光通信发展史范文

光通信发展史范文（精选8篇）

光通信发展史 第1篇

未来光通信技术的研究与探索

随着现代科学技术的不断发展,通信手段已经从电通信技术演变为光通信技术。从20世纪80年代开始,光纤通信的高速发展超乎了人们的想象,光通信网络逐渐成为现代通信网的基础平台。光通信技术以其巨大的带宽潜力、优越的传输特性和非凡的联网能力而倍受青睐,成为支撑当今信息基础设施的支柱。如何培养具有专业特色的高等技术人才,既掌握先进的科学理论和知识,又具备很强的实践能力,学以致用,将来更好地立足和服务于社会,光纤通信不仅可以应用在通信的主干线路中，还可以应用在电力通信控制系统中，进行工业检测，控制，而且在军事领域中的用途也越来越为广泛。光纤通信技术作为信息技术的重要支撑平台，在未来信息社会中将起到十分重要的作用。

光纤通信的定义

光纤通信是利用光作为载体，以光纤作为传输的通信方式。在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波的频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆或导波管的损耗低得多，所以说光纤通信的容量比微波通信大几十倍。光纤通信是用玻璃材料构造的它是电气绝缘体，因而不需要担心接地回路光纤之间的中绕非常小，广播在光线中传输，不会因为光信号泄露而担心传输的信息被窃听，光纤的芯很细，由多芯组成光缆的直径也很小，所以光缆作为传输信道，使传输系统所占的空间少，解决了地下管道拥挤的问题

光纤通信技术的特点

1，频带极宽，通信容量大

2，低损耗，中继距离长

3，抗电磁干扰能力强

4，无串音干扰，保密性好

5，光纤芯细，重量轻，柔软，易于铺设

6，不断发展的光通信技术

7，SDH系统

8，不断增加的信道容量

9，光光纤传输距离

10，想城域网发展

11，互联网发展需求与下一代全光网发展趋势

12，光纤接入技术

在FTTH应用中，主要采用两种技术，即点到点的P2P技术和到多点的XPON技术，亦可称为光纤有源接入和光纤无源接入技术，目前，国内的技术可以为用户提供FE或GE的宽

带，对大中型企业用户来说，是比较理想的接入方式。

结束语

从光纤通信问世到现在，光的传输速率以指数增长，光传输的速率在过去的10年中大约提高了100倍，层出不穷的光通信新技术将成为市场复苏的源泉，而人类对通信容量的无止境需求将是市场恢复的原动力。随着光通信技术的进一步发展，必将对21世纪通信行业的进步，乃至整个社会经济的发展产生巨大的影响。

光通信发展史 第2篇

一、无线光通信技术发展历史

光在空气中直接传输的通信方式称之为无线光通信。也就是利用激光束作为信道在空间（近地或外太空）中直接进行语音、数据、图像等信息双向传送的一种技术。又称为“自由空间光通信”（Freespace opticalunicanon）或虚拟光纤（VirtualFiler）。无线光通信的出现比无线电通信要早得多。在两千七百年前的周幽王时代，就有了利用烽火台通信的方法。这是人类最早利用无线光通信的典型方式。后来，虽然人类社会的文明程度和科学技术得到了很大的提高，但是简单的利用光传递信息的方式仍然在广泛使用，例如红黄绿交通信号灯、旗语等。不论是烽火台，还是交通红绿灯、旗语，它们都是利用大气来传播可见光，由人眼来接收。这些都是非常原始的无线光通信方式。其后许多年，无线光通信几乎没有什么太大的发展。

尽管如此，人们仍然没有对无线光通信失去兴致。以发明电话而著名的贝尔，在1876年发明了电话之后，就想到利用光来通电话。1880年，他利用太阳光作光源，大气为传输媒质，用硒晶体作为光接收器件，成功地进行了光电话的实验，通话距离最远达到了213m。1881年，贝尔宣读了一篇题为《关于利用光线进行声音的产生与复制》的论文，报导了他的光电话装置。在贝尔本人看来：在他的所有发明中，光电话是最伟大的发明。这被认为是近代无线光通信的开始。1930年至1932年间，日本在东京的日本电报公司与每日新闻社之问实现了3 6kn，的无线光通信，但在大雾大雨天气里效果很差。第二次世界大战期间，无线光电话发展成为红外线电话，因为红外线肉眼看不见，更有利于信息保密。

利用光在大气中传送信息方便简单，所以人们开始研究的光通信都是这种方式。但是光在大气中的传送要受到气象条件的很大限制，比如在遇到下雨、下雪、阴天、下雾等情况，信号传输受到很大阻碍。此外，太阳光、灯光等普通的可见光源，都不适合作为通信的光源，因为从通信技术上看，这些光都是带有“噪声”的光。也就是说，这些光的频率不稳定、不单一，光的性质也很复杂。因此，要用光来通信，必须找到高强度的、可靠的光源。在此后的几十年中，由于这项关键技术没有得到解决，无线光通信就一直裹足不前。也正因此，贝尔的光话始终没有走上实用化的阶段。

1960年7月8日，美国科学家梅曼发明了红宝石激光器，从此人们便可获得性质与电磁波相似而频率稳定的光源。激光器的发明对无线光通信的研究工作产生了重大的影响。研究现代化无线光通信的时代也从此开始。20世纪60年代后，随着人们对通信的要求变得越来越强烈，无线光通信获得了突飞猛进的发展。许多实验室用氢-氖气体激光器做了传送电视信号和20路电话的实验。也有的公司制成了语言信道试验性通信系统，最大传输距离为600米。到70年代初无线激光通信己进入应用发展阶段。然而1970年半导体激光器和低损耗光纤这两项关键技术的重大突破，使光纤通信开始从理想变成可能，这立即引起了各国电信科技人员的重视，他们竞相进行研究和实验。1977年，世界上第一条光纤通信系统在美国芝加哥市投入商用，速率为45Mb/s。这也同时标志着无线光通信的研发开始转向外太空光通信，近地的无线光通信工作几乎停滞。20世纪90年代后期，随着全光接入网的发展，对固定无线应用的关注和对高速率的要求，无线光通信技术因其具有独到的优势，在固定无线宽带接人技术中，能为宽带接人的快速部署提供一种灵活的解决方案，又得到了极大的关注。其应用范围己从军用和航天逐渐迈人民用领域，技术也在得以逐步完善。

二、基本工作原理

1880年，贝尔的光电话用弧光灯或者太阳光作为光源，光束通过透镜聚焦在话筒的震动片上。当人对着话筒讲话时，震动片随着话音震动而使反射光的强弱随着话音的强弱作相应的变化，从而使话音信息调制在光波上。在接收端，装有一个抛物面接收镜，它把经过大气传送过来的载有话音信息的光波反射到硅光电池上，硅光电池将光能转换成电流。电流送到听筒，就可以听到从发送端送过来的声音了。这是无线光通信的基本工作原理。现代无线光通信设备的每一端分别包括专用光学望远镜、激光收发器、线路接口、电源、机械支架等部分组成。一些厂商的设备还包括伺服机构、监控装置、微波备份及远程管理软件等部分。

