通讯技术,移动通讯技术和光通信原理与技术技术有什么区别?

光通讯_百度百科
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光通讯也即光通信。光通信就是以光波为的通信。增加光路的方法有两种:一是提高的单信道传输速率;二是增加单光纤中传输的波长数,即波分复用技术(WDM)。
光通讯百度名片
光通讯也即光通信。
光通讯简介
目前(BMAN)正成为信息化建设的热点,DWDM()的巨大和传输数据的透明性,无疑是当今应用领域的首选技术。然而,MAN等具有传输距离短、拓扑灵活和接入多等特点,如照搬主要用于长途传输的DWDM,必然成本过高;同时早期DWDM对MAN等灵活多样性也难以适应。面对这种低成本城域范围的宽带需求,CWDM()技术应运而生,并很快成为一种实用性的设备。 对光通信来说,其技术基本成熟,而业务需求相对不足。以被誉为“宽带接入最终目标”的FTTH为例,其实现技术EPON已经完全成熟,但由于普通用户上网需要的带宽不高,使FTTH的商用只限于一些试点地区。但是,在2006年,随着IPTV等三重播放业务开展,提供的带宽已经不能满足用户对的要求,随之FTTH的部署也提上了日程。无独有偶,ASON对传输灵活,可为企业客户提供个性化服务,不少运营商为发展和维系企业客户,不惜重金投资建设ASON。
 未来传输网络的最终目标,是构建全光网络,即在接入网、城域网、完全实现“光纤传输代替铜线传输”。而目前的一切研发进展,都是“逼近”这个目标的过程。
光通讯光通讯的战略地位
本世纪30年代,有人提出这样的观点:“总有一天光通信会取代有线和微波通信而成为通信主流”。该观点反映出光纤通信技术在未来通信中已显示出其重要性。今天,已经很成熟,光纤通信已是各种的主要传输方式,光纤通信在的建设中扮演着至关重要的角色,欧美等发达国家已经把光纤通信放在了国家发展的战略地位。现在光纤的使用已不只限于陆地,光缆已广泛铺设到了大西洋、太平洋海底,这些海底光缆使得全球通信变得非常简单快捷。现在不少发达国家又把光缆铺设到住宅前,实现了、光纤到家庭。光纤通信技术之所以发展这样迅速,除了人们日益增长的信息传输和交换需要外,主要是由光纤通信本身所具有的优点决定的。
光通讯大事件
――1880年,美国电话发明家贝尔就已经研究并成功地发送与接收了光电话。1881年,贝尔宣读了一篇题为《关于利用光线进行声音的产生与复制》的论文,报导了他的光电话装置。
――1930年至1932年间,日本在东京的日本电报公司与每日新闻社之间实现了3.6公里的光通信,但在大雾大雨天气里效果很差。第二次世界大战期间,光电话发展成为红外线电话,因为红外线肉眼看不见,更有利于保密。
――1854年,英国的廷德尔在的一次演讲中指出,光线能够沿盛水的弯曲管道进行反射而传输,并用实验证实了这个想法。
――1927年,英国的首次利用光全反射现象制成可解析图像,并且获得了两项专利。
――1951年,荷兰和英国开始进行柔软的研制。
――1953年,荷兰人范赫尔把一种折射率为1.47的塑料涂在玻璃纤维上,形成比玻璃纤维芯折射率低的套层,得到了光学绝缘的单根纤维。但由于塑料套层不均匀,光能量损失太大。
――1960年7月世界上第一台红宝石激光器出现了。1961年9月由长春光学精密机械研究所研制成功中国第一台红宝石激光器。
――20世纪60年代,有的实验室用氦——氖气体激光器做了传送电视信号和20路电话的实验。也有的公司制成了语言信道试验性通信系统,最大传输距离为600米。到80年代初已进入应用发展阶段。
――1966年英籍华人高锟博士首次明确提出利用光导纤维进行激光通信的设想,并为此获得了1979年5月由国王颁发的国际伊利申通信奖金。
――1968年,日本两家公司联合宣布研制成了一种新型无套层光纤,它能聚集和成像,称作聚焦纤维。同期,美国宣布制成液体纤维,它是利用石英毛细管充以高透明液构成的。这两种光纤的光耗损很难降低,所以实用价值不大。
