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無線激光通信技術范文1
關鍵詞：無線光通信；大氣信道；發射器配置
中圖分類號：TN929 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）35-0083-02
1 無線光通信關鍵技術概析
1.1 無線光通信技術與傳統通信技術的比較
無線光通信技術相比于傳統的數字微波、銅纜數字用戶線、光纖、無線電等通信技術，其優勢主要如下：第一是安全保密性高，主要因為激光具備高指向性、傳輸目標準確、發射光束窄的特點，使其發散角保持在毫弧度甚至微弧度的數量級，保證了傳輸信息的穩定、安全和保密；第二是設備架設迅速，主要因為光波的波長短，使其通信天線的功耗、體積、質量等品質均優于微波、毫米波等通信天線，加之無線光通信架設、組網迅速，只在通信節點上進行設備安裝，建設工期以小時為單位，適合作為應急類光纖通信故障后備或者臨時性大容量通信鏈路建設，容易進行撤換和重新部署；第三是信息容量大，指以光波為信息載體的傳輸速度可達10Gb/s，實驗室的無線光通信設備傳輸速度甚至可達到150Gb/s，另外其通信的工作頻率在350THz左右，各種設備間不存在信號干擾，無需申請頻率使用許可，在協議兼容性良好的條件下，可以迭加任何傳輸協議，實現電路和數據業務的全透明傳輸；第四是運營成本低，其無需昂貴的工程管道鋪設和使用中的維護費用，造價是傳統通信工程的20%左右。
1.2 無線光通信技術組網通信中的關鍵技術
采用無線光通信技術組網通信時需考慮下列關鍵技術對通信質量的影響：其一是選擇波長，空氣中的水分子會衰減波的傳播，對波長具有選擇性，一般會選用損耗低的窗口850nm和1550nm波長，另外考慮到激光能量密度或功率密度超過次閾值時對人體眼睛的損傷問題，經試驗證明，1400nm波長以上的激光對人眼的致傷閾值是1400nm波長以下的激光的45倍左右，因此建議在室內選擇1550nm波長的激光作為工作波長；其二是降低空間損耗，即通過提高發射功率、增加光束數量、聚焦波束、拓寬接受動態范圍等措施，降低激光波束在空間傳輸過程中的損耗，再者需考慮不同氣象條件下空氣中水分子、水滴、顆粒等對激光傳輸造成的損耗；其三是傳輸定位，因日光、風力、季節、雨雪等自然條件變化下，易引起建筑物及固定基座的位置偏移，可采用變焦以改變波束發散角或者利用CCD光強度或波形自動定位和跟蹤；其四是消除閃爍和散射，因空氣內部溫度的不均一性，大氣的折射系數存在明顯差異，易引起傳輸信號強度的變化，其影響范圍主要在大于500m的長距離通信中，可采用多波束或者利用相關檢測方法解決的手段，空氣散射主要指空氣內部溫度不均一性造成的介質折射率不同，易造成傳輸損耗，可采用合理規避排風口、煙囪、高溫屋頂、管道等手段解決；其五是提高傳輸速度和編選特殊編碼，采用粗波分復用CWDM方法是提高傳輸速度的主要手段之一，編選特設編碼意在提高無線光通信的保密性，因為激光直線傳輸使其擴散角度較小，將接收器置于傳輸路徑中易導致傳輸中斷，若在光束的擴散區域中則易使損耗過大，接收靈敏度要求過高，因此編選特殊編碼則可解決上述問題，提高無線光通信的保密性。
2 大氣信道對無線光通信鏈路的影響
2.1 大氣信道對無線光通信鏈路的影響
無線光通信系統的傳輸介質（載體）是大氣信道，激光在大氣信道中傳輸時因大氣層參數隨機性易產生大氣衰減和大氣湍流效應兩類影響。大氣衰減主要指大氣中存在的氣體分子、水霧粒子、氣溶膠粒子、部分微粒等吸收或者散射輻射光能量，造成能量損失、能量重新分配或者能量偏移傳播等現象。大氣始終處于運動狀態下的不穩定體系中，其折射率隨著時間和空間變化無規則變化，因此光波參量也隨著折射率的變化而隨機地影響到光束的傳輸質量。另外大氣中雨、血、濃霧等自然惡劣條件也會導致多光信號造成嚴重的衰減，一般可采用提高功率的方法克服。大氣湍流主要指大氣湍流運動狀態下因折射率隨機變化造成的光束擴展、光束彎曲、光強閃爍等影響，例如光強閃爍影響，其指光束通過湍流漩渦時，光束直徑內的獨立形成散射和衍射現象，是光強在折射率隨機變化下高低起伏，造成波前失真和相位變化的問題，大氣湍流效應不僅影響光束的傳輸途徑和光束的位置指向，而且會增加光束的傳輸損耗，嚴重時甚至會導致通信的錯誤和中斷，采用自適應光學技術能解決大氣湍流和大氣擾動的動態損耗。
