自由空间光通信技术

《自由空间光通信技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第3期电光系统No．32007年9月ElectronicandElectro-opticalSystemsAug．2007自由空间光通信技术魏龙超，赵春生，范杰平，宋学勇21中国电子集团第二十七研究所，郑州4500152中国人民解放军空军驻郑州地区军事代表室，郑州450005摘要：自由空间光通信(FSO)是指以激光为载体，在真空或者大气中传递信息的通信技术。本文介绍了自由空间光通信技术的国内外发展状况，阐述了自由空间光通信的工作原理和系统框架，着重讨论了系统实现的关键技术及相应的解决途径并对该技术今后的发展作了展望。关键词：

2、自由空间光通信；激光；无线光中图分类号：TN929．1文献标识码：A通信试验并获得成功，传输码率为50Mbps。1引言2004年9月份，由美国的国防部资助的MALST(多通道激光空间终端系统)中的低轨卫星采用自由空间光通信(Free—SpaceOptics，简称了调制反射器成功实现了和无人机之间的激光FSO)又称为无线光通信，是指一种通过在自由通信。在该实验中低轨卫星可以和20个目标同空间中传输激光信号来实现点对点的语音、数时进行通信。其示意图如图l所示，内部的部分据、图像等信息通信的技术。FSO具有传输速率实物如图2所示。

3、高，无需申请频段许可，成本低，抗干扰性强，传输保密性好，组网方便灵活等优点，因此广泛应用于通信基站互联、多用户局域网延伸以及各种临时网络的信息传输和星际激光通信领域。2无线光通信发展现状卜从20世纪80年代开始，一些国家对卫星轨道之间、星(空)对地、地对地等各种形式的无线光通信系统进行了广泛的研究。并在此基础上推出了无线光通信的商业化产品，如美国朗讯公图1MALST系统示意图司的2．5×4Gbps波分复用系统，日本佳能公司的DTSO系统等。从1989年起，欧空局ESA开始实施著名的SILEX计划，这是目前唯一一个可以在卫星间

4、进行通信的实验。SILEX计划研究GEO和LEO之间的无线光通信。对低轨道卫星SPOT4与同步轨道卫星ARTEMIS间激光通信进行了地面最终测试和飞行性能评估。带有SI—LEX通信端机的SPOT4卫星于1998年3月22日成功发射，载有PASTEL通信端机ARTEMIS图2卫星内部部分实物图于2001年7月12日发射升空。2001年11月222005年lO月RobertLange，BerrySmutny日，由低轨道卫星SPOT4带有的通信端机SILEX等在LaPalma岛和Tenerife岛之间实现了向同步轨道卫星ARTEM

5、IS进行世界上首次激光142km，5．625Gbps的无线光通信。这是目前已总第121期魏龙超赵春生范杰平宋学勇：自由空间光通信技术l3知的地面与地面之间距离最远的无线光通信实率越大，系统可传输的距离越长或系统所允许的验引。损耗就越大；国内无线光通信技术研究起步相对较晚，但②具有尽可能小的非线性失真：光源的非是发展较快，许多高校和科研单位对无线光通信线性是产生非线性失真的主要因素；进行深入的研究，在系统设计和关键技术研究上③为了更好的保护激光器，控制输出功率，取得了丰硕的成果。但是和国外的发展还存在设计电路时可以增加自动功率

6、控制电路(APC)一定的距离，随着国内对空间光通信的不断投入和自动温度控制电路(ATC)，使激光器能更有效和进一步的研究，差距将逐步缩小，使无线光通的工作。信技术得到广泛的应用。接收分系统的主要组成包括：接收光学系统，光电探测器；信号处理和输出电路。由于光3无线光通信系统的组成接收机的信号十分微弱，又加之有高背景噪声，为确保快速接收到信号，就需要：无线光通信是利用激光光束作为载波，在大①提高接收端机的灵敏度，达到nw量级；气中直接传输光信息的一种通信方式。将待传②对所接收的信号进行处理，在光学信道上送的信息经过调制器加载到调

7、制器的激励器上，放置窄带滤波器，抑制背景光的干扰，在电信道调制器的激励器电流随着信号的变化规律而变上采用微弱信号检测技术。化，激光器的输出信号经过调制器调制以后，相无线光接收机一般采用的光探测器种类有关的参数(振幅、相位、频率、强度)就按照相应CCD、APD和QD。探测器的性能参数对于整机的规律变化。光学天线把激光器输出的信号发有很大影响，如：接收视场角、接收灵敏度、角分射出去，接收天线将已调制好的信号进行解调，辨率等。通过解调器把原来的信息恢复出来，完成数据的无线光通信ATP分系统主要由粗跟踪机构传输。无线光通信系统由发射

8、分系统、接收分系和精跟踪机构组成。粗跟踪机构负责在大视场统和ATP(捕获、跟踪和瞄准)分系统等组成。范围内捕获目标，并对目标进行粗跟踪，将目标如图3所示。导人精跟踪探测器的视场。精跟踪机构负责抑制载体平台带来的高频抖动，在小视场内对目标进行跟踪，确保系统获得所要求的跟踪精度。4无线光通信关