――1970年用高纯石英生产出世界上第一根耗损率为每公里20分贝的套层光纤,开创了光纤通信的新篇章,使通信光纤研究跃进了一大步。一根光纤可以传输150万路电话和2万套电视。
――1976年日本在大孤附近的开始筹建世界上第一个完全用光缆实现光通信的实验区,到1978年7月已拥有300个用户。(实际上光通信系统使用的不是单根光导纤维,而是由许多聚集在一起组成的光缆。一根直径为1厘米的光缆,里面有近百根光导纤维。光缆和电缆一样可以架在空中,埋入地下,也可以铺设在海底,它的出现使激光通信进入实际应用阶段。)
—— 目前世界上很多国家都开始大规模应用光通信技术,传输容量和传输距离都有很大的进步。目前我国也已经大量铺设光纤网络。数据传输速率已达到100Gb/ps。
光通讯我国光通讯的发展
在70年代国外的低损耗光纤获得突破以后,我国从1974年开始了低损耗光纤和光通信的研究工作,并于70年代中期研制出低损耗光纤和室温下可连续发光的半导体激光器。1979年分别在北京和上海建成了市话光缆通信试验系统,这比世界上第一次现场试验只晚两年多。这些成果成为我国光通信研究的良好开端,并使我国成为当时少有的几个拥有光缆通信系统试验段的几个国家之一。到80年代末,我国的光纤通信的关键技术已达到国际先进水平。
从1991年起,我国已不再建长途电缆通信系统,而大力发展光纤通信。在“八五”期间,建成了含22条光缆干线、总长达33000公里的“八横八纵”大容量光纤通信干线传输网。1999年1月,我国第一条最高传输速率的国家一级干线(济南——青岛)8×2.5Gb/s密集波分复用(DWDM)系统建成,使一对光纤的通信容量又扩大了8倍。
目前世界上很多国家都开始大规模应用技术,传输容量和传输距离都有很大的进步。中国市场方面,在互联网接入领域,基础电信企业的互联网用户进一步趋向宽带化。截止2012年,中国互联网宽带用户预计达到1.76亿,年增幅达到17%。移动宽带方面,3G进入规模化发展阶段,预计到2012年底中国3G用户将发展至2.26亿,超过互联网宽带接入用户数量,同时,我国也已经大量铺设光纤网络。数据传输速率已达到100Gb/ps。   对光通信来说,其技术基本成熟,而业务需求相对不足。以被誉为“宽带接入最终目标”的FTTH为例,其实现技术EPON已经完全成熟,但由于普通用户上网需要的带宽不高,使FTTH的商用只限于一些试点地区。但是,在2006年之后,随着IPTV等三重播放业务开展,运营商提供的带宽已经不能满足用户对高清晰电视的要求,随之FTTH的部署也提上了日程。无独有偶,ASON对传输网络控制灵活,可为企业客户提供个性化服务,不少运营商为发展和维系企业客户,不惜重金投资建设ASON。
据媒体报道,截至2010年,我国宽带上网平均速率位列全球71位,平均下行速率仅1.8Mbps,仅为全球宽带5.6Mbp s的平均接入速率的1/3,不及美、日等发达国家的1/10,而宽带平均接入费用却是发达国家的3-4倍。
虽然目前我国的宽带发展状况远落后于发达国家,但数据显示:我国光纤通信技术和产品设备已经处于世界领先水平,拥有世界最大最完整的光通信产业链,我国也成为全球光通信器件市场及产品输出大国。
光纤通讯系统主要包含光通信设备、光纤光缆和光通信器件三部分,光通信器件则是构建光通信系统与网络的基础,决定着高速光传输设备、长距离光传输设备和智能光网络的发展、升级以及推广应用。
随着我国光通信行业基础设施建设的加快,光通信器件产业逐渐向中国转移,我国也成为全球重要的生产销售基地。2010年中国生产制造的器件已占全球25%以上市场份额,我国光器件市场规模在全球市场中的份额也从2008年的17%增加到2010年的26%左右,规模达到93亿元人民币,同比增长率30%。
光通讯全光网络