2.2 自適應光學技術
自適應光學技術以光學波前為控制對象，實時測量波前誤差并進行補償，保證接收口徑光束能量的最大值，消除或者減少大氣湍流的影響，其下的光學系統稱為相位共扼式（常規）自適應光學系統，主要由波前傳感器、波前控制器、波前校正器等部件組成。波前傳感器由具備獨立圖像探測器的透鏡組成，其作用時實時測量波前誤差，將誤差信息傳送至波前校正器。波前校正器實質是每秒形變近千次的反射元件，主要由鏡面背后的壓電晶體所致，其作用之一接收控制系統傳輸的控制信號，在光路中改變、校正波前的形狀和誤差，輸出校正后的光束波；之二是修復入射光的波前，提高信噪比；之三是根據波差信號整形出射光，減小大氣折射率的影響，提升傳輸質量；其作用機制是與波前傳感器形成回路，在波前控制器的控制下，若形成正確形狀，傳感器即會測量得平面波，證明鏡面形變抵消大氣擾動所致的波前誤差，校正成功。波前控制器的實質則為一個具備高速、大容量的計算機系統，其作用是處理波前誤差信息并轉換為控制驅動信號，然后驅動波前校正器產生與畸變波前大小相等、符號相反的波前校正量，實時補償因大氣湍流擾動畸變波前。自適應光學技術系統可放置在接收端，使得光電探測器探測到的信號能量集中，有效解決大氣湍流效應的影響。
3 大氣光通信中發射器的配置討論
大氣溫度不均一造成的湍流效應會導致例如光束彎曲、光束擴展、光束閃爍、成像跳動等問題，易增加接收端的誤碼率，嚴重時導致通信中斷，消除湍流效應的手段之一是利用“孔徑平均效應”減小接受光強的起伏狀況，但是其要求光束到達接收端時的光束展寬度足夠，對透鏡尺寸提出了較高要求，通常利用分集技術消除或者減弱湍流效應，增加通信強度、質量和概率。于此，從發射分集角度做出多個發射器一個接收器的討論。以下討論中，均以各個發射機相互獨立、互不影響、服從統一分布為
模型。
3.1 發射功率與發射器個數呈線性相關
現令一個發射器被接收端探測的概率為P，當有m個發射器時的探測概率為Pm，忽略每一個發射器小于接收端門限值，在聯合條件下可滿足通信概率的情形。使發射器個數保持在1～4個左右，經試驗結果證明，如圖1所示，當Xσ=0.01時，增加發射器的個數對通信概率的影響很??；當Xσ=0.1時，兩個發射器比一個發射器的探測概率有明顯增加，但繼續增加發射器則影響不大，只會增加設備成本和復雜度。所以，在實際配置時，需根據通信系統的具體功能選擇合適的發射器個數。
3.2 發射功率一定與發射器的關系
現令一個發射器被接收端探測的概率為P，當有m個發
圖1 不同Xσ下不同發射器個數的通信概率
圖2 總功率受限和不限情形對比圖
射器時的探測概率為Pm，總發射概率為P總。經試驗結果證明，如圖2所示，當Xσ=0.1時發射的總功率變化和不變情況下通信概率變化情形，發射器個數依次也是1～4個左右，結論如下：一是當場強閾值比值大于0.5時，一個發射時的通信概率開始小于1，隨著場強閾值的增加而劇烈減少；二是當場強閾值比值大于0.5后，多個發射的情況比一個發射時通信概率高，但是四個比三個的通信概率增加不明顯；三是當總功率一定時，隨著發射機個數的增加通信概率在減小，增加發射機個數只會使通信的概率減小，所以此種情況下不宜采用發射分集，可考慮采用接收分集；四是當總功率不受限制時，增加發射機的個數可使探測概率增加，并且最好選用2～3個支路。
參考文獻
[1] 蘇磊.無線光通信技術及其應用[J].光通信技術，
2008，26（4）：22-25.
