无线光通信技术及其应用

城域网建设；对于传统的电信网络运营商来讲，无线光通信网络系统可以作为其光缆传输系统的补充，用于不便铺设光缆的区域。建设周期短、所需费用少，无线光通信网络系统可以实现先组网再销售的商业模式。

此外，FSO在卫星间、卫星与地面站间有着重要的应用。如在1995年美国与日本所进行的联合试验中，实现了日本菊花-6卫星与美国大气观测卫星相距39000km的双向光通信。这是一种远距离通信应用，目前仍在研发之中，但卫星间光通信具有容量大、不需进行ITU国际协调等优势，将成为重要的卫星通信手段之一。

图2 无线光通信在城域范围内的各种应用

4 存在的问题

虽然无线光通信网络系统独具魅力，拥有大量潜在的应用市场，但也存在许多有待完善的地方。目前，其主要问题有：

(1) 收发端对准问题

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距传输条件才能实现通信。当通信设备安装在高楼的顶部时，在风力的作用下设备会发生摆动，这样便会影响激光器的对准精度。楼宇结构中某些部分的热胀或轻微地震等因素，有时也会导致发射机和接收机无法对准。

(2)大气媒介的影响

恶劣的天气情况，会对FSO的传播信号产生衰耗作用。空气中的散射粒子，会使光线在空间、时间和角度上产生不同程度的偏差。大气中的粒子还可能吸收激光的能量，使信号的功率衰减。衡量FSO信号可靠性指标之一--LINK MARGIN，单位为dB，其意义为FSO设备正常工作所允许的最大功率损耗。一个典型的FSO系统的LINK MARGIN值为20dB，即在天气晴好的条件下，光信号每公里的功率损耗大约为1dB，也就是说，一般无线光通信系统的最大工作距离是20公里。FSO采用的红外光在空气中传播时易受各种气候因素的影响，如雨、强烈日光等。在大雾天气下，信号衰减可达到每公里400dB，这使FSO系统的有效工作距离不到50米，甚至比无线局域网传输距离还要短。因此，FSO需要寻求一种最优波长频率，并在通信链路中找出波长与性能的最优组合。

(3)传输距离与信号质量的矛盾突出

FSO传输距离越大，光束就会越宽，接收端收到的光信号质量越差。目前较远距离的大气激光通信的研究还没有取得突破性进展。

(4)激光的安全问题

激光束的安全性是FSO系统必须考虑的问题。光信号发射功率必须限制在保证人类眼睛安全的功率范围内，这也限制了FSO的通信距离。

5 总结

无线光通信作为一种快捷的宽带网实现方式，已经逐步成为现实。本文简单介绍了无线光通信的基本概念、系统的构成、特点和优势，以及在通信领域的应用及研究情况，同时也分析了其存在的技术问题。

无线光通信系统将来的研究将集中在增加传输容量、延长传输距离、自动方向对准、降低设备成本等方面。如果这些问题能得到有效解决，那么FSO将发挥巨大潜能和优势,成为无线通信领域的一个新亮点。