激光收发器的光源主要采用LD和LED，其中的LD多采用铝砷化钾二极管、DFB，接收器主要采用PIN或APD。

三、技术优势与劣势

1、技术优势 相对于常用的数字微波、铜缆数字用户线、光纤等其他几种接入方式，无线光通信主要优势有：①良好的安全保密性，由于激光的高指向性使它的发射光束极窄，方向性很好。通常激光光束的发散角都在毫弧度，甚至微弧度数量级，因此具有数据传递极高的保密性。②无微波频段的许可证，因为无线光通信的工作频段在350THz，设备间无射频信号干扰前无需申请频率使用许可证。③运营成本相对低廉，由于无须进行昂贵的管道工程铺设和维护，使得其造价约为光纤通信工程的五分之一。④架设迅速无线光通信架设、组网速度快，只须在通信节点上进行设备安装，工程建设以小时或天为计量单位，尤其适合作为光纤通信的应急故障后备及临时构造大容量的通信链路。重新撤换部署也很方便。⑤透明的传输协议对于任何传输协议均可容易的迭加，电路和数据业务都可透明传输。⑥设备尺寸小，由于光波的波长短，在同样功能情况下，光收发天线的尺寸比微波、毫米波通信天线尺寸要小许多，同时功耗小，体积小，重最轻。⑦信息容量大，光波作为信息载体可轻易传输高达10Gb/s的数据。目前已经商用无线激光设备，最高速率已达2 5Gb/s。实验室里最高传输速率已达160Gb/s。

2、技术劣势

当然，无线光通信也有其固有的劣势：①天气影响通信质量天气因素尤其是大雾、沙尘暴等所引起的光的色散、漫反射将极大影响光通信的质量。②通信距离受限目前用于近地的民用无线光通信的设备所能达到的距离受人眼安全的发射功率、成本、数据速率、天气条件等的限制，一般为100m-5kmm，延长传输距离也可以通过建立中继站的方法。③只能在视距范围内建立通信链路两个通信节点之间视距范围内必须无遮挡。对于中间存在障碍物而不可直视的两点之间的传输，可以通过建立一个中继站实现连接。④安装点的震动影响楼顶摇晃、振动可能会影响两个节点之间的激光对准，使通信质量下降甚至暂时中断。⑤意外因素可能使通信链路中断如飞鸟等障碍物经过链路空问，通信可能会瞬间中断。

总之，由于无线光通信设备固有的特点，在众多接入方式中具有比较明显的优势。

四、应用领域

与传统的租用线路比较，无线光通信综合了光纤通信与微波通信的优点，根据其最大优势（宽带宽）与最大劣势（短距离），定位在城域接入网、交换机和移动基站等设备的连接、闭路监视系统、广播电视信号的单、双工的传输中使用。可以很灵活的接人数据、话音、视频业务。其益处在于长期费用的节约和对数据吞吐能力的增长。目前的主要应用场合包括：①对于特殊要求的线路进行冗余备份以及应急时链路和意外恢复：在突发的自然或人为意外灾害中，原有通信线路被破坏，难以立即恢复时，或者在一些特殊地方发生突发事件，需要应急通信，采用无线光通信进行快速的部署。②提供室内外、临近局域网之间的互连互通：当分布在两座楼宇之间的办公室需要建立一条企业内部通信链路，受价格、带宽、线路资源等因素和其他通信方式不能较好地解决时，采用无线光通信就可快速解决。③解决综合业务网（FSN）接入的“最后一公里”：对智能小区的宽带接入，大企业Intmnet的互连，校园网的互连，大客户的宽带接入等提供一种快速灵活的方案，可提供2Mb／s～2.5Gb／s的带宽。④在不具备接入条件或带宽不足时提供高效的接入方案：在通信链路跨越高速公路、铁路、河流、峡谷、海湾或拥挤的城区时，由于地理条件的限制无法敷设光纤线路时，采用无线光通信可以有效解决。⑤用于移动通信蜂窝网基站与交换中心的互联。⑥用于一些大型集会如运动会、展览会、庆祝会等需要快速建立一些临时链路用于现场通信的场合。

五、结束语

无线光通信系统的发展及其应用 第3篇

一、光通信的发展概况

光通信和传统的电通信一样, 它可以分为有线光通信和无线光通信两种形式。其中, 有线光通信就是光纤通信。无线光通信也可称为自由空间激光通信, 它直接利用激光在大气或太空中进行信号传递, 可进行语音、数据、电视、多媒体图像等信号的高速双向传递, 这是目前国际上的一大研究热点, 世界上各主要技术强国正投入大量的人力物力来抢占这一领域的技术优势。根据使用情况, 无线激光通信可分为:点对点、点对多点、环形或网络状通信。此外, 根据传输的信道不同, 无线激光通信又可分为:大气激光通信、星际 (深空) 激光通信和水下激光通信。国际上无线光通信的研究是综合卫星、飞机、地面等方面进行的, 从事这方面研究的主要机构在美国、日本和欧洲。由于该系统主要是以国防军用为主要目的, 因此:形欧美日的主要研究机构一般都是国家或军事部门, 如美国的航空宇宙航行局 (NASA) 和美国空军;日本的邮政省通信研究室 (CRL) 和宇宙开发事业团 (NASDA) ;欧洲的欧洲航天署 (ESA) 等。

二、无线光通信系统的应用

1、星际空间光通信

随着国家信息基础设施和全球信息基础设施的提出, 对通信的要求越来越高, 而目前卫星通信所采用的微波通信技术将受到体积、重量、功耗等方面的严格限制不能无限制地提高传输速率与容量。在卫星通信日益拥挤的今天, 采用光频波段通信有极大的潜力, 是实现高速大容量通信的最佳方案, 甚至可以说是唯一的解决方案, 这已经取得了通信领域许多专家的共识。星际空间光通信包括深空、同步轨道、中轨道、低轨道卫星间、地面站之间的激光通信, 还包括卫星与地面之间的激光通信。

