光通信

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光通信范文第1篇

关键词：无线光通信技术 高速率数据传输 系统构成

随着信息化社会的到来，通信技术也得到了日新月异的发展。在过去的几年中，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，成为广域通信网的骨干网络，如今在广域通信网中80%以上的信息是通过光纤传输的。但是从光纤骨干网到用户之间的"最后一英里"，如果铺设光缆，不仅花费大而且耗时；许多无线通信技术可以解决"最后一英里"的问题，但是这些技术需要向无线电管理委员会申请频率执照，不仅要使用户支付大量的频率占用费，而且申请也要花费数月的时间。

无线光通信因为无需频率申请，机型小方便架设，能够简单的解决最后一英里的问题，为宽带接入的快速部署提供一种灵活的解决方案。

无线光通信可在以下一些范围发挥重要作用：

·可以作为预防服务中断的光纤通信和微波通信的备份；

·可以应用于移动通信基站间的互连，无线基站数据回传；

·应用于近距离高速网的建设以及最后一英里接入；

·不宜布线或是布线成本高、施工难度大、经市政部门审批困难的地方；

·在军事设施或其他要害部门需要严格保密的场合；

·用于企业内部网互连和数据传输。

1 无线光通信系统的构成

无线光通信系统是以大气作为传输媒质来进行光信号的传送的。只要在收发两个端机之间存在无遮挡的视距路径和足够的光发射功率，就可以进行通信。

一个无线光通信系统包括三个基本部分：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。光发射机的光源受到电信号的调制，通过作为天线的光学望远镜，将光信号通过大气信道传送到接收机望远镜；在接收机中，望远镜收集接收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的透过率有较大的差别，可以选用透过率较好的波段窗口。对基于FSO的系统来说，最常用的光学波长是近红外光谱中的850 nm；还有一些基于FSO的系统使用1500 nm的波长，可以支持更大的系统功率。

2 无线光通信系统的特点和优势

2.1 频带宽，速率高

从理论上讲，FSO的传输带宽与光纤通信的传输带宽相同，只是光纤通信中的光信号在光纤介质中传输，而FSO的光信号在空气介质中传输。FSO产品目前最高速率可达2.5 Gbit/s，最远可传送4 km。

2.2 频谱资源丰富

与微波技术相比，FSO设备多采用红外光传输，有相当丰富的频谱资源，不需要申请频率执照，也不需要交纳频率占用费，这是一般微波通信和无线通信无法比拟的。

2.3 适用任何通信协议

适用于任何环境，不依赖某种协议。现在通信网络常用的SDH、ATM、以太网、快速以太网等都能通过，并可支持2.5 Gbit/s的传输速率，用于传输数据、声音和影像等各种信息。

2.4 架设灵活便捷

FSO可以直接架设在屋顶，以及在江河湖海上进行通信，可以完成地对空、空对空等多种光纤通信无法完成的通信任务，而且无需埋设光纤，可以在几小时内建立起通信链路，方便快捷，大大缩短了施工周期。

2.5 安全可靠

无线光通信的安全性是非常显著的，由于光通信具有非常好的方向性和非常窄的波束，因此窃听和人为干扰几乎是不可能的。

2.6 经济

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。 转贴于 　3 无线光通信系统存在的问题

FSO是一种视距宽带通信技术，发射机与接收机之间需要严格的视线传播，当通信设备安装在高楼的顶部时，在风力的作用下建筑物会发生摆动，这样便会影响激光器的对准。由于大楼结构中某些部分的热胀或轻微的地震等原因，有时也会导致发射机和接收机无法对准。

恶劣的天气情况，会对传播信号产生衰耗。空气中的散射粒子，会使光线在空间、时间和角度上产生偏差。大气中粒子还会吸收激光的能量，衰减信号的发射功率。

传输距离与信号质量的矛盾非常突出，传输距离越大，光束就会越宽，接收的光信号质量越差。

激光的安全问题必须考虑。发射功率必须限制在保证眼睛安全的功率范围内。

4 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2.5 Gbit/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San Diego，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622 Mbit/s无线光传输系统。

Canon主要产品有：Canobeam DT-50，速率从25 Mbit/s到622 Mbit/s，可连接 FastEthernnet、FDDI、ATM。特点是具有自动跟踪系统，调整探测器件的位置以检测激光束的光轴，所以不因建筑物的摆动而使传输中断。同时，镜头自动跟踪特性增加传输距离达2 km。Canobeam III：数据速率达到622 Mbit/s，有不同的网络接口，如ATM、FDDI、Fast Ethernet，并可选择SNMP 的TCP/IP。