未来传输网络的最终目标,是构建全光网络,即在、城域网、骨干网完全实现“光纤传输代替铜线传输”。而目前的一切研发进展,都是“逼近”这个目标的过程。
骨干网是对速度、距离和容量要求最高的一部分网络,将ASON技术应用于骨干网,是实现光网络智能化的重要一步,其基本思想是在过去的光传输网络上引入智能控制平面,从而实现对资源的按需分配。DWDM也将在骨干网中一显身手,未来有可能完全取代SDH,从而实现IPOVERDWDM。
城域网将会成为运营商提供带宽和业务的瓶颈,同时,城域网也将成为最大的市场机遇。目前基于SDH的MSTP技术成熟、兼容性好,特别是采用了RPR、GFP、LCAS和MPLS等新标准之后,已经可以灵活有效地支持各种数据业务。
对接入网来说,FTTH()是一个长远的理想解决方案。FTTx的演进路线将是逐渐将光纤向用户推近的过程,即从FTTN(光纤到小区)到FTTC()和FTTB(光纤到公寓小楼)乃至最后到FTTP()。当然这将是一个很长的过渡时期,在这个过程中,方式还将与ADSL/并存。
基于上述全光网络构架有很多核心技术,它们将引领光通信的未来发展。下面着重介绍ASON、FTTH、DWM、RPR这四项最重要的技术。
光通讯四项技术
光通讯ASON
无论从国内研发进展、试商用情况,还是从国外的发展经验来看,国内运营商在传送网中大规模引入ASON技术将是必然的趋势。ASON(AutomaticallySwitchedOpticalNetwork,)是一种光传送网技术。目前的产品和市场状况表明,ASON技术已经达到可商用的成熟程度,随着3G、NGN的大规模部署,业务需求将进一步带动传送网技术的发展,预计2007年ASON将得到更加广泛的商用。
2006年各大主要设备提供商华为、中兴、烽火、Lucent等已经推出了其可商用的ASON产品。中国电信、中国网通、、中国联通和中国铁通陆续开展了ASON的应用测试和小规模商用。
ASON在国外成功商用的经验表明,ASON将在骨干传送网发挥不可替代的作用。例如,AT&T的140个节点覆盖美国的骨干传送网;BT组建21CN网,目前已建40个ASON节点;Vodafone的131个节点覆盖英国的ASON骨干传送网,等等。
然而,目前ASON在路由、自动发现、ENNI接口等几方面的标准化工作还不完善,这成为制约ASON技术发展和商用的重要因素。未来我国将参与更多的ASON标准化工作,同时,ASON的标准化,尤其是其中ENNI的标准化,将在近年内取得突破性进展。
光通讯FTTH
FTTH(FiberToTheHome,光纤到户)是下一代宽带接入的最终目标。目前,实现FTTH的技术中,EPON将成为未来我国的主流技术,而GPON最具发展潜力。
EPON采用Ethernet封装方式,所以非常适于承载IP业务,符合IP网络迅猛发展的趋势。目前,国家已经将EPON作为“863”计划重大项目,并在商业化运作中取得了主动权。
GPON比EPON更注重对多业务的支持能力,因此更适合未来融合网络和融合业务的发展。但是它目前还不够成熟并且价格偏高,还无法在我国大规模推广。
我国的FTTH还处于市场启动阶段,离大规模的商业部署还有一段距离。在未来的产业化发展中,运营商对本地网“最后一公里”的垄断是制约FTTH发展的重要因素,采取“用户驻地网运营商与房地产开发商合作实施”的形式,更有利于FTTH产业的健康发展。从日本、美国、欧洲和韩国等国家的FTTH发展经验来看,FTTH的核心推动力在于网络所提供的丰富内容,而政府对应用和内容的监控和管理政策也会制约FTTH的发展。
WDM突破了传统SDH的极限,将成为未来光网络的核心传输技术。
按照通道间隔的不同,WDM(WavelengthDivisionMultiplexing,波分复用)可以分为DWDM(密集波分复用)和CWDM()这两种技术。DWDM是当今光纤传输领域的首选技术,但CWDM也有其用武之地。
