俞 浩

（華信咨詢設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310052）

1 無線光通信技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容

1.1 無線光通信技術(shù)概念

通常情況下，無線光通信技術(shù)可以簡單理解為無線通信與光纖通信相結(jié)合的產(chǎn)物，主要是借助激光波在真空或者大氣中完成信息傳輸?shù)囊环N技術(shù)。

1.2 無線光通信系統(tǒng)及組成部分

無線光通信的組成比較簡單，主要借助大氣來完成光信號傳送。在這個(gè)過程中，只需要收發(fā)兩個(gè)端機(jī)之間的路徑?jīng)]有被遮擋便可保證光發(fā)射率的充足，從而完成通信。

一般情況下認(rèn)為，無線光通信系統(tǒng)主要包括發(fā)射機(jī)、信道以及接收機(jī)3個(gè)部分。在進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)傳輸時(shí)，要確保每一端都具備光發(fā)射機(jī)與光接收機(jī)，以此實(shí)現(xiàn)全雙工通信。同時(shí)，從系統(tǒng)角度出發(fā)，主要運(yùn)用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)。在光發(fā)射機(jī)中，光源往往會受到電信號的調(diào)制。借助光學(xué)望遠(yuǎn)鏡實(shí)現(xiàn)光信號從大氣到望遠(yuǎn)鏡的接收。此外，接收機(jī)中，望遠(yuǎn)鏡能夠完成光信號在廣電檢測器中的聚焦，并利用觀點(diǎn)檢測器促使光信號向電信號方向的轉(zhuǎn)換。過程中考慮到不同光波長信號在大氣空間中透過率的差異，也要注重通過率較好的波段窗口選擇。而針對無線光通信的系統(tǒng)來說，目前主要使用的光學(xué)波長是近紅外光譜中的850 nm，也有一部分使用的是1 500 nm的波長，并能夠支持更大的系統(tǒng)功率。

1.3 無線光通信系統(tǒng)的優(yōu)勢

無線光通信技術(shù)受到了人們的高度重視，一部分原因源于技術(shù)本身的性能與潛能[1]。第一，無線光通信技術(shù)的頻段資源更豐富。理論上講，無線光通信的傳輸寬帶非常大，并且無線光通信技術(shù)的信號傳輸方式也與光纖不同，主要借助空氣完成傳輸。同時(shí)，從無線光通信技術(shù)的光譜圖來看，頻段資源非常豐富。當(dāng)前全球范圍內(nèi)，光資源沒有被管制，等同于免費(fèi)使用，最大限度地減低了成本。第二，無線光通信技術(shù)的容量要更大。一般情況下認(rèn)為光波的頻率非常高，能夠承載的信息量也非常大，可以應(yīng)用于信息龐大的系統(tǒng)。第三，無線光通信技術(shù)的損耗非常低。這主要是因?yàn)榧す庠趥鬏斶^程中具有極佳的方向，因此便會降低傳輸中的損耗。第四，無線光通信技術(shù)的保密性非常好。無線光通信在進(jìn)行傳輸時(shí)，自身便可以實(shí)現(xiàn)加密。同時(shí)，無線光通信采用的是不可見光波，肉眼很難在空氣中發(fā)現(xiàn)。最主要的是無線光通信的光波束要十分窄，竊取難度大。

2 無線光通信技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用與發(fā)展中存在的一系列問題

隨著我國社會、經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，半導(dǎo)體激光器與光探測器技術(shù)不斷發(fā)展。在這樣的背景下，人們越來越重視無線光通信技術(shù)。但是，在現(xiàn)實(shí)發(fā)展中，無線光通信仍然面臨著大量挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在無線光通信技術(shù)系統(tǒng)的獨(dú)特性上，同時(shí)擁有更廣闊的市場，但仍需要針對具體問題做好具體的完善工作。