TeraBeam Internet Systems产品是基于IP 的无光纤点到多点网络，发送和接收机，固定在办公室窗户上小卫星碟。这些卫星碟型天线的波束与安装在楼内的基站相连。

5 国内研究现状

目前在中国，无线光纤技术基本处于起步阶段，有几家公司在实验室作出了样机，但是没有规模性的生产，主要原因有FSO本身的可靠性问题，一些人对FSO技术存有一定程度的误解和疑虑；还有一些用户对FSO技术了解不多。

桂林三十四所、清华同方有限公司、中科院成都光电技术研究所、深圳飞通有限公司、上海光机所等几家单位，有比较成熟的样机。

桂林三十四所产品的主要性能参数有以下一些，传输速率：8 Mbit/s，34 Mbit/s，155 Mbit/s；工作波长：850 nm；通信距离：1~4 km；光发射功率：小于40 mW。

清华同方推出了面向未来的无线光链路的自由空间通信产品OWLink E100。清华同方在快速追踪系统具有自动校准功能获得了专利，其产品还遵循眼睛安全标准。

中科院成都光电技术研究所，开发的产品主要性能参数有传输速率:10 Mbit/s；工作波长：850 nm；通信距离：1~4 km；发射功率：3~30 mW。

上海光机所承担的"无线激光通信系统"具有双向高速传输和自动跟踪功能。其传输速率可以达到622 Mbit/s，通信距离可以达到2 km。自动跟踪系统采用双波长同光路接收镜筒和高灵敏度位敏探测器，实现灵敏的伺服跟踪。

深圳飞通有限公司开发出的样机，其速率有155 Mbit/s、622 Mbit/s以及1.25 Gbit/s几种，通信距离最远可达4 km。

6 FSO研究的发展趋势

FSO目前存在的问题主要集中在下面几个方面：针对大楼摆动的瞄准问题；大气中粒子对光线的散射、吸收问题；提高传输速率问题。这些问题影响了传输的可靠性，所以对这些问题的研究成为FSO的发展方向。

6.1 发射、接收的瞄准的研究

在大风中或因地震引起大楼的摆动，发射机发送的光信号对不准接收机，产生的误差大，甚至通信无法实现。目前的研究方向在于提高激光的瞄准，怎样利用非机械装置来实现精确的对准和快速瞄准；在接收机方面，散射光线也带有信息，接收散射光线越多，接收的信号能量越大，但同时接收的噪声也越大，所以尽量提高接收机接收信号总功率，又不能降低信噪比成为研究目标。

6.2 减小大气对通信的影响

在不同的环境中不同波长的光线会有不同的传播特性，这些不同的特性导致了在不同环境下，不同波长的光线会有不同的吸收窗口、不同的散射函数以及不同的折射率，需要寻求一种最优波长，在通信链路中找出波长与性能的最优组合。

6.3 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2 Mbit/s开始，形成多个系列，比较典型的有10 Mbit/s、100 Mbit/s、155 Mbit/s、622 Mbit/s。有的公司采用波分复用技术，速率可以达到2.5 Gbit/s、10 Gbit/s。

综上所述， FSO的发展方向是解决大楼的抖动引起的对不准问题、大气微粒的散射问题、大气湍流影响通信问题，提高系统可靠性，在此基础上提高传输速率，使FSO发挥最大优势。

光通信范文第2篇

光通信在最近几十年的发展

光通信技术中最有发展前景的当属光纤通信技术了，在最近几十年来发展最好最快的也是光纤通信技术。光纤通信技术的发展经历了三代，从工作波长为0.85μm的多模光纤通信逐渐发展为工作波长为1.3μm的单模光纤通信，并在此基础上发展到工作波长为1.55μm的光纤通信系统，这些年的进步很好的解决了光通信系统的色散问题。不仅如此在这些年光源也放上的很大的变化，发生了从发光二极管到半导体激光器的变化。半导体激光器的出现大大的提高了传输信息的效率，而且半导体激光器与二级发光体比较具有更高的功率和更长的使用寿命。光纤和光源的发展大大的缓解了信息衰减和色散的问题，加大了光纤的通信容量，提高了光纤通信的效率。另外在光网络协议方面也有了很大的发展。目前的技术种为了方便用户使用图像、数据、语音等业务，目前的重点是宽带接入网建设。宽带接入包括光纤、无线、同轴电缆和xDSL这几种方式，这些主要是基于分组交换方式的接入，其中以光纤接入为主。光纤接入分为有源方式接入和无源方式接入两种，即利用SDH或PDH为传输通道和无源光网络方式，光纤的非线性问题随着光纤放大器的广泛应用而逐渐显现出来。光纤的非线性主要指四波混频效应、自相位调制效应、交叉相位调制效应、受激喇曼效应、受激布里渊效应等。其中一些效应会使得系统的技术指标恶化，使得信号脉冲展宽、波型畸变、信号之间串扰。通过合理的使用某些非线性效应，我们可以研制出新型的光器件。