2006年,烽火、华为等设备厂推出了自己的DWDM系统,国内运营商也开展了相关的测试和小规模商用。未来DWDM将在对传输速率要求苛刻的网络中发挥不可替代的作用,如利用DWDM来建设骨干网等。
相对于DWDM,CWDM具有成本低、功耗低、尺寸小、对光纤要求低等优点。未来几年,电信运营商将会严格控制网络建设成本,这时CWDM技术就有了自己的生存空间,它适合快速、低成本多业务网络建设,如应用于城域和本地接入网、中小城市的城域等。
弹性分组环(ResilientPacketRing,RPR)将成为未来重要的光城域网技术。近年来许多国内外传输设备厂商都开发了内嵌RPR功能的MSTP设备,RPR技术得到了大量芯片制造商、设备制造商和运营商的支持和参与。
在标准化方面,IEEE802.17的RPR标准已经被整个业界认可,而国内的相关标准化工作还在进行中。未来RPR将主要应用于城域网骨干和接入方面,同时也可以在分散的政务网、企业网和校园网中应用,还可应用于IDC和ISP之中。
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光纤通信技术的应用
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光通信原理与技术有那些?
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【光通信原理】光纤通信(Fiber-optic communication),也作光纤通讯。光纤通信是以光作为信息载体,以光纤作为传输媒介的通信方式,首先将电信号转换成光信号,再透过光纤将光信号进行传递,属于有线通信的一种。光经过调变后便能携带资讯。自1980年代起,光纤通讯系统对于电信工业产生了革命性 ,同时也在数位时代里扮演非常重要的角色。光纤通信传输容量大,保密性好等优点。光纤通信现在已经成为当今最主要的有线通信方式。
光纤通信的原理就是:在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤经过光的全反射原理传送;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。  光通信正是利用了全反射原理,当光的注入角满足一定的条件时,光便能在光纤内形成全反射,从而达到长距离传输的目的。光纤的导光特性基于光射线在纤芯和包层界面上的全反射,使光线限制在纤芯中传输。光纤中有两种光线,即子午光线和斜射光线,子午光线是位于子午面上的光光线,而斜射光线是不经过光纤轴线传输的光线。【全光网络】未来传输网络的最终目标,是构建全光网络,即在接入网、城域网、骨干网完全实现“光纤传输代替铜线传输”。而目前的一切研发进展,都是“逼近”这个目标的过程。
骨干网是对速度、距离和容量要求最高的一部分网络,将ASON技术应用于骨干网,是实现光网络智能化的重要一步,其基本思想是在过去的光传输网络上引入智能控制平面,从而实现对资源的按需分配。DWDM也将在骨干网中一显身手,未来有可能完全取代SDH,从而实现IPOVERDWDM。
城域网将会成为运营商提供带宽和业务的瓶颈,同时,城域网也将成为最大的市场机遇。目前基于SDH的MSTP技术成熟、兼容性好,特别是采用了RPR、GFP、LCAS和MPLS等新标准之后,已经可以灵活有效地支持各种数据业务。
对接入网来说,FTTH(光纤到户)是一个长远的理想解决方案。FTTx的演进路线将是逐渐将光纤向用户推近的过程,即从FTTN(光纤到小区)到FTTC(光纤到路边)和FTTB(光纤到公寓小楼)乃至最后到FTTP(光纤到驻地)。当然这将是一个很长的过渡时期,在这个过程中,光纤接入方式还将与ADSL/ADSL2+并存。
基于上述全光网络构架有很多核心技术,它们将引领光通信的未来发展。ASON、FTTH、DWM、RPR这四项目前是光通信行业最重要的技术。【光通信技术】1、ASON