無線激光通信技術范文2
1.空間激光通信發展概述
2.考慮電力通信網可靠性的業務路由優化分配方法
3.廣域后備保護通信模式及其性能評估
4.衛星通信的近期發展與前景展望
5.空間激光通信研究現狀及發展趨勢
6.現代化礦井通信技術與系統
7.高速鐵路移動通信系統關鍵技術的演進與發展
8.智能變電站通信網絡狀態監測信息模型及配置描述
9.信息與通信地理學的學科性質、發展歷程與研究主題
10.構建新一代智能配用電通信網建議
11.基于EPOCHS平臺的智能配電網通信系統仿真
12.電力通信網脆弱性分析
13.通信電臺電磁輻射效應機理
14.4G通信技術綜述
15.電力和信息通信系統混合仿真方法綜述
16.面向智能電網的配用電通信網絡研究
17.基于SDH光網絡的分層區域式保護通信系統的可靠性研究
18.調度與變電站一體化系統鏈路狀態監測與TCP通信方案
19.煤礦事故特點與煤礦通信、人員定位及監視新技術
20.Tor匿名通信流量在線識別方法
21.煤礦安全生產監控與通信技術
22.配電通信網業務斷面流量分析方法
23.光纖通信概述
24.電力通信及其在智能電網中的應用
25.WAMS通信業務的系統有效性建模與仿真
26.基于API的Win32串口通信編程技術
27.第五代移動通信網絡體系架構及其關鍵技術
28.量子通信現狀與展望
29.配電網EPON通信接入與分區自治
30.基于業務的電力通信網風險評價方法
31.移動通信技術擴散的實證研究:基于中國1990-2012年的統計數據
32.基于IPv6的電力線載波通信分片獨立的重傳機制
33.空間激光通信捕獲、對準、跟蹤系統動態演示實驗
34.基于時頻峰值濾波的電力線通信噪聲消除方法
35.通信網絡能耗分析與節能技術應用
36.“日盲”紫外光通信網絡中節點覆蓋范圍研究
37.基于壓縮感知的脈沖同步的混沌保密通信系統
38.淺談4G移動通信系統的關鍵技術與發展
39.量子安全直接通信
40.一種繼電保護故障信息系統在線通信報文分析工程方案
41.光纖通信的發展趨勢及應用
42.智能配電網通信組網技術研究及應用
43.基于空間激光通信組網四反射鏡動態對準研究
44.運用虛擬仿真實驗改革通信原理實驗教學
45.淺談超寬帶無線通信技術的發展
46.5G移動通信發展趨勢與若干關鍵技術
47.SM2加密體系在智能變電站站內通信中的應用
48.現代信息安全與混沌保密通信應用研究的進展
49.中美4G移動通信技術專利信息比較研究
50.衛星激光通信現狀與發展趨勢
51.VC中應用MSComm控件實現串口通信
52.青?！鞑亟恢绷髀摼W工程輸電線路在線監測通信網絡設計與應用
53.移動通信網絡中的協作通信
54.空間激光通信組網光學原理研究
55.計算機技術在通信中的應用研究
56.面向5G無線通信系統的關鍵技術綜述
57.基于C8051F020單片機的RS485串行通信設計
58.智能變電站過程層網絡報文特性分析與通信配置研究
59.基于業務風險均衡度的電力通信網可靠性評估算法
60.基于4G通信技術的無線網絡安全通信分析
61.無線激光通信系統弱光干擾技術
62.基于SJA1000的CAN總線通信系統的設計
63.10kV電力線載波通信自動組網算法
64.數控系統現場總線可靠通信機制的研究
65.基于WiFi的煤礦井下應急救援無線通信系統的研究
66.機載激光通信系統發展現狀與趨勢
67.軟件定義的能源互聯網信息通信技術研究
68.一點對多點同時空間激光通信光學跟瞄技術研究
69.開放式自動需求響應通信規范的發展和應用綜述
70.兆瓦(MW)級海島微電網通信網絡架構研究及工程應用
71.帶通信約束的多無人機協同搜索中的目標分配
72.基于信道認知在線可定義的電力線載波通信方法
73.一種基于混沌系統部分序列參數辨識的混沌保密通信方法
74.智能配電網無線傳感器網絡數據通信的QoS-MAC層模型
75.無線紫外光散射通信中多信道接入技術研究