光通信技术的发展前景

1光纤通信技术的发展前景

为了更好的建设下一代网络就必须得构建一个拥有巨大传输容量的光纤基础设施，而由于光缆高达20年的寿命以及过高的造价，光纤基础设施的设计和构建必须具有前瞻性，应该结合设备和系统技术的发展趋势来设计。同时由于下一代电信网对容量的高要求以及频率的高宽度，这一代的光纤性能已经无法满足需求，必将被淘汰，那么开发新一代的光纤将势在必行。在G.652.A光纤的基础上进行改进并取得一定成果的G.652C/D光纤很好的解决了色散斜率的问题，减低系统成本，而且能实现更长距离和更大容量的传输。基于这些原因，具有更长使用寿命的新一代光纤必将得到更好的发展。

2波分复用系统的发展前景

光通信范文第3篇

可见光通信能够同时实现照明与通信的功能，具有传输数据率高，保密性强，无电磁干扰，无需频谱认证等优点，是理想的室内高速无线接入方案之一。

与使用无线电波进行通信的WiFi、蓝牙、WiMax等传统无线技术相比，被昵称为“LiFi”的可见光通信的数据速率更高，可达每秒数十兆至数百兆，未来传输速度还可能超过光纤通信。利用专用的能够接发信号功能的电脑及移动信息终端，只要在室内灯光照到的地方，就可以长时间下载和上传高清晰画像和动画等数据。该系统还具有安全性高的特点。可见光只能沿直线传播，因此只有处在光线传播直线上的人才有可能截获信息。用窗帘遮住光线，信息就不会外泄至室外，同时使用多台电脑也不会影响通信速度。由于不使用无线电波通信，对电磁信号敏感的医院等部门可以自由使用该系统。大规模实施可见光通信系统可以降低总体安装成本，同时可帮助进一步降低电费、维护费用等操作成本。

提供可见光通信服务时，可靠性和网络覆盖率是主要问题。来自太阳光、普通灯泡等外部光源的干扰及传输路径上的不透明材料都可能会使通信中断。

可见光通信技术当前仍处于引入期，室内网络和位置服务是成功渗入市场的少数应用。用于智能流量管理系统、飞行娱乐和水下通信等其他应用的产品将投入市场。可见光通信可作为现有无线网络的补充技术，将渗入物联网、智慧城市、以太网供电、无线传感器网络、泛在网等领域。可见光通信尤其适合应用在迫切需要进行能耗和成本节约、希望消除通信带来的健康隐患及希望享受新颖用户体验的场景。

光通信范文第4篇

走进“优迅”大楼,所有员工都在专注地做着自己的工作。我们了解到“厦门优迅高速芯片有限公司”是一家Fabless IC设计公司,成立于2003年2月,主要设计工程师来自硅谷和加拿大,具有多年的专业从事光通信前端高速收发集成电路芯片的设计经验。徐总也告诉我们,“优迅”采用的是先进的、相对低成本的深亚微米(0.13um~0.35um) CMOS工艺和最新的SiGe BiCMOS工艺技术,在国内自主开发、正向设计具有100%自主知识产权的高端通信集成电路芯片,所有产品均获得国家知识产权局版图保护,已拥有8项专利,其中4项发明专利。

“我们是国内第一家实现高速TIA、LA、LDD三大系列芯片量产的公司,155Mbps~1.25Gbps的总出货量已超过800万片!”徐总骄傲的对我们说,“并且,我们2.5Gbps芯片组已经量产,PON收发单芯片UX3328将在明年第一季度量产。4Gbps、10Gbps等高端收发IC芯片也正在积极研发当中。”徐总带我们参观了公司配备的多套高速芯片以及光模块的测试设备,“优迅”目前可以向用户提供155Mbps、1.25Gbps整套IC芯片组和1x9、SFF、SFP、GBIC模块的完整应用方案。公司提供的DDM SFP方案采用通用的低成本的MCU作为主控芯片,完全满足SFP MSA和SFF-8472的应用要求。