无论从国内研发进展、试商用情况,还是从国外的发展经验来看,国内运营商在传送网中大规模引入ASON技术将是必然的趋势。ASON(AutomaticallySwitchedOpticalNetwork,智能光网络)是一种光传送网技术。目前的产品和市场状况表明,ASON技术已经达到可商用的成熟程度,随着3G、NGN的大规模部署,业务需求将进一步带动传送网技术的发展,预计2007年ASON将得到更加广泛的商用。
2006年各大主要设备提供商华为、中兴、烽火、Lucent等已经推出了其可商用的ASON产品。中国电信、中国网通、中国移动、中国联通和中国铁通陆续开展了ASON的应用测试和小规模商用。
ASON在国外成功商用的经验表明,ASON将在骨干传送网发挥不可替代的作用。例如,AT&T的140个节点覆盖美国的骨干传送网;BT组建21CN网,目前已建40个ASON节点;Vodafone的131个节点覆盖英国的ASON骨干传送网,等等。
然而,目前ASON在路由、自动发现、ENNI接口等几方面的标准化工作还不完善,这成为制约ASON技术发展和商用的重要因素。未来我国将参与更多的ASON标准化工作,同时,ASON的标准化,尤其是其中ENNI的标准化,将在近年内取得突破性进展。2、FTTH
FTTH(FiberToTheHome,光纤到户)是下一代宽带接入的最终目标。目前,实现FTTH的技术中,EPON将成为未来我国的主流技术,而GPON最具发展潜力。
EPON采用Ethernet封装方式,所以非常适于承载IP业务,符合IP网络迅猛发展的趋势。目前,国家已经将EPON作为“863”计划重大项目,并在商业化运作中取得了主动权。
GPON比EPON更注重对多业务的支持能力,因此更适合未来融合网络和融合业务的发展。但是它目前还不够成熟并且价格偏高,还无法在我国大规模推广。
我国的FTTH还处于市场启动阶段,离大规模的商业部署还有一段距离。在未来的产业化发展中,运营商对本地网“最后一公里”的垄断是制约FTTH发展的重要因素,采取“用户驻地网运营商与房地产开发商合作实施”的形式,更有利于FTTH产业的健康发展。从日本、美国、欧洲和韩国等国家的FTTH发展经验来看,FTTH的核心推动力在于网络所提供的丰富内容,而政府对应用和内容的监控和管理政策也会制约FTTH的发展。3、WDM
WDM突破了传统SDH网络容量的极限,将成为未来光网络的核心传输技术。 按照通道间隔的不同,WDM(WavelengthDivisionMultiplexing,波分复用)可以分为DWDM(密集波分复用)和CWDM(稀疏波分复用)这两种技术。DWDM是当今光纤传输领域的首选技术,但CWDM也有其用武之地。
2006年,烽火、华为等设备厂商都推出了自己的DWDM系统,国内运营商也开展了相关的测试和小规模商用。未来DWDM将在对传输速率要求苛刻的网络中发挥不可替代的作用,如利用DWDM来建设骨干网等。
相对于DWDM,CWDM具有成本低、功耗低、尺寸小、对光纤要求低等优点。未来几年,电信运营商将会严格控制网络建设成本,这时CWDM技术就有了自己的生存空间,它适合快速、低成本多业务网络建设,如应用于城域和本地接入网、中小城市的城域核心网等。4、RPR
弹性分组环(ResilientPacketRing,RPR)将成为未来重要的光城域网技术。近年来许多国内外传输设备厂商都开发了内嵌RPR功能的MSTP设备,RPR技术得到了大量芯片制造商、设备制造商和运营商的支持和参与。
在标准化方面,IEEE802.17的RPR标准已经被整个业界认可,而国内的相关标准化工作还在进行中。未来RPR将主要应用于城域网骨干和接入方面,同时也可以在分散的政务网、企业网和校园网中应用,还可应用于IDC和ISP之中。
