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摘要:无线光通信技术的优势在于运行综合成本较低,且在空间性方面十分灵活,还具有较高的稳定性。同时,其频谱资源十分丰富,减少了技术协议和申请许可证书等环节。无线光通信技术具有较强的抗干扰性,其设备可直接在水面或屋顶等位置进行架设,同时,还可以其组网方式也相对灵活,可以满足远程无线监控的使用需求,扩展性良好。本文就无线光通信的传输和接入进行了分析。
关键词:无线光通信;传输;接入
引言
无线光通信是通过光对信号进行传输的一种技术,其以空气作为媒介,在收发信机之间保持一定的发射频率,并确保传播路径视距开阔,便可实现对信息的传输。无线光通信技术的结构体系主要包括发射机、接收机、接收光学系统、光纤放大器和激光源等。光接收机的使用过程需要与望远物镜相结合。在点对点信息传输中应用无线光通信技术,需要在传输端和接收端设置发射机和接收机。在光电的转换环节,加载光发射机发射的信号需要在接收机望远镜上实现,在将接收的信号传输到光电检测器件中,从而得到电信号。
1光通信技术
光通信技术是一种以光波为介质传输信息的通信方法,与无线通信技术一样,光通信技术也属于电磁波通信技术。然而,光波比无线电波具有更高的频率和更短的波长。因此,信息容量大的光通信技术在传输过程中具有很强的主动性、渗透性和创造性。它在信号覆盖和传输方面具有明显的优势。目前,我国的光通信技术比较成熟,由于其成本低、传输方式灵活,在许多领域得到了广泛的应用。物联网是一种将信息传感设备,如红外传感器、激光扫描仪等根据原有的编程协议,可以将现实世界中的事物和对象通过互联网连接起来,对其进行监控和管理。物联网的对象是独立于网络的,是人们生产生活的一个组成部分。传感器安装后,可以直接连接到当前的网络数据数据库进行理解和管理。随着社会经济和技术的发展,物联网的概念也在不断演变。当这一概念首次提出时,它得到了极大的改进,其范围正在扩大。物联网具有可靠传输、整体感知和功能处理三大核心功能。它使用场景感知来聚合有关已识别对象的信息,并将它们无缝地处理在一起。在此之前,光通信技术已经在物联网的结构中发挥了巨大的作用。它们在人们的日常生活、商业生产、环境、医疗卫生等领域具有突出的实用价值,造福于人类。
2无线光通信传输与接入方法
2.1传输方法
在宽带传输中,无线光传输系统与光纤通信的传输系统是相同的,其主要区别在于光纤通信系统是传输介质是光纤,无线光传输系统的传输介质是空气。就当前的发展而言,无线光传输系统的最高速率可达到2.6bit/s,传输最远距离可达到4 千米。由于是以空气为传播介质,所以无线光通信的物理层传输设备不需要依靠相关协议,且其传输的安全性较高;在无线光通信的信号传播过程中,其必须满足一定的视线传播条件,只有在传输距离在一定的范围内,信号才能被接收机正常接收。信号的传输质量在1 千米内可以实现最佳传输效果,此外,传输过程也会受到恶劣天气情况的影响而导致信号的衰减和耗散。
由于在SDH 中,光纤上仅有一个波长在传输信号,只占用了百分之一的光纤资源。如果在光纤上同时传输多个波长,将成十倍百倍提高传输带宽速率。这样就出现了光的WDM(波分复用技术)。所谓的波分复用,就是将不同用户的信号加载到在不同波长的光波上,然后通过合路器将它们复用在一根光纤上同时传输,而在接受端再利用分路器将它们分离开来,送到各个接受终端。在中间传输过程中,有光信道监控,以及光的中继放大,保证光路正常工作。如果用不同的波长传输不同方向的信号就可以实现双向传输了。
WDM 主要利用多波长传输特点,扩大了传输带宽,但是由于WDM 采用的点对点通信方式,具有明显的调度功能缺陷,不能进行上下路及交换操作。另外,由于管理开销字节不足导致网络维护管理功能不完善,只进行了光层面的光信道监控,而不能进行信道内部信息帧的监控,不能采用不同厂家设备进行互联。网络容量的“瓶颈”将转移到网络节点上。
光传送网络OTN 从大的方面来讲主要分为电层与光层两部分。OTN 的客户侧的信号可以是IP、ATM、SDH等,通过电层先组成OPUk(光信道净荷单元),进一步组成ODUk(光数据单元),再加上OH(头开销)以及FEC(前向纠错)形成OTUk(光传输单元)后加载到光层进行传输。OTN 网络光层主要分为OCH(光信道层)、OMS(光复用段层)以及OTS(光传输段层)。光层还负责监控、选路等功能。OCH 层为客户信号提供端到端的光通路联网功能,它负责开销处理和监控,从而实现网络级控制维护任务。多波长光信号可以在OMS 层实现复用,OMS 层进一步为它们提供联网服务,并实现相应的监控和开销处理。OTS 层为光信号提供物理传输媒质,保证光信号的物理传输。在OTN 中还设置了专门的光监控信道OSC,用来对各个载波信道进行监控和维护管理。通过宏观的光信道级别的管理以及微观的OTN 帧结构内部的开销管理,才使得OTN 网络既能保证多波长有效传输,又实现了对传输信号本身的可靠管理。
2.2接入方法
光缆光纤是无线光通信的主要接入方式。光是无线光通信中信息传输的主要媒介,在光纤接入前需要预先设置公用通道,在一些地形条件恶劣的地区,这将会增加较大的成本投入。应用光缆光线接入方法的优势在于,其传输的信息量较大同时具有很好的保密性,可以实现对传输过程的安全监控。如果出现了信号中断的问题,可以应用光缆光纤及时进行查找问题。与之相比,光信号的传播过程容易受到外界干扰而导致传输质量下降的现象,例如光信号的反射和折射现象。此外,由于光信号传输是以空气为介质,所以在传输过程中光信号也会受到空气的吸收影响,降低了信号传输强度,也使信号接收效果受到了影响。对于此类问题,可以通过设置高灵敏度接收机进行缓解,此外还要注重对信号滤波的强化,将信号受到的干扰降到最低。光信号容易受到外部环境的干扰,同时接受设备如果受到外力出现了位移,也会影响信号的传输,所以在实际的光通信接入过程中,要对环境问题和设备稳定性问题进行合理分析。要加强对接收机的管理,接收机信号容易受到外部环境的干扰,所以,要提升其对干扰信号的辨别能力和抵抗能力,从而保证信号的传输与接入效果。此外,要优化发射功率的计算,将功率控制在人体可以接受的范围以内,还要对无线光通信技术的使用过程制定专门的使用手册及使用须知,注意提示客户对安全操作的重视程度,以提升无线光信号应用的安全性。
结束语
无线光通信传输与接入技术具有较多优势,其必将成为我国通信行业的主流技术,所以相关部门要强化对无线光通信技术的研究与应用,并通过制定具体的措施,进一步优化无线光传输与接入技术的整体质量,保证信号传输与接入的整体质量,促进我国通信行业的进一步发展。
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