2.1 無線光通信技術(shù)受到大氣媒介的影響

在無線光通信技術(shù)應(yīng)用的影響因素中，大氣值得關(guān)注。尤其是惡劣的天氣，往往會對無線光通信的傳播信號產(chǎn)生嚴(yán)重的衰耗。同時(shí)，留存于空氣中的散射粒子，也會使無線光通信光線出現(xiàn)時(shí)間和空間角度上的偏差。在晴好天氣下，通常認(rèn)為光信號的功率消耗可控制在1 dB/km，即無線通信系統(tǒng)的最大工作距離是20 km。但是，因?yàn)闊o線光通信采用的是紅外光，所以在空氣中進(jìn)行傳播時(shí)易受到各類因素的影響，如下雨、強(qiáng)烈日光等。而在大霧環(huán)境中，無線光通信信號會被衰弱到400 dB/km，使無線光通信的有效范圍僅僅不足50 m。這個(gè)距離甚至比不上無線局域網(wǎng)傳輸。因此，在無線光通信的應(yīng)用中需要尋求一種最優(yōu)波長頻率，并盡可能做到波長與性能的結(jié)合。

2.2 無線光通信技術(shù)在信號質(zhì)量與傳輸距離上的矛盾

無線光通信技術(shù)在信號質(zhì)量與傳輸距離上的矛盾已經(jīng)是一個(gè)老生常談的話題。通常表現(xiàn)為無線光通信傳輸?shù)木嚯x越大，光束的寬度就會越寬，且接收端接收的信號質(zhì)量也會越差。如今針對這一問題的解決還沒有形成一個(gè)有效的對策，仍需要進(jìn)一步發(fā)展。

2.3 無線光通信技術(shù)激光存在的安全問題

在無線光通信技術(shù)的應(yīng)用中，激光束的安全性是不得不考慮的一個(gè)問題。由于光信號發(fā)射功率必須限制在保障人類眼睛安全的基礎(chǔ)上，因此很大程度上限制了無線光通信的通信距離。

2.4 無線光通信技術(shù)在收發(fā)端對準(zhǔn)上的問題

無線光通信可以理解為一種視距寬帶通信技術(shù)，在發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間完成通信，需要十分嚴(yán)格的視距傳輸條件。同時(shí)，當(dāng)通信設(shè)備被安裝到高樓頂部時(shí)，也會在風(fēng)力的影響下出現(xiàn)擺動，進(jìn)而影響激光器的對準(zhǔn)精度。此外，在樓宇結(jié)構(gòu)中的輕微地震等也會使發(fā)射機(jī)與接收機(jī)無法對準(zhǔn)。

3 無線光通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)

3.1 無線光通信技術(shù)的光源及高頻率調(diào)制技術(shù)

從無線光通信技術(shù)的優(yōu)勢來看，主要分為兩方面，即無線光通信技術(shù)的光源高頻率調(diào)制技術(shù)與探測技術(shù)和信號處理技術(shù)。從光源及高頻率調(diào)制技術(shù)來看，光源問題長久以來都是自由空間光通信造成困擾的主要因素。在無線光通信中經(jīng)常會受到背景光的干擾，對此需要大功率額光源以及較高的調(diào)制速率。同時(shí)，在進(jìn)行光源調(diào)制時(shí)，需要借助糾錯(cuò)技術(shù)減少突發(fā)的誤碼。如今，我國采用的光源主要是1 550 nm和800 nm兩個(gè)波段[2]。后者的優(yōu)勢在于研發(fā)時(shí)間較早，相關(guān)的理論和經(jīng)驗(yàn)都比較成熟，且能夠兼容現(xiàn)有的光纖通信系統(tǒng)。前者的優(yōu)勢則在于光源調(diào)制的素質(zhì)要更高，且波長更穩(wěn)定，能夠通過EDFA完成功率的提升。通常在無線光通信系統(tǒng)中多會選擇強(qiáng)度調(diào)制直接檢測的方式，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)比較簡單。而選擇編碼的方式則多為開關(guān)控制，在實(shí)際使用中，接收碼率一般要低于OOK。

3.2 無線光通信技術(shù)的探測技術(shù)和信號處理技術(shù)

探測技術(shù)和信號處理技術(shù)的考量主要體現(xiàn)在無線光通信系統(tǒng)中光接收端的信號非常微弱，結(jié)合高背景噪音的干擾，會導(dǎo)致接收信號的信噪比過低。對此，采用新型的廣電探測器件能夠有效提高接收端的靈敏度，同時(shí)針對微弱信號進(jìn)行有效處理以解決相關(guān)的問題。