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光通信的基本原理和关键技术,包括光纤通信和无线光通信两部分内容。第1部分是对光通信系统的构成以及所涉及的关键技术的概要介绍;第部分讲述光纤通信所涉及的主要器件的工作原理及工作特性、光纤通信系统和光通信网络;第部分讲述无线光通信,包括大气激光通信、卫星间激光通信和水下激光通信中的关键技术及系统构成。
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激光通讯技术
激光通讯技术为的一种,它以光信号作为传输信息的载体,在大气中直接传输。激光通讯技术由于其单色性好、方向性强、光功率集中、难以窃听、本钱低、安装快等特点,而引起各国的高度重视。
激光通讯技术简介
大气激光通讯为无线通讯的一种,它以光信号作为传输信息的载体,在大气中直接传输。由于是无线通讯,它可随意移动到任何地点并实现移动沟通。就概念而论,大气传输光学线路非常简单,即用发射机将激光束发射到接收机即可。然而,在实际的大气传输中,激光狭窄的光束对正确的接收有很高的要求,因此系统还应包括主动对准装置。在空间传输中,激光系统必须有很强的排除杂光的能力,否则阳光或其他照射光源就会沉没激光束。在实践中,需添加窄通滤光片,可以选择接收激光波长而阻挡其他的波长。
激光通讯技术光源
早期的激光通信技术所用光源多数为二氧化碳气体激光器、YAG固体激光器、He-Ne气体激光器等。二氧化碳气体激光器输出激光波长为10.6μm,此波长正好处在大气信道传输的低损耗窗口,是较为理想的通信用光源。与激光通信技术研究基本同步展开的还有光纤波导通信,从而在技术上形成了激光通信中与传统通信相对应的激光无线通信(激光空间通信)和激光有线通信(激光光纤通信)。
激光通讯技术发展
1975年,世界上第一条光纤通信实验应用线路在美国芝加哥开通,揭开了光纤通信应用的序幕。此后,随着光纤制作技术、半导体器件技术、光通信系统技术的不断完善和成熟,光纤通信从80年代起在全世界掀起了应用的热潮,并迅速被确认为是地面有线通信最有发展潜力的重要的通信手段,以致得到了一日千里的发展和推广应用。与此同时,激光大气通信技术由于器件技术、系统技术和大气信道光传输特性本身的不稳定性等诸多客观因素一时得不到很好的解决和弥补,便在轰轰烈烈的光纤通信热潮中,隐退得几乎无影无踪。
1989年美国FARANT1仪器公司成功地研制出一种短距离、隐蔽式的大气激光通信系统。
1990年,美国试验了适用于特种战争和低强度战争需要的紫外光波通信,这种通信系统完全符合战术任务的要求,通信距离为5~2km。如果对光束进行适当处理后,通信距离可达5~10km。
90年代初,俄罗斯随着其大功率半导体激光器件的研制成功,开始了激光大气通信系统技术的实用化研究。随后不久便相继推出了10km以内的半导体激光大气通信系统并在莫斯科、瓦洛涅什、图拉等城市得以应用。在瓦洛涅什城瓦涅什河两岸相距离4km的两个能源站(电力站)之间,五年前架设起了半导体激光大气通信系统,该系统可同时传输8路数字电话。
1998年,巴西AVIBRAS宇航公司公布了该公司研制的一种便携式半导体激光大气通信系统。这种通过激光器联通线路的军用红外通信装置,其外形如同一架双筒望远镜,在上面安装了激光二极管和麦克风。使用时,一方将双筒镜对准另一方即可实现通信,通信距离为1km,如果将光学天线固定下来,通信距离可达15km。
2013年11月,美国伊利诺伊大学的一个研究小组在激光通讯技术上取得了重要进展,可以通过光纤系统高速而准确地传输数据,速度达到每秒40G,这是这一领域美国目前的最高速度纪录。
激光通讯技术涉及技术
激光大气通讯系统得以实用化涉及的关键技术,主要有连续波大功率激光器技术;自适应变焦技术;光波窄带滤波技术;光源稳频技术;信号压缩编码技术;光学天线设计制作和安装校准技术等。国外用于大气激光通讯的半导体激光器和接收器件已实现了商品化。据报道,美国、日本及俄罗斯等国都相继推出了适用于半导体激光大气通讯的大功率器件,连续输出光功率可从数十毫瓦到数瓦。
