第1章 无线光通信的基本概念
本章扼要介绍了无线光通信的基本概念,为深入了解和掌握无线光通信及相应的无线光接人技术做必要的准备。
1.1 什么是无线光通信
为了更清楚地理解无线光通信的含义,首先扼要介绍光通信和光纤通信。光通信是以光作为信息载体的一类通信方式,而光纤通信是以光作为信息载体、以光纤作为传输介质的一类通信方式。由于光纤的传光特性,目前只有波长在700~1600nm很小范围的光可在光纤中传播,并且光纤网络使用的光缆敷设只能架空或埋伏在地下或布入水中,不便于进行移动通信。
无线光通信是将载有信息的光载体从光纤的束缚中解脱出来,进入广阔的天地。因此,现阶段无线光通信可以定义为以光束为信息载体、其载信息的光束在自由空间中传输的一类光通信方式。这种承载信息的光束所传输的自由空间可以是没有任何物质的真空,也可以是可受气候和环境严重影响的大气传输介质或汹涌澎湃的海水传输介质。因此,根据传输介质的情况可将无线光通信分为地面上无线光通信、深空无线光通信、近空无线光通信和水下无线光通信等几类。
地面上无线光通信是以大气作为传输介质,以激光或光脉冲作为信息载体,在太赫兹(THz)光谱范围内传送数据信息的通信系统,在有的资料中也称为无线光网络(wireless optical network,WON)系统或光无线系统。这是一种以光束为信息载体的双向点到点无线通信技术,可提供数据信息的点对点或点对多点无线高速连接。由于无线光通信中的信息不需要光纤,而是在空气介质或真空中传播,因此,无线光通信技术也常称为虚拟光纤(virtual fiber)通信技术。
发展无线光通信意义重大而深远,其不但可将地面上的各类通信网络融为一体,采用统一标准制式,而且在近空,乃至将来人类进入宇宙深空的通信也要采用无线光通信制式。发展无线光通信面临着严峻的技术挑战,包括地面上无线光通信如何克服大气传输介质造成的对通信传输距离的约束;高速、高功率光发送技术;抗干扰、高灵敏度光接收技术;高精度、高增益、高可靠收发天线;快速、精确的捕获、跟踪和瞄准(acquisition,tracking,pointing,ATP)技术等。
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