2、地面无线激光通信

近几年来, 随着人们对宽带多媒体业务的需求促使了整个通信网络的宽带化发展, 光频是宽带信息的理想载体, 光纤通信的迅速发展己证明了这一点。与光纤通信的应用领域有所不同, 光无线通信使用作宽带无线接入。近几年来, 随着计算机网络宽带化的发展, 光无线接入技术被提出来解决宽带接入中的‘最后一公里’问题。与无线电相比, 光频率高, 光能量集中一定的区域, 方向性强, 可用的频谱宽, 无需向频谱管理部门申请频率使用许可, 可防止通信相互干扰和窃听。与光纤通信相比它有造价低、施工简便、迅速等优势。无线光通信技术适用于下列场合: (1) 有强电磁干扰的场所; (2) 一些不宜布线的场所, 比如在具有纪念意义的古建筑, 危险性大的工厂、车间; (3) 在走线成本高、施工难度大或经市政部门审批困难的场合, 如马路两侧建筑物之间、不易架桥的江河两岸之间、山头之间及边远山区等; (4) 一些临时性的场所, 如展览厅、短期租用的商务办公室或临时野外工作环境下, 可作为有线系统的应急备用系统;一些具有移动性的场合, 如使用便携电脑的交易大厅等; (5) 在需严格保密的场合及要害部门, 如军工、国防部门, 核电站等。此外, 该系统还可用于移动基站间的互连, 单位内部的数据传输及小范围内局部网建设如校园网的组建, 城市通信业务特别繁忙的地区以及灾区、事故地点的快速抢通等场合。

三、结束语

无线光通信是激光通信的一种, 与传统的无线电通信手段相比, 无线光通信具有安装便捷、使用方便等特点, 很适合于在特殊地形、地貌及有线通信难以实现和机动性要求较高的场所工作。此外, 无线激光通信系统跟其他无线电通信手段相比, 还具有不占用无线电频率资源、电磁兼容性好、抗电磁干扰能力强、且不干扰其他传输设备、保密性强等特点, 并且在有效通信距离和宽带等方面还蕴藏着巨大的发展潜力。

摘要：无线光通信是以激光为载体来传递信息的一种通信方式。目前, 无线光通信技术由于激光器单色性好、方向性强、光功率集中、难以窃听、成本低、安装快等特点, 发展趋势与潜力己引起各国高度重视。文章主要分析了无线光通信的发展概况及其应用。

简述空间光通信技术的发展及思考 第4篇

关键词：空间光通信；技术；发展

中图分类号：TN929.1

近年来，人们对空间通信技术的研究越来越深入，空间技术尤其是大功率轨道运载技术及大容量通信卫星技术的成熟，促使了空间光通信技术的发展。然而在这个信息量呈爆炸性的时代里，人们对高传输率的通信技术越来越迫切，而传统的空间卫星通信技术已经很难适应现代社会快速发展的需求。空间光通信技术作为现代科技发展的重要成果，能够有效地提高通信数据的传输率，为现代社会的发展提供技术保障。

1 空间光通信技术概述

随着现代科技的发展，人们对空间通信技术的已经取得了飞速发展。传统的空间通信技术是以微波为载体，这种空间通信技术已经很难适应现代社会发展的需求了。而空间光通信技术是以激光为载波，以大气作为传输介质的光通信系统。空间光通信技术结合了光纤通信与微波通信的优点，有着通信容量大、传输速度快的特点，空间光通信技术在当今社会中有着不可忽视的作用。在空间光通信技术中，大气传输激光通信系统是由两台激光通信机构成的通信系统，它们相互向对方发射被调制的激光脉冲信号，接收并解调来自对方的激光脉冲信号，实现双工通信。

2 我国空间光通信技术发展现状

随着社会的进步与发展，人们对空间的探索越来越迫切、越来越深入，卫星技术作为空间探测的一种重要手段，卫星技术可以为我国对空间的探测提供技术保障，进而更好地开展空间探测。然而随着空间通信技术的发展，以微波为载体的空间通信技术已经很难满足现代社会发展的需求了，在一些发达国家，人们对空间光通信技术的研究已经取得了飞跃性的发展，而我国受经济、科技等条件的制约，对空间光通信技术的研究起步比较晚。起初，我国对空间光通信技术的研究还只能借鉴国外的研究成果，再应用于我国科研工作中。随着我国经济水平的提高，科学技术的发展，我国空间光通信技术已经取得了相当不错的成就。在“十五”和“十一五”期间，以海洋二号卫星平台为搭载平台，成功进行了我国首次星地激光通信试验，该项目标志我国的卫星光通信技术已进入空间试验阶段[1]。随着连续波大功率半导体激光器技术、自适应变焦技术、空分复用和智能天线等技术的不断发展，光通信在传输距离、传输容量和可靠性方面都有了很大的改善，适用面也就越来越宽了。在“九五”期间，我国研究者开始研究激光大气通信理论、空间通信技术，在大气通信理论研究的基础上对空间光通信跟踪技术进行了相关的研究，并取得了较为显著的成就。

3 空间光通信关键技术

3.1 APT技术

APT（atom probe tomography），原子探针层析技术，可以确认原子种类并直观地重构出其空间位置，相对真实地显示材料中不同元素原子的三维空间分布，成为目前空间分辨率最高的分析测试手段[2]。APT属于一个服务器系统，当服务器网络产生信息时，APT服务器就会在链路中开始扫描，确认信息通信的双方，扫描出通信双方的方位，進而进入到捕获阶段。当通信目标被锁定后，APT服务器就会进行通信连接，完成光通信。

3.2 天线技术

随着空间光通信技术的发展，实现空间光通信已经不再是传说，为了更好地满足空间光通信的性能，完成光通信系统的双向互逆跟踪，在空间光通信系统中会采用收、发一体的天线。天线技术利用信号在传播方向上的差别，将同频率、同时隙的信号区分开来，进而优化频谱资源，保障空间光通信稳定、可靠。天线技术主要由天线阵、波束形成网络、波束形成算法三部分组成，当空间光通信系统产生信息通信时，天线技术就会通过波束形成算法，算出光通信系统的发射功率，发射天线负责光束的发射，接受天线负责光束的接受，进而有效地降低光信损失[3]。

3.3 捕获技术

捕获技术作为空间光通信技术中的核心技术，是空间光通信系统实现通信的先决条件。捕获技术通过对目标上特定光点的监视和跟踪来完成运动捕捉的任务，在空间范围内，利用捕获技术来捕捉空间点的运动轨迹，进而确定这个空间点的具体位置，为空间光通信的实现创造条件。

4 空间光通信技术的发展及应用

随着现代科技的发展，空间光通信技术的可行性已经得到了解决，有效地推动了现代社会的发展。然而在当今社会发展形势下，不断研究空间光通信技术，真正实现星际自由空间光通信将成为世界各国共同要面临的问题。空间光通信技术结合了当代光纤技术与微波技术的优点，有着高发射功率、接收灵敏度高的特点，空间光通信技术正在逐步取代以微波为载体的空间通信技术。在这个信息化高速发展的时代，信息正以爆炸性的趋势增长，空间光通信技术作现代科技研究成果，能够保障光通信系统的可靠性、稳定性，满足现代社会发展的需求[4]。然而伴随着广播电视、互联网、电信网三网的融合，数字化、智能化控制系统已成为现代通信技术发展主要方向。在这个竞争日益激烈的国际化背景下，我国空间光通信技术要想更好地服务社会，就必须用发展的眼光看待问题，实现空间光通信系统的智能通信、智能控制、数字化控制，进而节省更多的成本。同时，空间光通信将作为一种主要手段进入宽带接入市场，特别是那些通常没有光纤连接的中小企业。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，而后者能提供小区域内高速灵活的连接。各种系统的无缝连接能使用户得到更方便的服务。另外，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的适用性和可靠性。当前我国对空间光通信技术的研究越来越深入，且取得了较为显著的成果，空间光通信技术将为我国社会的发展创造更多的价值和财富，促进我国综合国力的提高[5]。