76.水下無線通信技術發展研究
77.深空、自由空間、非可視散射和水下激光光子通信
78.基于光電反饋延遲的多點耦合混沌同步和通信
79.面向異步通信機制的無線傳感器網絡及其MAC協議研究
80.不可靠通信環境下無線傳感器網絡最小能耗廣播算法
81.中間環節市場結構與價值鏈治理者的決定——以2G和3G時代中國移動通信產業為例
82.基于IEEE802.11p高速車路通信環境研究
83.太赫茲通信技術的研究與展望
84.一種分布式電源并網監控通信適應性評價方法
85.不同耦合方式和耦合強度對電力-通信耦合網絡的影響
86.太赫茲通信技術研究進展
87.低壓電力線通信網絡特性模型與組網算法
88.基于LabVIEW的監控界面設計與單片機的串行通信
89.聯盟網絡的小世界性對企業創新影響的實證研究——基于中國通信設備產業的分析
90.基于共享內存的Xen虛擬機間通信的研究
91.考慮通信系統影響的電力系統綜合脆弱性評估
92.貓眼逆向調制自由空間激光通信技術的研究進展
93.擴頻通信技術淺談
94.基于信息熵的電力通信網脆弱性評價方法
95.安全高效礦井通信系統技術要求
96.無線紫外光非直視通信信道容量估算與分析
97.基于高能效無線接入網的綠色無線通信關鍵技術研究
98.量子通信技術發展現狀及應用前景分析
無線激光通信技術范文3
【關鍵詞】信息科學；光纖；光通信；光正交頻分復用；通信技術
有人在上世紀30年代提出這樣的觀點：“總有一天光通信會取代有線和微波通信而成為通信主流”。隨著現代通信技術飛速發展，光通信技術日益成熟，光通信的地位也日益凸顯，甚至在歐美國家已達到戰略地位。目前，光纖通信已經成為各種通信網的重要傳輸方式，其在信息高速公路的建設上也十分重要。以下將分別介紹電域正交頻分復用技術和光纖通信技術，以及在兩者相結合的情況下產生的新一代光通信技術。
1.電域正交頻分復用與光纖通信技術
光纖通信技術是有線光通信技術中最為普遍、最為重要的傳輸技術，具有應用廣、傳輸快、使用便捷等優點；而正交頻分復用技術可以解決電磁信號在傳輸過程中相互干擾的問題。下面將分別介紹這兩種典型技術的概念、原理及其應用。
1.1電域正交頻分復用技術
正交頻分復用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing），簡稱為OFDM，是多載波調制技術的一種。其基本原理是將主信道分為若干個并行的正交子信道，再通過傅立葉變換將高速的數據信號產生出一組并行的低速數據流，并且把低速數據流調制到每個子信道上傳輸，從而完成高速數據信號的傳輸。這個過程有一個突出的優點，即提高系統的頻譜利用率，同時降低計算復雜性。正交頻分復用技術的使用具有以下幾個優勢：
（1）有效補償光纖色散。根據現代通信技術的不斷發展和人們對通信技術要求的提高，光通信正朝著兩個方向發展：一是大幅度提高單信道的傳輸速率，目前正趨近于100Gb/s；二是快速的網絡動態調節能力。但是這兩種要求是互相矛盾的，當單信道的傳輸速率達到100Gb/s的時候，傳統光纖的色散補償能力就變得昂貴和耗時。而正交頻分復用技術在電子領域內的應用就恰到好處的解決了這一問題，通過在頻域內的復數運算，利用此技術優良的計算性，從而方便的對光纖色散進行補償。
（2）提升信道傳輸速率。2008-2009兩年間，W.Shieh（澳大利亞墨爾本大學）和S.Jansen分別進行了“107Gb/s信號在單模光纖傳輸1000km的實驗（無光色散補償和放大的情況下）”和“12*121.9Gb/s信號在單模光纖傳輸1000km的實驗（采用偏正復用和正交通帶調制技術）”.兩人主導的科學實驗打破了制約數字通信高速發展的瓶頸，從而有效的提升了光通信的整體傳輸速率。