“优迅”秉承着用“芯”创造未来,努力做好光通信的中国“芯”的理念与目标,一直致力于打造中国“芯”。凭借着成本低、服务及时以及各项技术支持等优势,在推出芯片之后,订单一直在逐步增多。继武汉办事处成立后,优迅计划近期在深圳成立办事处,努力开拓华南市场。

2009年一季度全球光纤收发模块市场收入达到4.42亿美元,比上一季度减少20%,比去年同期减少21%。由经济衰退引发的需求疲软,加上平均售价的下降以及大力削减库存造成市场萎缩,有些以出口为主的客户影响较大,当我们问及市场疲软对“优迅”的影响怎样时,徐总非常高兴地告诉我们:“由经济衰退引发的市场需求疲软对‘优迅’整体业务影响不大,因为我们业务还处在发展初期,目前占有的市场份额并不大,我们的销售策略是不断地吸收新客户进而实现销售的增长,这样,可以弥补一些客户业务的下滑,我们这样的策略让我们安全的渡过了危险期。并且,2008年,我们作为福建省唯一一家、全国八家高科技企业之一,获得国家风险投资。2009年,公司重点攻关项目已获得国家立项。这是值得我们所有“优迅”人骄傲的事情!”

光通信IC就像一个被光通信人忽略的主角,目前的光通信世界严格意义上说仍是“光电”的世界,纯粹的“全光”世界仍然距离我们很遥远,目前“电子”器件依然在光通信领域扮演着关键角色,来驱动和控制着整个光通信网络。很多公司认为光通信市场对于IC来说太小,而且高速收发芯片设计难度很大,验证周期很长,所以鲜有进入此领域,显现出垄断局面。很多人可能会因为观念问题而觉得这么高端的芯片国内会做不好,这对“优迅”来说是一个挑战,徐总也很有信心地告诉我们:“目前国产芯片的性能指标完全能达到国际主流芯片的高品质要求,具有很高的性价比。‘优迅’是国内第一家量产此类高速收发芯片的公司,打破了之前进口芯片的垄断。随着技术的成熟,市场的扩大,毛利空间的减少,国外公司继续此类产品研发的动力会减小,有些公司已经放弃了此市场。当然也有些公司看到光通信市场的增长而进入光模块IC领域。我想这个市场对‘优迅’是非常合适的,也是我们的专长所在。我们非常有信心能够在光通信领域开拓出一片广阔蓝天!”

徐总也与我们介绍:“跟其他IC芯片产品一样,光通信芯片的发展方向也是要不断提高其集成度,增加更多的功能,不断降低成本,会有更多的芯片放弃原先的Bipolar、BiCMOS工艺,而采用先进的相对低成本的CMOS工艺。随着网络智能化的提升,会增加网络诊断功能、控制功能,IC芯片就需要集成许多数字电路,做成数模混合芯片,甚至SoC芯片。随着光网络不断扩大带宽,肯定需要更高传输速率的光模块。10GGPON/EPON标准协议的,10G芯片的需求也将快速增长,标准的光模块XFP、SFP+、X2、XENPAK等已经做到10G。40G主要用于长距离干线的光传输。相对于10G,40G就需要做革命性的创新,对IC芯片是巨大的挑战,对前端的光电芯片更是巨大的挑战,比如激光器就无法采用直接调制,必须采用光波导间接调制等等。

高速光模块除了保证信号传输质量外,模块的功耗和散热也是突出问题。迎接这些挑战需要时间,从自身来讲,我们在以下方面积极努力:第一,我们不断努力开发出更高水平的IC芯片;第二,在第三方验证机构进行可靠性测试,取得有力的品质证明;第三,主动出击,积极推介产品,扩大用户群,特别针对国内的重量级企业。让更多的客户来证明我们的产品。”

国内芯片企业的优势主要体现在成本上,研发成本、管理成本、销售成本都比国外企业要低。对IC来说,基于同样的工艺,制造成本几乎是一样的。要取得制造成本的优势必须发挥技术优势,采用相对低成本的工艺,做出同样的产品性能。“我们采用CMOS工艺的收发IC芯片就具有明显的成本优势。另外,我们可以为客户提供完整的应用方案和参考设计,为客户提供及时周到的技术支持和服务。在交货的及时性和结算的便利性上也优势明显。中国也是全球光模块的主要生产基地,而且在蓬勃发展中,我们机会很大。希望能得到广大光模块厂家的支持,支持光通信的中国‘芯’。我们会继续专注于高速芯片的研发,逐步跟上主流市场的发展步伐,争取尽快成为世界光模块IC的主流供应商。”徐总如是说。