5 结束语

空间光通信技术作为现代科技研究的重要成果，在现代社会中有着不可替代的作用。空间光通信技术有着高发射率、高灵敏度、安全保密性好等特点，能够有效地满足当前世界各国对卫星通信的需求，随着空间光通信技术的不断发展，传统的以微波为载体的空间通信技术将被空间光通信技术取代，并广泛地应用于现代社会发展的各个领域，为世界各国的科研工作提供技术保障。

参考文献：

[1]孙兆伟，吴国强，孔宪仁.国内外空间光通信技术发展及趋势研究[J].光通信技术，2005（09）：61-64.

[2]易成林.自由空间光通信技术的发展现状与未来趋势[J].现代商贸工业，2007（09）：263-264.

[3]廖淑珍.空间相干光通信零差QPSK系统相位估计研究[D].长春理工大学，2011.

[4]于思源，马晶，谭立英.自由空间激光通信技术发展趋势分析[J].光通信技术，2004（12）：47-50.

[5]张文涛.自由空间光通信技术及国内外发展状况[J].量子电子学报，2003（03）：269-272.

人类通信发展史 第5篇

百余年已经过去，人类的通信史依旧在不断的进化。从两个罐头加一根线开始，人类就在探索如何利用工具进行远端通信，电报、电话、拨号盘电话、按键电话、手机、短信、VoIP、FreeEIM，今天让我们一起看看于人类通信演化。人类进行通信的历史已很悠久。早在远古时期，人们就通过简单的语言、壁画等方式交换信息。千百年来，人们一直在用语言、图符、钟鼓、烟火、竹简、纸书等传递信息，古代人的烽火狼烟、飞鸽传信、驿马邮递就是这方面的例子。在现代社会中，交通警的指挥手语、航海中的旗语等不过是古老通信方式进一步发展的结果。这些信息传递的基本方都是依靠人的视觉与听觉。

19世纪中叶以后，随着电报、电话的发有，电磁波的发现，人类通信领域产生了根本性的巨大变革，实现了利用金属导线来传递信息，甚至通过电磁波来进行无线通信，使神话中的“顺风耳”、“千里眼”变成了现实。从此，人类的信息传递可以脱离常规的视听觉方式，用电信号作为新的载体，同此带来了一系列铁技术革新，开始了人类通信的新时代。1837年，美国人塞缪乐.莫乐斯（Samuel Morse）成功地研制出世界上第一台电磁式电报机。1844年5月24日，莫乐斯在国会大厦联邦最高法院会议厅进行了“用莫尔斯电

码”发出了人类历史上的第一份电报，从而实现了长途电报通信。1864年，英国物理学家麦克斯韦（J.c.Maxwel）建立了一套电磁理论，预言了电磁波的存在，说明了电磁波与光具有相同的性质，两者都是以光速传播的。

电磁波的发现产生了巨大影响。不到6年的时间，俄国的波波夫、意大利的马可尼分别发明了无线电报，实现了信息的无线电传播，其他的无线电技术也如雨后春笋般涌现出来。1904年英国电气工程师弗莱明发明了二极管。1906年美国物理学家费森登成功地研究出无线电广播。1907年美国物理学家德福莱斯特发明了真空三极管，美国电气工程师阿姆斯特朗应用电子器件发明了超外差式接收装置。1920年美国无线电专家康拉德在匹兹堡建立了世界上第一家商业无线电广播电台，从此广播事业在世界各地蓬勃发展，收音机成为人们了解时事新闻的方便途径。1924年第一条短波通信线路在瑙恩和布宜诺斯艾利斯之间建立，1933年法国人克拉维尔建立了英法之间和第一第商用微波无线电线路，推动了无线电技术的进一步发展。

电磁波的发现也促使图像传播技术迅速发展起来。1922年16岁的美国中学生菲罗.法恩斯沃斯设计出第一幅电视传真原理图，1929年申请了发明专利，被裁定为发明电视机的第一人。1935年美国纽约帝国大厦设立了一座电视台，次年就成功地把电视节目发送到70公里以外的地方。1938

年兹沃尔金又制造出第一台符合实用要求的电视摄像机。经过人们的不断探索和改进，1945年在三基色工作原理的基础上美国无线电公司制成了世界上第一台全电子管彩色电视机。直到1946年，美国人罗斯.威玛发明了高灵敏度摄像管，同年日本人八本教授解决了家用电视机接收天线问题，从此一些国家相继建立了超短波转播站，电视迅速普及开来。图像传真也是一项重要的通信。自从1925年美国无线电公司研制出第一部实用的传真机以后，传真技术不断革新。1972年以前，该技术主要用于新闻、出版、气象和广播行业；1972年至1980年间，传真技术已完成从模拟向数字、从机械扫描向电子扫描、从低速向高速的转变，除代替电报和用于传送气象图、新闻稿、照片、卫星云图外，还在医疗、图书馆管理、情报咨询、金融数据、电子邮政等方面得到应用；1980年后，传真技术向综合处理终端设备过渡，除承担通信任务外，它还具备图像处理和数据处理的能力，成为综合性处理终端。

此外，作为信息超远控制的遥控、遥测和遥感技术也是非常重要的技术。随着电子技术的高速发展，军事、科研迫切需要解决的计算工具也大大改进。1946年美国宾夕法尼亚大学的埃克特和莫希里研制出世界上第一台电子计算机。1977年美国、日本科学家制成超大规模集成电路，30平方毫米的硅晶片上集成了13万个晶体管。微电子技术极大地

推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机显示了前所未有的信息处理功能，成为现代高新科技的重要标志。为了解决资源共享问题，单一计算机很快发展成计算机联网，实现了计算机之间的数据通信、数据共享。通信介质从普通导线、同轴电缆发展到双绞线、光纤导线、光缆；电子计算机的输入输出设备也飞速发展起来，扫描仪、绘图仪、音频视频设备等，使计算机如虎添翼，可以处理更多的复杂问题。20世纪80年代末多媒体技术的兴起，使计算机具备了综合处理文字、声音、图像、影视等各种形式信息的能力，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。