（3）減少信號相互干擾。由于光通信是一種以光波為載體的通信方式，其信號在傳輸的過程中會受到電磁波的干擾，而通過正交頻分復技術則可以采用一定的技術在接收端分離正交信號，從而減少各個子信道之間的互相干擾。其原理在于：在使用正交頻分復用技術的傳播過程中，將單通道高速信息數據流分配到若干低速速率的子信道中，這樣子信道信號帶寬就小于總信道帶寬，每個子信道上的衰落就趨于平坦，干擾降低；采用此種技術還可以增加子信道符號周期，減少碼間干擾。而且由于分離開的每個子信道僅占原來整個信道的很小一部分，相對將容易達到信道均衡。
1.2光纖通信技術
光纖通信就是指以光導纖維作為傳輸介質傳輸信號，從而實現信息傳遞的一種通信方式。光導纖維通信就是光纖通信的簡稱。光纖通信是光通信的一種，屬于有線通信，也可以看成是以光導纖維作為傳輸介質的“有線”光通信。通常光纖通信系統并不是指一根單獨的光纖，通常情況下的光纖系統都是由無數光纖組成的光纜。
光纖的組成主要包括三部分，內芯是幾十微米或者幾微米的纖芯；中間層是包層，光信號利用纖芯和包層的不同折射率實現在纖芯的內的全反射，也就是光信號的傳輸；外層是圖層，其主要作用就是增加光纖的韌性從而對光纖起到保護作用。光纖通信是以光為載體、以光導纖維為傳輸介質，把信息從一端傳輸到另一端的技術方式。光纖通信技術可以大致分為光纖光纜技術、光交換技術傳輸技術、光有源器件、光無源器件以及光網絡技術等。通過不同的技術手段可達到低損耗、低色散、大容量的數據信息傳輸。
2.現代技術相結合的光通信技術
傳統光通信技術包括大氣激光通信、光纖通信、藍綠光通信、紅外線通信和紫外線通信幾種。為進一步推進光通信技術的發展，緊跟目前通信的發展趨勢，符合用戶對現代通信的要求，將電域正交頻分復用技術和光纖通信技術有機融合，從而利用兩種技術的優點為用戶提供服務。
對于光通信而言，結合正交頻復用技術與光纖通信技術的優點，合理互補兩種技術的缺點，能夠實現光通信技術超高速度、超大容量、超長距離傳輸的效果，達到為用戶群更快的傳輸數據、更多的輸送內容、更遠的服務用戶的目的。
3.結語
經反復的實驗論證，在光通信的傳播過程中，利用電域正交頻分復用技術可以有效的實現光纖色散補償、信道傳輸速率提升、減少信道干擾三大優勢；采用光纖通信技術可以逐步實現在更廣闊的光譜范圍內，低損耗、低色散的傳輸，是傳輸容量能夠成千倍級甚至萬倍級的增長。通過兩種技術的結合，產生現代化的電域正交頻分復用與光纖通信技術相結合的光通信技術。
【參考文獻】
[1]鄧超公，張為峰，忻向軍.光正交頻分復用技術在光網絡中的應用研究[J].光通信研究，2009，（06）.
[2]郭仁東.光纖通信技術的現狀與發展[J].電腦知識與技術，2008，（23）.
無線激光通信技術范文4
關鍵詞：卡爾曼濾波 多點通信 MATLAB 跟蹤系統
中圖分類號：TN953 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（a）-0014-02
目前，空間激光通信技術研究基本上都是點對點形式的，點對點的通信已經不能夠滿足當代大容量、高速率的通信需求，從應用的角度看，實現多點間的空間激光通信，建立起信息傳輸網絡，才是今后空間激光通信的主要發展方向。
隨著輕小型化衛星技術的進步，衛星間的組網系統開始展示出其良好的優勢，許多國家已經開始或者準備開始建立起衛星間的組網通信，衛星組網多數建立在低軌道或者中軌道上。衛星間通信組網系統可以把不同星際鏈路的衛星互相聯在一起，其實質是將一顆衛星作為衛星間的通信交換點，即將一顆衛星前后左右不同的衛星作為交換接點實現其相互間的通信。但是此前使用的通信是微波技術，在21世紀的衛星組網通信領域中，由于通信信息量大、傳輸速率更高、抗干擾力要求更強的一系列的高要求任務，對通信能力要求非常高。激光通信組網通信已成為解決微波通信所不能解決的問題，能夠實現構建天基寬帶網，可以實現星間海量數據穩定實時傳輸，被認為是星際信息傳輸最具有潛力和競爭力的通信模式。
1 國內外研究現狀
