒体电视电影和图像传播。8、FSO系统在价格上较光纤和移动通信有一定优势，易于被市场和顾客接受。9、大气激光通信系统还是将来实现卫星之间通信，组建三维通信网络有效手段。因而，FSO系统是一种物美价廉，有广泛应用前景和巨大市场潜力通信系统。是实现国内信息化建设跳跃式发展重要办法。三、烽火台FSO系统特性所提供所有烽火台FSO系列产品在接受孔径处对人眼是安全。对于较远通信距离，采用了多光束同步发射和大孔径光学接受天线，以减少大气效应影响；采用两个专利一种6o视场CCD摄像机实现瞄准和自动跟踪，补偿建筑物晃动影响，并且对链路监控；采用了一种跟踪万向多轴平台，并由计算机界面提供激光输出功率和接受信号强度信息实行持续控制。RS-422串接电缆和RG-59视频同轴电缆将位于屋顶烽火台FSO系统串接到建筑物内控制室内定期遥控跟踪。烽火台FSO系统可以提供全双工，独立合同大气通信链，数据传播率在8km可达到230Mbps，3.5km可达到622Mbps。它已形成了传播速率2Mbps1.25Gbps,链长300m5.5km6个系列，近40个型号产品。烽火台FSO系统基本性能是：1、全双工，独立合同大气通信链能在OC-12中以622Mbps速率传播数据。2、晴朗天气下，综合大气衰减和气象因素引起损耗使系统具备99.999%有效率。烽火台FSO系统在晴朗天气下，大气衰减是0.5dB/km(类似于单模光纤)，在雨中衰减是3dB/km（类似多模光纤）。只有在浓雾大风雪，衰减才较严重。但设计中考虑到这一因素影响，也采用了有关办法。3、FSO不受任何通信合同约束。应可以接入迅速以太网（125Mbps），光线分布式数据界面（FiberDistributedDataInterface,FDDI,125Mbps），异步传播模式（AsynchronousTransferMode,ATM,155和622Mbps），公司网（EnterpriseSystemsConnection,ESCON,200Mbps）等。4、烽火台FSO系统实现了有关各自IP地址控制闯入者。所有接入网引入通信流量都将在接入点接受检查。如果IP源地址不同于该点预设IP地址，从一种接入点引入系统构拜访问者将被清除。这一特性在电话线和电缆线中是没有。因而，约束了“入侵顾客”，也就是叫做入侵者未被授权接入金属线或接入点顾客。此外，烽火台FSO系统CCD摄像原本是精密跟踪，消除晃动影响。由于它链两端彼此以一定视场对准，同步实现监控，还可和社区安防系统联结，可以直接录下闯入者。烽火台FSO系统有许多长处：1、有很高数据传播率，当前最高达到了1250Mbps，将来是2.5Gbps。2、由于激光窄光束，提高了通信安全性。探测、截断和干扰激光束是非常困难。因而是金融、法律、军事和其她敏感信息领域抱负通信手段。3、不需要无线电管理委员会审批频率允许执照。也不必申请昂贵电信信道。4、激光通信终端是轻便和迅速架设。在突发事件和灾害时营救和恢复，需要暂时架设通信架设时，也是十分抱负。5、采用吉祥之音汉语语音门户平台烽火台FSO系统，具