至此，我们可以初步认为：信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。电子计算机和通信技术的紧密结合，标志着数字化信息时代的到来

通信技术发展史 第6篇

专业

年级08-

1姓名

学号08042130通信技术发展史工学院电子信息工程班赵龙

2011年3月28日

通信技术发展史

前些日子我们听了来自哈尔滨工程大学博士的讲座，内容是“通信技术的发展”,听完讲座感受很深。以前我认为通信是一个很小的范围，听完讲座我才知道从古到今，从海底到宇宙无处没有通信的影子。什么是通信？我认为把你知道的或是你想让别人知道的能通过某种方式成功的让他们知道这就是通信，只是这种方式从古到今都是不同的。

早在远古时期，人们就通过简单的语言、壁画等方式交换信息。千百年来，人们一直在用语言、图符、钟鼓、烟火、竹简、纸书等传递信息，古代人的烽火狼烟、飞鸽传信、驿马邮递就是这方面的例子。在现代社会中，交通警的指挥手语、航海中的旗语等不过是古老通信方式进一步发展的结果。这些信息传递的基本方都是依靠人的视觉与听觉。

19世纪中叶以后，随着电报、电话的发名，电磁波的发现，使人类通信领域产生了根本性的巨大变革，实现了利用金属导线来传递信息，甚至通过电磁波来进行无线通信，使神话中的“顺风耳”、“千里眼”变成了现实。从此，人类的信息传递可以脱离常规的视听觉方式，用电信号作为新的载体，同此带来了一系列铁技术革新，开始了人类通信的新时代。

通信技术的发展主要经历了三个阶段。

（1）初级通信阶段（以1838年电报发明为标志）。

1838年莫尔斯发明有线电报，开始了电通信阶段；

1864年，英国物理学家麦克斯韦（J.c.Maxwel）建立了一套电磁理论，预言了电磁波的存在，说明了电磁波与光具有相同的性质，两者都是以光速传播的；

1876年贝尔利用电磁感应原理发明了电话；

1879年第一个专用人工电话交换系统投入运行；

1880年第一个付费电话系统运营；

1888年，德国青年物理学家海因里斯.赫兹（H.R.Hertz）用电波环进行了一系列实验，发现了电磁波的存在，他用实验证明了麦克斯韦的电磁理论。这个实验轰动了整个科学界，成为近代科学技术史上的一个重要里程碑，导致了无线电的诞生和电子技术的发展。

电磁波的发现产生了巨大影响。不到6年的时间，俄国的波波夫、意大利的马可尼分别发明了无线电报，实现了信息的无线电传播，其他的无线电技术也如雨后春笋般涌现出来。1904年英国电气工程师弗莱明发明了二极管。1906年美国物理学家费森登成功地研究出无线电广播。1907年美国物理学家德福莱斯特发明了真空三极管，美国电气工程师阿姆斯特朗应用电子器件发明了超外差式接收装置。1920年美国无线电专家康拉德在匹兹堡建立了世界上第一家商业无线电广播电台，从此广播事业在世界各地蓬勃发展，收音机成为人们了解时事新闻的方便途径。1924年第一条短波通信线路在瑙恩和布宜诺斯艾利斯之间建立，1933年法国人克拉维尔建立了英法之间和第一第商用微波无线电线路，推动了无线电技术的进一步发展。

（2）近代通信阶段（以1948年香农提出信息论为标志）

1948年香农提出了信息论，建立了通信统计理论；

1950年时分多路通信应用于电话系统；

1951年直拨长途电话开通；

1956年铺设越洋通信电缆；

1957年发射第一颗人造地球卫星；

1958年发射第一颗通信卫星；

1962年发射第一颗同步通信卫星，开通国际卫星电话；脉冲编码调制进入实用阶段；

20世纪60年代彩色电视问世、阿波罗宇宙飞船登月、数字传输理论与技术得到迅速发展、计算机网络开始出现；

1969年电视电话业务开通；

20世纪70年代商用卫星通信、程控数字交换机、光纤通信系统投入使用；一些公司制定计算机网络体系结构。

（3）现代通信阶段（以20世纪80年代以后出现的光纤通信应用、综合业务数字网崛起为标志）。

20世纪80年代开通数字网络的公用业务、个人计算机和计算机局域网出现、网络体系结构国际标准陆续制定；

20世纪90年代蜂窝电话系统开通，各种无线通信技术不断涌现、光纤通信得到迅速普遍的应用、国际互联网得到极大发展；

1997年68个国家签定国际协定，互相开放电信市场。

相应的，通信文化也经历了三波浪潮，即模拟通信文化浪潮、数字通信文化浪潮和宽带通信文化浪潮三个阶段。受各国政治经济发展不平衡状况的影响，通信文化的三波浪潮并不是齐头并进的，而是参差不齐的。从全球范围看，通信文化目前正在经历数字通信文化浪潮和宽带通信文化浪潮。从严格意义上讲，宽带技术是数字通信技术的延伸，但是，考虑到宽带技术对通信文化的潜在影响十分巨大，从某种意义上讲不啻于是一场新的通信文化革命，所以我们特别将其剥离出来，以表征这种特殊性。

至此，我们可以初步认为：信息技术（Information Technology，简称IT）是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。电子计算机和通信技术的紧密结合，标志着数字化信息时代的到来。

光纤通信技术的发展史 第7篇

摘要：文章介绍了光纤通信的发展历程、发展现状，并对光纤通信技术的发展趋势进行了展望。关键词：光纤通信，波分复用，光接入网，全光网

Abstract:The paper summaries the development history and current situation of optical fiber communication,and then outlines the development trend of communication in the future.Key words:Optical Fiber Communication,WDM Optical Access Network,All-Optical Network

前言：1966年7月，出生于上海的英籍华人高锟（C.K.KA）博士提出:“只要设法降低玻璃纤维中的杂质，就能够获得能用于通信的传输损耗较低的光导纤维。”2009年这一成就获诺贝尔奖。

光纤通信技术是指把光波作为信息传输的载波，以光纤作为信息传输的媒介，将信息进行点对点发送的现代通信方式。

1.光纤通信的主要特点

频带极宽，通信容量大

在光纤技术中，光纤可以容纳50000GHz 传输带宽，光纤通信系统的容许频带（带宽）是由光源的调制特性、调制方式和光纤的色散特性决定的。例如：单波长光纤通信系统一般是使用密集波分复用等一些复杂的技术，以便解决通信设备的电子瓶颈效应的问题，保证光纤宽带可以发挥更积极的作用，从而增加光纤的信息传输量。目前，单波长光纤通信系统的传输率已经得到了2.5Gbps到10Gbps。