激光通讯技术卫星通信
在卫星激光通信领域,欧洲已完全领先于美国,处于国际领先地位并在可预见的将来可保持这一地位。欧空局的SILEX计划在世界上首先实现了具有一定应用价值的高轨卫星—低轨卫星激光通信链接,同时发展了高码率、小型化、轻量化、低能耗的OPTEL工业化激光通信终端系列,也完成了德国合成孔径雷达卫星的高码率多用途激光通信终端TSX-LCT,表明欧洲事实上实现了高性能的激光通信终端。日本参与了SILEX计划,表现了非常坚实的发展基础。
激光通讯技术欧空局SILEX计划
SILEX计划是欧空局(ESA)于20世纪80年代开始的星间激光通信计划,由法国的MatraMarconiSpac全面负责,目的是要通过法国地面观测卫星SPOT4(低轨卫星)与通信卫星ARTEMIS(高轨卫星)之间的光学连接证实星间激光通信的可行性,同时实现ARTEMIS卫星与欧洲光学地面站的激光通信,并借助激光通信链路将SPOT4拍摄的图像真正实时地通过ARTEMIS卫星传送到法国的地面中心。  激光通信终端的主要技术参数:通信速率为上行50Mbit/s(低轨卫星→高轨卫星),下2Mbit/s(高轨卫星→低轨卫星);通信最大距离45000km;通信激光器为GaAlAs激光二极管,直接光强调制;接收检测器为雪崩光电二极管;信标激光器为多激光二极管(×19光纤耦合);跟踪位置探测器为CCD;望远镜孔径为250mm。SILEX激光通信终端的技术设计数据具有重要参考价值,现总结如下:  激光通信系统技术指标:  1)低轨卫星终端(PASTEL):波长为843~853nm,激光功率为120mW(峰值)/60mW(平均),光束发散度为10mrad,调制方式为OOKDIM,数据速率为50Mb/s,望远镜口径&250mm,接收视场(APD)为100mrad,接收灵敏度为-59dBm,质量为80kg。  2)高轨卫星终端(OPALE):波长为815~825nm,激光功率为120mW(峰值)/60mW(平均),光束发散度为16mrad,调制方式为OOKDIM,数据速率为2Mb/s,望远镜口径&250mm,接收视场(APD)为100mrad,质量为160kg。  激光二极管信标光源技术指标:
中心波长为801nm,光束发散度为750mrad,单激光二极管输出功率为(×19)700mW,总输出功率为3.8W,透射率为45%,光纤耦合效率为87.7%。
激光通讯技术日本SILEX-LUCE计划
LUCE终端的工程模型(EM)与轨道模型(OM)基本相同,主要由光学部分(LUCE-O)和电学部分(LUCE-E)构成。LUCE-O安装在OICETS卫星背对地球的一面,正对高轨卫星ARTEMIS的视场。LUCE-O包括安装在两轴U型万向架上的光学天线和中继光学平台。激光发射机采用GaAlAs半导体激光二极管,粗跟踪传感器采用CCD探测器,精跟踪传感器采用四像限探测器QD.LUCE-E位于卫星内部,控制LUCE-O的捕获、跟踪与瞄准并实现通信功能(PN码)。  主要技术指标为:通信激光发射平均功率为100mW,波长为830nm;调制模式为非归零码(NRZ)直接强度调制;通信速率为50Mb/s,望远镜口径为260mm;终端质量为140kg。
激光通讯技术瑞士OPTEL高性能激光通信终端系列