目前，點對點激光通信工作模式已經在衛星間成功試驗，但由于技術水平的限制，多個衛星之間的組網激光通信工作模式還無法實現，當前各國已經著手相關工作。美國、歐洲航天局、日本等在其未來空間通信發展計劃中已經明確了將空天信息網絡作為其研究的主體，美國計劃2016年實施名為“TSAT”的空間信息網絡計劃，在2009年曾因經費問題被暫停，2011年又重新啟動，該計劃目的組建一個類似與因特網似的的星地、星星、星船無線通信系統，為其全球戰略部署部隊提供高帶寬、高速率的衛星通信能力。在該計劃中高速率（10～40 Gbps）的激光通信是其主要的通信方式，預計2015年將發射衛星入軌，并進行為期一年的試驗，這將對我的信息安全、軍事戰略構成很大的威脅。
我國衛星的光通信發展起步于20世紀90年代，雖然起步相比于國外來說比較晚，但是在我們國家大力發展空間技術的背景下，通過借鑒美國等一些國家的發展經驗，也取得了階段性的成果。對衛星光通信及其幾個關鍵技術有了不同程度的研究和發展。
2 協同控制
為了實現一對多的光學天線，我們將光端機的光學天線設計成由6個光學鏡片拼接而成的拋物面形狀。
在跟蹤過程中光斑的位置是隨著衛星的移動而移動的，所以光斑可能會移動到鏡片的邊緣，這樣光斑可能出現裂斑、破碎等現象。為此需要與其相鄰的鏡片與其協同工作，即將兩者拼接在一起，這樣就可以防止裂斑信息的不完整。如圖1所示，當光斑打在1鏡上時，由于可能會向2鏡或3鏡方向移動，所以需要卡爾曼的預測功能判斷可能出現的位置，使鏡片提前偏轉，使兩個鏡片在一個平面上，防止光斑信息的不完整，達到協同控制的目的，能保證穩定實時跟蹤。
協同控制系統實質上是當兩個鏡片聯動工作時，通過當前時刻鏡片的位置提前判斷下一刻光學鏡片可能出現的位置，反饋給控制單元，通過計算輸出控制量控制光學天線的執行電機，提前轉到下一時刻的位置，達到協同控制的效果。由于光斑的位置要求和光學鏡片的中心位置基本上一致，所以跟蹤是通過CCD相機檢測光斑的位置，通過計算出脫靶量給驅動器，使電機轉到預定的位置。
3 卡爾曼濾波的預測仿真分析
卡爾曼濾波器一般用于線性系統，但是也可以用于非線性系統，它是通過當前時刻的值來估算下一刻的值和上一時刻的最優協方差的估算算法。
取光斑作為跟蹤對象，所以狀態方程和觀測方程分別為：
其中為系統狀態；為過程噪聲，該噪聲為零均值的高斯白噪聲；為含有噪聲的測量數據；為測量噪聲，該噪聲也是高斯白噪聲，兩者互不相關，和已知矩陣是互不相關的。
進一步假設系統具有已知的初始狀態和，根據建立的狀態和測量模型以及噪聲的相關統計知識，則可估計出Xk的最小平方誤差，具體算法為：
由于X軸和Y軸方向上的運動是相似的，故只談論X軸方向上的卡爾曼濾波過程的實現，初始狀態設置為狀態轉移系數、動態噪聲系數、測量矩陣、測量噪聲矩陣分別為：
采樣時間間隔為30 ms，給光斑在X軸方向上運動軌跡為正弦曲線，初始值設置為：
假設X方向上的運動軌跡是正弦曲線，利用卡爾曼算法跟蹤此坐標值可得到如圖2所示結果。
4 結語
從仿真結果可以看出，根據實際情況建立合理的狀態模型以及選取合適的參數卡爾曼濾波對運動物體在位置方向和速度都有很好的預判效果，誤差在要求范圍內，這樣就可以提前控制光學天線轉動到預測的位置。通過提前對光斑下一刻可能出現的位置，判斷出將要與其進行拼接聯動的光學鏡片，使其提前進行偏轉，為衛星間的組網控制實現提供了保障。
參考文獻
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[2] 姜會林，劉志剛，佟首峰，等.機載激光通信環境適應性及關鍵技術分析[J].紅外與激光工程，2007，36：299-302.
[3] 黃永梅，馬佳光，傅承毓.預測濾波技術在光電經緯儀中的應用仿真[J].光電工程，2002，8：5-9.
[4] Daniel V.Deep Space Communication[J].Space Physics C 5p，2005，10（8）：65-70.