“今年有一个很好的契机,国内拉动内需,特别是3G的启动建设。在3G之后,FTTx将是光通信建设的又一,我们将进入一个全新的宽带时代。从目前三大运营商对FTTx的部署来看,光节点会越来越多,可预见不久的将来将出现光通信新一轮‘井喷式’的发展。EPON、GPON是目前FTTx的主流网络方案,有关PON网络的协议、技术、产品备受关注,迅速得到发展。PON网络的协议芯片、PON网络终端模块的突发模式收发芯片的需求将快速增长,这使光模块市场一片红火,预计今年我们可实现60%的业务增长。”徐总充满希望地对我们说。

光通信范文第5篇

2011年2月16日，中国电信在京正式提出了“十二五”发展规划并启动了“宽带中国 光网城市”工程。在“十二五”期间，中国电信将建设100M宽带接入网络，全面提升综合信息服务能力。据中国电信网络发展部总经理孙俊彦介绍，在“十二五”期间，中国电信将在南方城市全面实现光纤化，核心城区全部实现光纤接入，最高接入带宽达到100M，城市家庭接入带宽普遍达到20M以上。中国电信将用三年时间实现所有城市光纤化，为城市用户提供光速互联网体验。

光通信市场2011年投资巨大

中国电信“宽带中国 光网城市”工程是2010 年三网融合战略的延续，“十二五”期间，中国电信将加快电信宽带网络建设,推进城镇光纤到户，扩大农村地区宽带网络覆盖范围的要求，按照工信部等七部委联合下发的《关于推进光纤宽带网络建设的意见》，积极推进 “光网城市”建设，加快推进宽带网络的光纤化升级，建设超高速（100M）宽带接入网络，全面提升综合信息服务能力。

中国电信“十二五”宽带工程开启了中国国家宽带战略，我们可以乐观预计中国移动和中国联通“十二五”宽带市场的规划将同比2010 年也大幅度提升，2011年中国光纤宽带市场投资规模达到600-800 亿元，同比2010 年增长幅度达到75-135%。光通信市场规模投资将直接利好光通信设备厂商。

宽带市场再次高速增长

中国国家宽带战略是移动互联网发展方向之一，2011-2015年中国宽带市场将继2007-2010年再次进入一个高速增长的时期，移动互联网首重发展移动宽带和固网宽带。根据工信部“十二五”两万亿投资规划，移动+固网宽带投资约占总体投资的80%，较“十一五”期间增长36%，中国国家宽带战略契合工信部“十二五”规划，是移动互联网不可缺失的重要一环。

根据中国电信十二五规划，2011 年中国电信计划新增光纤入户（即接入带宽达到100M 以上），达到3000万个家庭，是“十一五”期间的3 倍，累计覆盖4000万家庭；南方城市（含县城）实现 8M 接入带宽全覆盖，20M 覆盖率达到70%；东部发达城市和中西部省会城市20M 覆盖率达到80%以上。2013年对南方城市（含县城）的所有家庭客户均可提供20M接入，光纤入户覆盖达到8000万户。“十二五”末，南方城市地区实现家庭和政企用户光网全覆盖，光纤入户（即接入带宽达到100M 以上）超过1 亿，位居世界领先。同时，实现3G 网络全网覆盖，热点区域WiFi 覆盖，建成有线无线一体化的高速宽带网络，提供无处不在、无缝覆盖的宽带服务。”

投资机会分析

根据中国电信“宽带中国 光网城市”工程规划，“十二五”期间中国电信将着力于接入层宽带建设，改变目前接入层主要采用铜缆+ADSL接入方式。按照工程目标，中国电信宽带用户的接入带宽将在3-5年内跃升10倍以上，并将持续快速提升；资费在3年左右迎来“跳变期”，并将持续下降。南方城市将全面实现光纤化，核心城区全部实现光纤接入，最高接入带宽达到100M，城市家庭接入带宽普遍达到20M以上。形成一个包括卫星通信、光纤宽带、移动网络，覆盖大江南北、惠及全中国的优质信息网络。用户通过中国电信统一账号可以登录中国电信有线宽带、天翼3G网络以及WiFi网络，便捷享受全地域、无缝隙的宽带接入服务和丰富的互联网应用。