在发展SILEX计划的同时,瑞士的Contraves空间中心在欧空局卫星星座链路(Thecrosslinksforsatelliteconstellations,SROIL),星间链路先进技术(IntersatelliteLinkFrontEnd,ISLFE)和通用技术(OpticalCrossLinks,OXL)等的多个合作计划的先期研究基础上,以工业化应用为目标,设计和发展了OPTEL系列的激光通信终端,以满足各种空间应用的需求,所发展和解决的主要关键技术是高码率零差相干光通信技术。  OPTEL系列属于高性能激光通信终端,已经达到高码率、小型化、轻量化和低能耗要求。终端系列采用1.064mm相干接收零差探测技术,发射信号进行二进制相移键控(BPSK)调制。如OPTEL-25:通信激光器采用二极管抽运单频单模可调谐Nd:YAG激光加光纤激光放大器的主振-放大结构(MOPA),发射波长为1.064mm,采用808nm激光二极管抽运;掺镱光纤放大器采用波长977nm激光二极管抽运,激光系统的输出功率为1.25W;变窗口CCD传感器用于捕获和粗跟踪,微机械光纤扫描位置探测器用于精跟踪和通信;信标激光为激光二极管,光波长为808nm,最大输出功率可达7W;望远镜口径为135mm。该系统设计具有重大参考价值,现详细说明如下:  发射和本机激光器的抽运模块,信标激光器:波长为808nm,谱线宽度为2.1nm/1.6A,波长漂移为0.3nm/℃,光输出功率为1.1W,最大光输出功率为7W,Plug接线效率为20%,输出光纤为100mmMM多模光纤,外壳100mm×122mm×46mm,重量为256g,正常功耗为12W,第一阶本征频率为272Hz,非工作温度范围-40~+65℃。  发射和本机振荡激光器:波长为1064nm,线宽10kHz,输出功率为80mW,频率调谐范围为12.4GHz,输出光纤5mmPM-SM,外壳240mm×118mm×60mm,重量为500g,功耗为11.2W,第一阶本征频率为200Hz,非工作温度范围为-35~+45℃。  光纤激光放大器:信号波长为1064nm,输入功率为10mW,输出功率为1.25W,抽运波长为977nm,抽运功率为5.5W,偏振消光率&20dB,外壳200mm×100mm×40mm,重量为1.7kg,第一阶本征频率为200Hz,热工作范围为15~50℃。  光纤放大器激光抽运模块:波长为977nm,光谱宽度为3nm,(正常)光输出功率为16W,光束尺寸为12mm×12mm,光束发散度为7mrad,对准误差为±0.06mrad,外壳为210mm×130mm×30mm,重量为1.1kg,最大功耗为88W,第一阶本征频率为250Hz,非工作温度范围为-40~+65℃。
激光通讯技术德国的TerraSAR-X激光通信终端
TerraSAR-X卫星是德国新的合成口径雷达卫星,是德国用于科学和商业应用的国家级项目。该卫星计划搭载一个激光通信终端LCT,通信速率为5.625Gb/s(24×225Mb/s),可以用来进行星间激光通信(美国的低轨卫星)和星地激光通信,用于实时传输合成孔径雷达上的数据。
终端通信波长为1.064mm,采用相干光通信方案,二进制相移键控(BPSK)调制,零差相干检测。望远镜主镜直径为125mm。终端质量小于30kg,功耗低于130W,并且保证在十年使用过程中的可靠度超过0.9998。
激光通讯技术特点
与传统的无线电通讯手段相比,激光大气通讯具有安装便捷、使用方便等特点,很适合于在特殊地形、地貌及有线通讯难以实现和机动性要求较高的场所工作。此外,激光大气通讯系统跟其他无线电通讯手段相比,还具有不挤占宝贵的无线电频率资源、电磁兼容性好、抗电磁干扰能力强、且不干扰其他传输设备、保密性强等特点,并且在有效通讯间隔和宽带等方面还蕴躲着巨大的发展潜力。
与光纤通讯相比,使用新技术光通讯设备还具有建网和维护用度低廉;实际应用中线路建立快捷,特别适合快速抢通;运行安全,不易被窃听;可移动,可升级等优点。
激光通讯技术应用领域
激光大气通讯的应用十分广泛,可以架在高山之间完成边防哨所和森林观察的通讯;可以临时架设解决必要的通讯及计算机联网或作为移动通讯的转接站;可以架设在海岸、江河、岛屿或舰船上实现短间隔保密通讯;同时,其方便快捷和保密性好的特点,还非常适应战场移动指挥的通讯需要。
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