4 無線光通信技術(shù)的應(yīng)用

在原寬帶不足或者不具備有線接入條件的基礎(chǔ)上，通過無線光通信技術(shù)能夠提供更高效的接入方案。從實(shí)際表現(xiàn)來看，無線光通信技術(shù)的使用避免了城市內(nèi)道路的埋線，可以在樓宇間快速實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)字通信。同時(shí)，無線光通信技術(shù)也能夠在無法鋪設(shè)電纜、沒有橋梁的大河兩岸之間進(jìn)行寬帶數(shù)據(jù)通信傳輸[3]。

無線光通信技術(shù)的應(yīng)用還體現(xiàn)在“最后一公里”的解決上。通過無線光通信技術(shù)解決“最后一公里”問題，可進(jìn)一步提高用戶接入端的傳輸容量與速度，并更好地滿足IP網(wǎng)、電信網(wǎng)以及有效電視網(wǎng)的寬帶需求。

無線光通信技術(shù)在局域網(wǎng)互聯(lián)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在，無線光通信技術(shù)為臨近的局域網(wǎng)提供了更多可選擇性的互聯(lián)互通方案。一方面推動了局域網(wǎng)內(nèi)用戶接入高速傳輸問題的解決，另一方面促進(jìn)了局域網(wǎng)的連接，使廣域網(wǎng)與城域網(wǎng)得到了有效發(fā)展。

無線光通信技術(shù)在應(yīng)急備用方案中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在，通過應(yīng)用無線光通信技術(shù)能夠在出現(xiàn)有線通信線路故障后或者緊急搶險(xiǎn)時(shí)，提供應(yīng)急的備用鏈路。同時(shí)，無線光通信技術(shù)也可以作為臨時(shí)大型活動的通信解決方案。

無線光通信技術(shù)在快速組建電信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在新興電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商方面。通過應(yīng)用無線光通信技術(shù)能夠更好地完成本地網(wǎng)的組建，并同時(shí)降低資金投入成本與人力、時(shí)間投入成本。此外，針對傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商來說，無線光通信技術(shù)的應(yīng)用可當(dāng)作光纜傳輸系統(tǒng)的補(bǔ)充，應(yīng)用于難以進(jìn)行光纜鋪設(shè)的區(qū)域，用最短的建設(shè)周期和最少的建設(shè)費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)先組網(wǎng)再銷售的商業(yè)模式。

5 無線光通信技術(shù)的應(yīng)用前景

無線光通信技術(shù)還存在一些問題，但從整體角度把控仍然是優(yōu)勢大于劣勢。無線光通信技術(shù)自身的特點(diǎn)能夠在一定的環(huán)境下推動優(yōu)勢的最大化。例如，無線光通信技術(shù)針對一些不便鋪設(shè)光纖的地方和不適宜使用微波的地方仍然可以很好地通信。考慮到光纖本身的成本，很多用戶在短期內(nèi)仍然無法實(shí)現(xiàn)光纖的接入，但是用戶們渴望享受寬帶接入的便利。我國現(xiàn)階段寬帶網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際情況是很多企業(yè)不具備光纖線路，但是企業(yè)經(jīng)營又需要高速率。無線光通信技術(shù)的應(yīng)用成功解決了這一類問題，給予用戶更好的體驗(yàn)。無線光通信技術(shù)解決“最后一公里”問題時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)光纖到桌面，以此完成數(shù)據(jù)、圖像以及語音的高速傳輸，間接推動聲訊服務(wù)業(yè)與互動影視傳播，同時(shí)在遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療、電子商務(wù)以及電子政務(wù)中有著很大的促進(jìn)意義[4]。從我國當(dāng)前的實(shí)際情況與需求來看，無線光通信技術(shù)有著十分廣闊的市場和發(fā)展前景。