無線激光通信技術范文5
關鍵詞：通信；光纖；信息傳導；傳輸
中圖分類號：S972.7+6文獻標識碼： A
0、引言
光纖通信技術自問世以來，因為其特殊的物理特點，而具有較大的通信容量并且傳輸距離長、資源豐富并且抗干擾能力強等特點，而廣泛應用于各種通信網絡，包括電話、廣播、電視及計算機網絡等領域，以滿足人們日益增加的廣泛的生活和業務需要。
1 通信中的光通信技術
光通信傳輸技術近幾十年興起的一種新技術，在網絡發達的今天，利用光通信技術來進行數據交換，使用很頻繁 所謂的光通信，是一種以光的波為媒介來進行傳輸信息的通信方式 無線電波是發源比較早的通信傳輸數據技術，光波和無線電波一樣都屬于電磁波，但光波的頻率比無線電波的頻率高，波長比無線電波的波長要短一些。因此，相比之下光波具有傳輸頻帶寬、抗電磁干擾能力強和通信數據量大的優點。根據光波波長的長短，可以分為紫外光，可見光和紅外光。其中只有可見光才能為人所看得見，其他波長的光是人看不見的，但是這些不同波長的光都能用來傳輸數據。如果從光源的特性上來分，可以將光分為非激光通信和激光通信。如果按照廣的傳輸媒介來區分，可以將光分為有線光通信和無線光通信 常說的光通信傳輸，一般有這五種：紫外線通信、紅外線通信、大氣激光通信、藍綠光通信和光纖通信。
2 光纖通信技術內涵
文章中的光通信傳輸技術在專業領域的應用主要是指在油氣田和長輸管線上的傳輸。文章將光通信傳輸介質的二種不同技術進行對比分析，這二種技術是： RPR 技術（也叫光以太網彈性分組環技術）、OTN技術（光傳送網技術）SDH及基于 SDH 的多業務傳送平臺（MSTP 技術) ，SDH也稱為同步數字體系。
2.1 光以太網彈性分組環技術
光以太網彈性分組環技術（RPR技術）對于實時性的時分復用業務， RPR 技術定義了協議，在實際中需要得到進一步的驗證。對于數據業務而言，RPR技術具備絕對的優勢，可以根據用戶的需求來分配帶寬，該技術支持統計復用技術和空間復用技術，在網絡正常運營的情況下，可使帶寬利用率相對SDH 網絡提高 3-4倍 RPR技術還可以對數據業務進行優化，能有效的支持 IP的突發特性
2.2 光傳送網
光傳送網也就是OTN技術，它是采用基于TDM體制的一種復用技術，每路信號占用在時間上固定的比特位組，信道通過位置進行標識，有獨特的幀結構，可以區分不同等級速率，還能在同一網絡中綜合不同的網絡傳輸協議，對于非實
時性業務和實時性業務都能提供相應的承載，該技術實現了從窄帶到寬帶的綜合業務傳輸 該技術的傳輸設備可以直接提供工業標準的通信協議接口，不需要借助其他的接入設備 缺點是該技術被壟斷，設備的維護受原廠家的束縛，多廠家設備組網受限。
3 光纖通信傳輸技術的特點
3.1 頻帶寬、通信容量大
光纖與傳統傳輸用銅線、電纜等相比，其傳輸帶較寬。根據通訊基礎知識可以知道單波長的光纖通信系統終端設備存在電子瓶頸效應，不能發揮頻帶較寬的技術優勢，所以在目前光纖通信傳輸中，往往采取一些輔助設備技術來增加通信傳輸容量。
3.2 抗信號干擾能力強
眾所周知，石英材料具有分布廣泛，不易損害，同時具有較好的絕緣性能，光纖通信材料由石英絕緣體材料制成，在實際運用中，不易受到自然界、認為或電離電流影響，對地球電磁場也有強大的免疫力。所有光纖通信能廣泛運用于電信領域。
3.3 無串音干擾
在制作工藝上，光纖周圍環繞絕緣層，具有吸收泄露信號的功能，所以在光纖傳輸電波信號時，即使存在多條光纖電纜同時傳輸，也不會存在因電磁波泄露而出現的串音干擾問題，在傳輸過程中，光信號被完全限制在光纖內部，在外面也不存在竊聽光纖內部信號的可能性， 從而增加信息的保密性。
3.4 傳輸過程損耗低，可以完成遠距離高質量傳輸
石英材料制成的光纖，損耗較低，有資料報道能低于20Db/km左右，所以光纖通信可以運用于長途傳輸線路，而且中繼站的設置數目可以減少，降低通信傳輸的技術成本。
4 我國光纖通信傳輸技術的應用現狀
我國在 1963年就開始光通信領域的研究，至1977年，研制成功 0.85mm 石英光纖，損耗為 300dB/km；1978 年研制出短波長多模梯度光纖，即G.651光纖；1979年，研制出多模長波長光纖，損耗衰減降低為 1dB/km；1984 年武漢天津等地建成 34Mb/s 的市話中繼光傳輸系統；1990 年，研制出 G.652 標準單模光纖，最小衰減達 0.35dB/km；2000年國內研制成功 OADM、DXC；2001 年全球首套全光網絡設備誕生并運行；2004年，建成第一個國產FTTH系統；2008年，成功研制100G波分樣機；2012年，100G波分開始啟動商用，400G波分樣機。