抗电磁干扰能力强

光纤的制作材料主要是石英，其绝缘性好，抗腐蚀能力强。因此，光纤有较强的抗电磁干扰能力，且不受雷电、电离层的变化和太阳黑子活动等电磁影响，也不会被人为释放的电磁所干扰，这就是石英这种通信材料的最大优势。除以上有点之外，光纤体积小、质量轻，不仅可以节省空间，还便于安装；光纤的制作材料资源丰富，成本低；光纤的温度稳定性好，使用寿命长。由于光纤通信的优点很多，使其使用范围也不断扩宽。从以上光纤通信技术的发展历程，可以把光纤通信技术大致分为五个阶段，即850纳米波段的多模光波，到1310纳米多模光纤，1310纳米单模光纤，到再到1550纳米单模光纤，最后是长距离进行传输的光纤通信技术。还有可以有效节约有色金属；此外，还有光缆尺寸小，便于安装和运输等优点。

2光纤通信技术

随着通信发展的需要，各种光纤通信技术也相继出现。

复用技术。

光传输系统中,要提高光纤带宽的利用率,必须依靠多信道系统。常用的复用方式有:时分复用(TDM)、波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、空分复用(SDM)和码分复用(CDM)。它能几十倍上百倍地提高传输容量。

宽带放大器技术。掺饵光纤放大器(EDFA)是WDM技术实用化的关键,它具有对偏振不敏感、无串扰、噪声接近量子噪声极限等优点。但是普通的EDFA放大带宽较窄,约有35nm(1530~1565nm),这就限制了能容纳的波长信道数。进一步提高传输容量、增大光放大器带宽的方法有:(1)掺饵氟化物光纤放大器(EDFFA),它可实现75nm的放大带宽;(2)碲化物光纤放大器,它可实现76nm的放大带宽;(3)控制掺饵光纤放大器与普通的EDFA组合起来,可放大带宽约80nm;(4)拉曼光纤放大器(RFA),它可在任何波长处提供增益,将拉曼放大器与EDFA结合起来,可放大带宽大于100nm。

色散补偿技术。对高速信道来说,在1550nm波段约18ps(mmokm)的色散将导致脉冲展宽而引起误码,限制高速信号长距离传输。对采用常规光纤的10Gbit/s系统来说,色散限制仅仅为50km。因此,长距离传输中必须采用色散补偿技术。

④孤子WDM传输技术。超大容量传输系统中,色散是限制传输距离和容量的一个主要因素。在高速光纤通信系统中,使用孤子传输技术的好处是可以利用光纤本身的非线性来平衡光纤的色散,因而可以显着增加无中继传

输距离。孤子还有抗干扰能力强、能抑制极化模色散等优点。色散管理和孤子技术的结合,凸出了以往孤子只在长距离传输上具有的优势,继而向高速、、宽带长距离方向发展。

⑤光纤接入技术。随着通信业务量的增加,业务种类更加丰富。人们不仅需要语音业务,而且高速数据、已得到用户青睐。这些业务不仅要有宽带的主干传输网络,用户接人部分更是关键。传统的接入方式已经满足不了需求,只有带宽能力强的光纤接人才能将瓶颈打开,核心网和城域网的容量潜力才能真正发挥出来。光纤接入中极有优势的PON技术早就出现了,它可与多种技术相结合,例如ATM、正在探索中的现代光纤通信技术还有单纤双向传输技术、光网络的智能化、全光网络、光器件的集成化等等。

3.光纤通信的应用

广播电视网中的应用。近年来，随着光纤通信技术越来越成熟，应用的范围也越来越广。在广播电视领域，光纤作为广播电视信号传输的载体，以光纤网络为基础的网络建设的格局已经形成。光纤传输系统具有传输频带宽，容量大，损耗低，串扰小，抗干扰能力强等特点，传输过程中不会有中继引起的噪声，而影响信号质量，更不会因为接收时信号延时较大，而轻易受干扰。光纤传输系统具有这么多优势，已经成为城市最可靠的数字电视和数据传输的链路，也是实现直播或两地传送最经常的电视传送方式。

电力通信网中的应用。随着光纤在通信网络中的广泛应用，我国很多地区的电力专用通信网也基本完成了从主干线到接入网向光纤过渡的过程。目前，电力系统光纤通信网已经成为我国规模较大、发展较为完善的专用通信网，其数据、语音、宽带等电信业务及电力生产通信保障着电力系统安全稳定运行，电力系统生产生活己离不开光纤通信网。现在，由于电力特殊光缆制造及工程设计技术已经成熟，特别是OPGW和ADSS技术已经开始大规模的应用在国内电力特殊光缆通信中，特别是在大的输电工程长距离主干OPGW光缆线路中应用的作用更明显。

电信干线传输网中的应用。随着我国光通信产业发展，各大专业通信网急速扩展，对信号传输提出了更高的要求。光纤通信因其自身优势而能够满足各种复杂的通信业务要求，而成为首选通信方式。目前，我国己建成以北京为中心向四面八方面各个方向辐射的长途干线光纤网，“八纵八横”全国光纤通信网已建成。八横八纵”1988年在原邮电部是“的主导下开始的建设的大容量光纤通信干线传输网工程项目，这个传输网覆盖全国省会以上城市，22条光缆干线，有总长达33000公里。随着我国通信事业的迅速发展，以光纤通信为基础的传输网络还会建设的更多。

4、光纤通信技术的发展趋势

对光纤通信而言,超高速度、超大容量、超长距离一直都是人们追求的目标,光纤到户和全光网络也是人们追求的梦想。现在移动通信发展速度惊人,因其带宽有限,终端体积不可能太大,显示屏幕受限等因素,人们依然追求陆能相对占优的固定终端,希望实现光纤到户。光纤到户的魅力

在于它有极大的带宽,它是解决从互联网主干网到用户桌面的“最后一公里”瓶颈现象的最佳方案。随着技术的更新换代,光纤到户的成本大大降低,不久可降到与DSL和HFC网相当,这使FITH的实用化成为可能。传统的光网络实现了节点间的全光化,但在网络结点处仍用电器件,限制了目前通信网干线总容量的提高,因此真正的全光网络成为非常重要的课题。全光网络以光节点代替电节点,节点之间也是全光化,信息始终以光的形式进行传输与交换,交换机对用户信息的处理不再按比特进行,而是根据其波长来决定路由。全光网络具有良好的透明性、开放性、兼容性、可靠性、可扩展性,并能提供巨大的带宽、超大容量、极高的处理速度、较低的误码率,网络结构简单,组网非常灵活,可以随时增加新节点而不必安装信号的交换和处理设备。当然全光网络的发展并不可能独立于众多通信技术,它必须要与因特网、ATM网、移动通信网等相融合。目前全光网络的发展仍处于初期阶段,但已显示出良好的发展前景。从发展趋势上看,形成一个真正的、WDM技术与光 以交换技术为主的光网络层,建立纯粹的全光网络,消除电光瓶颈已成未来光通信发展的必然趋势,更是未来信息网络的核心,也是通信技术发展的最高级别,更是理想级别。