6 無線光通信技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的建議

6.1 關(guān)注行業(yè)內(nèi)人才培訓(xùn)，打造專業(yè)的通信人才隊(duì)伍

21世紀(jì)，任何行業(yè)的發(fā)展都離不開人才的培養(yǎng)。尤其是在市場經(jīng)濟(jì)的導(dǎo)向下，人才的投入與培養(yǎng)已然成為企業(yè)間比拼的核心競爭力。通信企業(yè)要進(jìn)一步提高對人才的重視程度，完善企業(yè)內(nèi)部的人才培養(yǎng)工作。首先，企業(yè)要做好與高校的聯(lián)合，大力發(fā)展校企合作模式[5]。借助高校完備的教育體系，為企業(yè)發(fā)展與行業(yè)發(fā)展培養(yǎng)源源不斷的高素質(zhì)人才。同時(shí)，企業(yè)人員入職時(shí)也要做好崗前考核，確保人員持證上崗。其次，企業(yè)要針對現(xiàn)有人員不斷完善培訓(xùn)工作。要針對新知識、新技術(shù)以及新理論對人員進(jìn)行系統(tǒng)化學(xué)習(xí)。企業(yè)要定期組織培訓(xùn)大會以及專家座談會，加強(qiáng)人員的知識、技能溝通。再次，企業(yè)要做好國際先進(jìn)技術(shù)與先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的借鑒。通過先進(jìn)內(nèi)容的借鑒，更好地培養(yǎng)人才。最后，企業(yè)要構(gòu)建科學(xué)、合理的人員管理制度，推動責(zé)任體系的完善。一方面要對人員的工作行為進(jìn)行約束，另一方面要調(diào)動人員的工作積極性，促使人員自發(fā)進(jìn)步。

6.2 制定科技推動發(fā)展、創(chuàng)新推動發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。任何行業(yè)若想要搶占先機(jī)，若想要立于不敗之地，都要做好科學(xué)技術(shù)的研發(fā)工作。通信企業(yè)要加強(qiáng)企業(yè)內(nèi)部的科研分配，給予科研人員充足的可能性，營造企業(yè)內(nèi)部的科研氛圍。這個(gè)過程中，要加大學(xué)習(xí)。既要從人員角度進(jìn)行學(xué)習(xí)，也要從企業(yè)角度進(jìn)行學(xué)習(xí)。要善于使用國際上的先進(jìn)成果，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)的本土化。此外，通信企業(yè)要做好創(chuàng)新工作。從企業(yè)管理者角度來看，要更好地認(rèn)識到創(chuàng)新的重要性，構(gòu)建自上而下的企業(yè)創(chuàng)新機(jī)制和企業(yè)創(chuàng)新氛圍，帶動整個(gè)企業(yè)乃至整個(gè)行業(yè)的創(chuàng)新力度。企業(yè)還要鼓勵(lì)創(chuàng)新型人才，通過福利鼓勵(lì)、薪資鼓勵(lì)等方式[6]提高人員的創(chuàng)新熱情，并防止人員流失。

6.3 完善通信技術(shù)的資金投入，確保資金充足

在我國無線光通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展中，資金充足至關(guān)重要。只有確保資金的充足才能夠保障以上內(nèi)容的執(zhí)行。首先，從國家與地方政府層面來考慮，需要進(jìn)一步完善財(cái)政工作，加強(qiáng)對我國通信技術(shù)發(fā)展的資金支持和政策支持。其次，從企業(yè)角度來看，要合理分配資源，保證通信技術(shù)發(fā)展的資金暢通。最后，國家還要營造積極的通信技術(shù)發(fā)展氛圍，強(qiáng)調(diào)社會組織的作用，鼓勵(lì)民生企業(yè)進(jìn)入通信技術(shù)領(lǐng)域，為通信技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

7 結(jié) 論

在無線光通信技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展中，通信企業(yè)以及相關(guān)部門可通過關(guān)注行業(yè)內(nèi)人才培訓(xùn)，打造專業(yè)的通信人才隊(duì)伍，制定科技推動發(fā)展、創(chuàng)新推動發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，完善通信技術(shù)的資金投入，確保資金充足，旨在從多個(gè)角度出發(fā)，針對我國目前無線光通信技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展的實(shí)際情況，分析問題成因，找尋解決方法，制定科學(xué)、合理的方案策略，提高通信技術(shù)發(fā)展的效率和質(zhì)量，更好地發(fā)揮通信技術(shù)在具體行業(yè)以及整個(gè)社會前進(jìn)中的帶動作用。