浅析光通信领域前沿技术的运用.pdf

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1、学术探讨网络与通信浅析光通信领域前沿技术的运用王琛(武汉烽火国际股份有限公司，湖北武汉430079)[摘要]在明确光通信前沿技术重要性的基础上，概述了光波系统，并进一步研究了光通信技术的运用设计，涉及到：光发射、光接收、光天线，ATP以及控制等关键技术的运用设计。希望能对光通信领域前沿技术的应用与发展提供一定的借鉴作用。[关键词]光通信；前沿技术；光波系统随发送机的老化而增加，必须对激光器的偏置进行控制，一1．引言般通过一个光电二极管检测激光器的输出，产生一个控制信光通信系统包括两类：导行和非导行。在导

2、行的光波系号用于调节激光器的偏置。驱动电路要能动态调节偏置电流统中，由发送机发射的光束是空间限定的，目前的导行光波并且保持调制电流不变。系统都使用光纤；在非导行的光波系统中，由发送机发射的光束在空间传播，与微波传播相似，但与微波系统相比，其光束主要是向前传播(由于波长短)，主要应用于收发信机的精确点对点通信中。虽然大多数光波通信系统主要是光纤通信系统，但目前非导行的光波系统已经成为光通信领域中的前沿技术，并得到了长足的发展和应用。2．非导行光波系统的概述非导行的光波系统中，无线激光通信(OWC)又称自由

3、空间激光通信(FSO)，它不使用光纤等波导介质，是直接利用激光光束作为信息载体在空间传递信息的一种通信方式。可以图1光发射功能结构图利用无线激光通信技术进行语音、数据、电视、多媒体图像等[1]的高速双向传送。无线激光通信技术不仅包括深空、同步轨激光器的斜率效率通常随温度增加而减小，经常采用热道、低轨道、中轨道卫星间的无线光通信，还包括地面站的无电制冷器来均衡激光器的温度，一种包含设计双环反馈电路线光通信，是目前国际上的一个研究热点。的驱动电路能同时自动调节偏置电流和调制电流。激光器中根据使用情况，无线激

4、光通信可分为：点对点、点对多有一个负温度系数热敏电阻，可通过这个热敏电阻来监测激点、环形或网格状通信，也可以把它们组合起来使用。光有光器的工作温度，用于控制流入制冷器的电流方向来控制制一定穿透能力，光在自由空间的传播介质有近地面大气层、[3]冷器制冷还是制热。远离地面的深空和水三种，因此，根据其传输信道特征则又电信号需要根据实际的需要进行编码。调制方式有多可分为：大气激光通信、星际(深空)激光通信和水下激光通种，比如开关键控调制、脉冲位置调制、差分脉冲位置调制、[2]信。数字脉冲间隔调制以及脉冲宽度调制

5、等，实际使用中可根据3．光通信技术的运用设计需要灵活采用。光通信以自由空间为光导，在无线光通信系统中，大气3.2光接收的运用设计信道随机变化，对通信产生较大影响，并且通信设备由于受光接收子系统包括信标光检测器，信号光检测器，以及外力影响处于微动状态，必须根据这些新的特点来进行应它们的驱动电路；后级放大器；时钟提取电路和信号检测电用设计。路。为抑制背景噪声的干扰，可以在光信道上采用光窄带滤3.1光发射的运用设计波器件，如干扰滤光片和原子滤光器等。对电信号采用微弱光发射包括：电信号的编码调制，激光器和激光器

6、的驱信号检测和处理技术。光电二极管将光信号变成电信号，送动电路。如图1所示。入后面具有限幅的放大器，得出形态较好的信号波形，然后其中，激光器的驱动电路要设计成支持恒定的偏置电流进行同步时钟信号的提取，利用提取的时钟和信号检测电路和调制的电信号。经常利用伺服环保持平均光功率的恒定。对信号进行解调，恢复出原始信号。激光器的阈值对工作温度敏感，而且发送机的阈值电流也其中，时钟提取部分对于接收机是至关重要的，同步性————————————————作者简介：王琛，男，湖北武汉人，硕士，研究方向：数字通信。—40—

7、学术探讨网络与通信能的好坏直接关系到系统设备能否正常工作。由于大气信通信终端B的CCD的视场，B端的信标光也会在对方的道变化比较快，空中可能遇到漂浮物或者飞鸟的阻挡，当系CCD上成像，两端通过调整粗跟踪系统使成像光斑逐渐从统失步时，必须要能快速进入同步状态，因此设计出好的同边缘向中央逼近，这便是通信双方的视轴粗对准过程。步方法是提高系统性能的一个关键。信标光信号经过处理(4)精跟踪阶段，当光斑进入精跟踪视场后，由精跟踪后得到一个误差信号，用这个信号来作为ATP子系统的输CCD来反馈信标光的对准误差信息。

8、再配合快速扫描振镜，入，进而实现收发设备的精确对准。可以大大增加控制系统的带宽，进而抑制各种低频扰动和高3.3光天线的运用设计频振动，这样可以获得非常小的振动残差。光天线运用设计的好坏直接影响光通信的系统性能指(5)通信阶段，一旦精确对准过程完成，就可以启动通信标。光天线是一个用透镜或者反射镜组成，利用光折射和反过程，根据初步研究得到，通常情况下，通信激光的发散角射的光学系统。光学天线有多种，如开普勒式、伽利略式、牛大于8倍的精跟踪控制误差