5 光纖通信技術的缺陷
5.1 光纖損耗
光波在光纖內傳輸過程中，強度會隨傳輸距離的增加而減弱，這種現象稱為光纖損耗。損耗產生的原因一方面由于光纖本身原因造成的損耗，包括吸收損耗、瑞利散射損耗、散射損耗等，另一方面由于傳輸線引起的彎曲損耗。
5.2 光纖的色散特性影響
由于光纖所傳輸信號中有的不同模式以及不同頻率成分，各自的傳輸速度不同，所以引起傳輸信號發生畸變。所以信號經光纖傳導到達同一終端的時間不同，產生時延差，這種延差就是光纖色散。光纖中傳輸光脈沖信號，傳輸一段距離后，光脈沖將被展寬，嚴重者會產生脈沖重疊，增加誤碼率，降低通信質量。
6FTTH的發展及挑戰
FTTH(光纖到家庭)可向終端用戶提供更為寬廣的帶寬，能加速信息的交流與傳輸，用戶需要量廣大，有資料統計FTTH 所需要的光纖可能是現有已敷光纖的 2-3 倍，目前在信息的傳輸中，數據量很大，具有寬帶視頻業務，所以對傳輸速度提出越來越高的要求，近來由于光電子器件的發展進步，光收發模塊和光纖的價格降低，加速了FTTH的實用化進程?，F代 FTTH 的發展主要受到 ADSL的影響，ADSL與 FTTH 相比，價格便宜，工程建設簡單，并且目前大終端用戶在目前1Mbps-500kbps即可滿足基本的視頻影視傳輸要求，不過在目前的高端要求上，FTTH 仍具有較高帶寬的優勢，例如網上辦公，視頻會議，網上游戲以及醫療領域的PACS建設等方面。
7 結語
總之，社會信息化的飛速發展，Internet的普及應用，加大了信息化傳輸的要求，當今社會需要信息共享、交流與獲取，所以網絡應用的范圍越來越廣泛，對網絡要求也越來越高，從而對光纖通信傳輸也提出越來越高的要求，伴隨這網絡經濟飛速發展，光纖通信傳輸必將會有更為廣闊的應用前景。
參考文獻
[1]張樹群.光纖通信的傳輸特性及應用探析[J].科技資訊.2011.
無線激光通信技術范文6
圖1 空間激光無線通訊系統原理框圖
1 總體方案設計
激光天線通信系統主要由激光發射裝置、激光接收裝置和光學望遠鏡三部份組成（如圖1所示）。其工作原理是：發射端的軸電纜通過高頻電纜與發射機碼型變換器相接；光纖適配器通過光纖與發射機光電轉換器相連；碼型變換器與光電轉換器均與制式選擇開關相連，然后經信號處理模塊進行整形、放大、時鐘提取等處理，輸入激光驅動器使激光器組件產生調制的激光光束，通過激光發射天線定向向空間發射。經光接收天線收集的調制激光信號接進探測器，轉換成信號輸入信號處理模塊，再接進制式選擇開關后分兩路：一路連接激光驅動器，經光纖適配器連接光纖通信線路；另一路則與碼型變換器相接，再接入同軸電纜至電傳輸線路上。對于本系統所設計的語音激光無線通信系統主要由圖2所示的各部分組成。
2 主要硬件的設計
2.1 激光器件的選擇
空間激光通信波長選擇主要考慮：盡量避免太陽輻射的影響、減小光束發射角、減小收發天線的尺寸、光波在大氣中的透過率以及器件的現實性或預期的可行性，包括器件性能價格比的預計。從激光天線通信的角度分析，大氣的透射率是個重要影響因素。在小于300nm的紫外波段，大氣的透過率急劇下降。顯然，紫外線光不利于大氣通信?？梢姴ǘ蔚募す?，例如二次倍頻YAG激光器，也不利于避免太陽光引起的背景輻射噪聲。常用的激光波段有830～860nm、980～1060nm和1550～1600nm，都是良好的大氣窗口。
2.2 光發射與接收天線
由于光學天線的功能是將需傳輸的光信號有效地發向對方并將對傳來的信號光高效接收，因此，光天線的設計是在滿足總體設計的前提下，保證系統在設定的通信距離及大氣衰減時能正常工作，合理選取發射遠鏡的遠場發散角、接收望遠鏡的接收視場角及光學系統的其他參數。下面分別予以介紹。
（1）設計考慮
主要光學性能要求：高的光學質量（λ/20RMS）；低的遮擋率；高的光透射率（T≥0.92）；低的散射光。此外，要求材料熱膨脹系數小、機械強度紡高、重量輕、使用壽命長。
圖3 （a）光發射天線系統原理圖(b)光發射天線系統原理圖
光學設計考慮：為了滿足空間通信對天線的要求，筆者選擇卡塞格倫天線。主要包括：拋物面初級反射鏡；雙曲線次級反射鏡；聚焦鏡，使成像在天線結構的外部。
（2）性能分析
假設光源電場強度滿足高斯幅度分布，即
其中，ω為光腰大小，R表示曲率半徑。