光纤通信技术现已作为一种重要的现代信息传输技术之一，在现在的信息社会背景下得到了普遍意义上的应用，在全球通信领域及相关行业在全球处于非常低迷的状态时，光纤通信技术仍得到了一些发展。依照我国现行的通信技术领域的发展模式，光纤通信技术的应用必会代替一切其他的信息传送方式，而成为未来通信领域发展的主流技术，带领人类进入全光时代。

我国光纤通信技术的发展情况。随着近十多年通信业的大发展，我国光纤光缆产业取得了长足进步，逐步形成了涵盖PCVD、MCVD、VAD、OVD等多种生产工艺的企业群体。1988年以后，全球海底线缆都以光纤铺设。全球光缆系统总长度已逾10亿千米。2000年我国干线光缆已达38万千米含770万芯千米，超过1998年美国的拥有量。另外，专用网亦在各自建设纵横交叉的骨干网。截至2008年，全国光缆线路长度达677万千米（合计：

1.5亿芯千米），平均每根光缆约22芯。今后光纤技术的发展方向是：单模光纤继续针对干线应用，优化其高速率大容量长距离传输性能；针对接入网，除了单模光纤，多模光纤、塑料光纤会有进一步的发展。

结束语：光纤通信技术现已作为一种重要的现代信息传输技术之一，在现在的信息社会背景下得到了普遍意义上的应用，在全球通信领域及相关行业在全球处于非常低迷的状态时，光纤通信技术仍得到了一些发展。依照我国现行的通信技术领域的发展模式，光纤通信技术的应用必会代替一切其他的信息传送方式，而成为未来通信领域发展的主流技术，带领人类进入全光时代。

参考文献：

自由空间光通信技术及其发展 第8篇

随着社会信息的到来,光通信技术也得到了日新月异的发展,人类对光通信的研究可以追溯到19世纪70年代中期。当时,英国人吉·特奈德发现,由于全反射的作用,光线可以在喷射的水流中传播。经过130多年的发展,光通信已经成为当今社会信息传播最重要、最常用的手段。按照传输介质的不同,光通信系统可分为光纤通信、自由空间光通信和水下光通信。其中自由空间光通信又称无线光通信,是光纤通信和无线通信相结合产物。他是指以激光波(MHz)为载体,在真空或大气中传递信息的一种通信技术。又可分为大气光通信、卫星间光通信和星地光通信。和其它无线通信手段相比,无线光通信具有保密性好、抗电磁干扰、传输容量大、组网方便灵活、无需申请许可等优点,适用于保密通信、城域网扩展、宽带网零公里接人、无线基站数据回传、局域网互联、应急通信等一系列领域。并且,随着电子对抗尤其是通信对抗技术的发展,无线光通信技术也受到了各国军方的高度重视。

1. 自由空间光通信技术

自由空间光通信(简称FSO)又称无线光通信,这是一种以激光(MHz)为载波,以自由空间为传输介质的新型通信技术。自由空间光通信系统一般包括三个基本部分:发射机、信道和接收机。在点对点传输的情况下,每一端都设有光发射机和光接收机,可以实现全双工的通信。系统所用的基本技术是光电转换。光发射机的光源在电信号的调制下,通过作为天线的光学望远镜将光信号通过自由空间传输信道传送到接收机望远镜;而在接收机中,望远镜接收光信号并将它聚焦在光电检测器中,再由光电检测器将光信号转换成电信号。

根据其使用情况,自由空间光通信可分为点对点、点对多点、环形或网格状通信等。而从光传播的路径或信道来看,光在自由空间的传播介质有近地面大气层、远离地面的深空和水三种,因此,根据其传输信道特征又可分为:大气层光通信、星际(深空)光通信和水下光通信。

2. 自由空间光通信的技术优势

光纤传输无疑是最安全可靠的通信方式,光纤接入系统可传送巨大的容量,但光纤敷设较长的周期及高额投资限制了其普及。FSO不需要敷设光纤,无管道工程施工及维护费用,其施工方便、工期短、无需为穿越公路或铁路等申请许可证。总体造价低,特别是在城市的大楼之间,往往不便于铺设光纤,FSO技术就显出其独到的优势。因此,在有难以逾越的布线障碍物或对建网速度要求快的情况下,FSO能在建筑物之间成为替代光纤的一种网络连接方案。

微波技术日渐成熟,但这种接入方式需要较高的初始投资(频谱许可证),对业务提供商而言,这种接入技术不如FSO经济;与微波通信比较,FSO工作在不需管制的光谱范围,无须无线电通信申请频率使用证和昂贵的使用费。

自由空间光通信的主要优点是:

(1)无需申请频率。由于工作在无须管制的光谱,不占用拥挤的无线电频率资源,FSO因设备间没有信号的相互干扰,也不会与其他传输发生干扰,没有频率许可问题,故无需申请频率许可证。

(2)带宽高。可提供与光纤系统相似的传送带宽。已商用的FSO系统,容量从2Mbps～2.5Gbps或更高。由于受到气象条件的限制,只能在较短的距离内使用,一般限于2～4km以下。但在许多场合之下,作为一种独特的方式,成为当前现有几种宽带接入方式很好的补充手段。

(3)具有微米级的波束发散角和稳定的方向波束发散角与波长成正比。激光通信的工作波长一般在微米量级或更小,而微波通信的工作波长在数百米到亚厘米之间。因此,激光通信的光束发散角比微波通信至少小3～4个数量级,大约在10微弧度左右。

(4)架设灵活便捷,无需铺设光缆或电缆,安装迅捷、使用方便,成本低廉。建立通信信道无需铺设光缆或者电缆,只需将光发射和接收天线对准即可。

(5)安全保密性强。FSO的波束很窄,非可视光,夜间也无法发现,因此无法探测到链路的位置,更不存在窃听的可能性,安全保密性好。FSO很难被截取,波束又非常定向,是对准某一接收机的。即使被截取,用户也会发现,因为链路被中断了,因此,FSO比无线系统安全得多。尤其适用于金融、法律、军事等保密要求高的部门。

(6)轻巧的天线尺寸和系统结构天线尺寸与工作波长有关,波长越短,所需的天线就越小。由于激光通信的波长远小于微波通信的波长,因此,在同样功能和条件下,激光通信的天线尺寸远小于微波通信的天线尺寸。因此,激光通信系统的重量和体积相对就显得非常轻小。

(7)协议透明。FSO以光为传输媒介,任何传输协议均可容易地叠加上去,现在通信网络常用的SDH、ATM、IP等都能通过;对语音、数据、图像等业务可以做到透明传送。

(8)成本底。没有任何设计、勘察、工程和线路费等附加费用,起始投资和运营费用低,FSO的成本是光纤传输的1/10～1/3。

3. 自由空间光通信存在的主要问题

自由空间光通信存在的主要问题有以下几点:

(1)尽管激光的定向性很好,保持窄波束,但波束还是会随传输距离的增加而慢慢变宽,超过一定距离后难以被正确接收。目前测试表明,在1km以下FSO系统才能获得最佳的效率和质量,最远只能达到4km。

(2) FSO系统性能对天气非常敏感是FSO的另一个主要问题。晴天对FSO传输质量的影响最小,而雨、雪和雾对传输质量的影响较大。FSO受天气影响如表1所示。其中雨和雪会造成光信号失真,雾的影响最大,因为FSO的波长接近雾粒,能量易被吸收,同时,雾粒呈现出棱镜的作用,使激光发生衍射,进而使光信号能量迅速衰减。解决方法包括增大发射率,增大发射口径和以微波作为备份手段等。其中,AirFiber推出了AirFiber5800基于HFR(Hybrid Free Space Opt ic/Radio)的系统,该系统采用785nm激光通信+60GHz毫米波通信的工作方式,最大传输速率为1.25Gb/s,输出功率为12.5dbm,BER达到10-12,而早期只有光纤传输才能达到这个值。AirFiber5800采用互补系统,一方面克服了雾气对激光的衰减作用,另一方面克服了雨水对毫米波的影响,使整个系统在1km距离上传输可靠性达99.999%。互补系统中采用该公司自己发明的冗余链路控制技术(RLC),他同时监控两路传输,当任何一路出现衰减或是阻塞,RLC会立刻使用另一路进行数据传输,保证数据传输不间断,也不会造成数据丢失,并且他能保证在任何天气条件下的通信质量。

(3)城市内,由于建筑物的阻隔、晃动将影响两个点之间的激光对准。因此为了保证光传输链路的性能,光链路之间的瞄准、捕获和跟踪显得至关重要。一般采用:偏光法和动态跟踪法。

偏光法是让激光在发出时偏离一定的角度,在到达接收器时就会形成一个很大的光锥。光束偏转角度大都不同,一般产品的偏转角为3～6rad,当传输距离为1km时,光锥半径为3～6m。使用前,要将接收器置于光锥的圆心处,这样,就可消除各种导致光线偏离的因素所产生的偏差。但是这样产生的问题是,接收端的单位面积功率降低,一定程度上影响了信号传输。而动态跟踪技术比偏光技术纠偏的效果更好,但成本也比较高。他通过反馈装置动态调整可移动镜片,可移动镜片控制入射光的传播方向,从而使激光束始终锁住目标。动态跟踪是一种闭环控制系统,非常适合用在高速数据传输的场合。偏光法则不适于高速数

据传输,因为他的工作方式降低了能量密度,当数据传输速率很高时,接收机的灵敏度会变弱。此时,就要增大入射光束的功率。

(4)激光的安全问题也会影响其使用,超过一定功率的激光可能对人眼产生影响,人体也可能被激光系统释放的能量伤害。所以产品要符合眼睛安全标准。

4. FSO研究的几个方向及发展趋势

FSO技术原理比较简单,关键的问题是如何提高传输的可靠性,使其尽量达到用户的要求。所以现在的研究方向大多是提高可靠性,然后提高传输距离与速率,大致有以下几个方面。

(1)传输速率的提高

FSO相对于其他接入设备最大的优势之一就是带宽。现在FSO产品的速率从2M开始,形成多个系列,比较典型的有10Mb/s、100Mb/s、155Mb/s、622Mb/s。有的公司采用波分复用(WDM)技术,速率可以达到2.5Gb/s、10Gb/s。

(2)大气信道的研究

对于大气对通信信号的干扰分析,不能仅局限于大气的吸收和散射等,还要注意大气湍流引起的闪烁、光束漂移、扩展以及大气色散等问题。这些因素都会影响接收端信号的信噪比,从而影响系统的误码率和通信距离、通信带宽。因此,必须在这方面做更深入详尽的分析,提出解决方案。

(3)传输可靠性的研究

这个方面主要是对信号源和接受技术的研究。对于信号源,除了要求输出光束质量好、工作频率高、出射光束窄以外,还要考虑激光器的输出功率稳定性、频率稳定性、光束方向稳定性和工作寿命等。接收系统对自由空间光通信也会有重要影响,因此有必要对信号发射接受技术进行进一步研究。有些公司,采用多光束发射技术,有效地克服了空中飞行物的影响。另一项比较重要的技术就是跟踪技术,采用CCD利用光强度或者波形来自动定位、调整发射端的位置。信号的发射与接收直接影响信号的传输质量,是自由光通信的主要技术瓶颈,在今后的应用中还需要作进一步的研究。

(4)保密性的研究

自由空间光通信的安全保密性较好,因为红外激光的波束窄且不可见,很难在空中发现其通信链路。同时,激光束定向性好,如果想截取,一般需要在链路中插入,这是很难做到的,而即使被截取,用户也会发现,因为链路被中断。因此,自由空间光通信系统比微波系统安全得多。但是经分析论证,由于自由空间光通信信道的开放性,窃听信号而又不阻断光束的传播,也是可以做到的,所以深入研究自由空间光通信的保密方法和技术是十分必要的。

(5) FSO设备网络拓扑的研究

FSO网络有三种拓扑结构,即点对点、星型和网状,既可以单独使用,也可以组合使用。点对点主要作为高带宽的专线连接,网状结构可以把业务集中到一点再接入核心网,效率较高、比较经济。随着自由空间光通信技术的不断完善,由点对点系统向光网络系统发展是大势所趋。有专家预测,未来的自由空间光网络将形成一个立体的交叉光网,可在大气层内外和外太空卫星上形成庞大的高容量通信网,再与地面上的光纤网络相沟通,满足未来的各种通信业务需求。

5. 结束语

作为一种宽带接入技术,FSO以其灵活方便的接入方式在较短距离的情况下,以低廉的成本投资可获得光纤传送的速率。在许多企业和用户不具备光纤线路,但又需要较高速率的情况下,FSO不失为一种解决“最后一公里”瓶颈问题的有效途径。自由空间光通信的任务不是取代已经发展成熟的光纤通信和微波通信,而是发挥自己特色,成为整个通信网络中的一个环节,与其他通信方式互相补充、互相配合,发挥重要作用。在未来的几年里,它必将发挥自身特色,成为通信网络中的重要环节。FSO系统实现了光纤到桌面,完成了语音、数据、图像的高速传输,必将带动声讯服务业和互动影视传播,最终实现“三网融合”,促进电子政务、电子商务、远程教育及远程医疗等的发展。我们相信FSO必将具有更加广阔的应用领域和市场前景。

参考文献

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[4]程莉．自由空间光通信技术[J]．现代电子技术，2004，27(5)．