[發明專利]激光自適應追蹤調節系統

無效

• 申請號: 200910253561.1
• 申請日: 2009-12-04
• 公開（公告）號: CN101719790A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 王洪君;楊斌;栗華;張純波;王純純
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04B10/02
• 分類號: H04B10/02
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司 37221
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明屬于無線光接入技術領域，特別涉及一種對激光信號的發射和接收瞄準追蹤的激 光自適應追蹤調節系統。

背景技術

隨著信息化社會的到來，通信技術也得到了日新月異的發展。在過去的幾年中，人們對 傳輸速率的要求越來越高，使用高速率數據傳輸的用戶數量每年都在遞增，光纖通信因為能 傳輸高速率的數據，成為廣域通信網的骨干網絡，如今在廣域通信網中80％以上的信息是通 過光纖傳輸的。但是從光纖骨干網到用戶之間的″最后一英里″，如果鋪設光纜，不僅花費大 而且耗時；許多無線通信技術可以解決″最后一英里″的問題，但是這些技術需要向無線電管 理委員會申請頻率執照，不僅要使用戶支付大量的頻率占用費，而且申請也要花費數月的時 間。

無線光通信因為無需頻率申請，機型小方便架設，能夠簡單的解決最后一英里的問題， 為寬帶接入的快速部署提供一種靈活的解決方案。

無線光通信可在以下一些范圍發揮重要作用：

·可以作為預防服務中斷的光纖通信和微波通信的備份；

·可以應用于移動通信基站間的互連，無線基站數據回傳；

·應用于近距離高速網的建設以及最后一英里接入；

·不宜布線或是布線成本高、施工難度大、經市政部門審批困難的地方；

·在軍事設施或其他要害部門需要嚴格保密的場合；

·用于企業內部網互連和數據傳輸。

1無線光通信系統的特點和優勢

1.1頻帶寬，速率高

FSO產品目前最高速率可達2.5Gbit/s，最遠可傳送4km。

1.2頻譜資源豐富

與微波技術相比，FSO設備多采用紅外光傳輸，不需要申請頻率執照，也不需要交納頻 率占用費。

1.3適用任何通信協議

適用于任何環境，不依賴某種協議。現用于傳輸數據、聲音和影像等各種信息。

1.4架設靈活便捷

FSO可以直接架設在屋頂，以及在江河湖海上進行通信，可以完成地對空、空對空等多 種光纖通信無法完成的通信任務，而且無需埋設光纖，可以在幾小時內建立起通信鏈路，方 便快捷，大大縮短了施工周期。

1.5安全可靠

由于光通信具有非常好的方向性和非常窄的波束，因此竊聽和人為干擾在目前技術來看 幾乎是不可能的。

1.6經濟

光纖網絡的成本通常很高，鋪設過程耗時，而且投資不可撤回，而無線光通信技術可以 在城域光網之外提供高帶寬連接，而成本只有在地下埋設光纜的五分之一。

2無線光通信系統存在的問題

FSO是一種視距寬帶通信技術，發射機與接收機之間需要嚴格的視線傳播，當通信設備 安裝在高樓的頂部時，在風力的作用下建筑物會發生擺動，這樣便會影響激光器的對準。由 于大樓結構中某些部分的熱脹或輕微的地震等原因，有時也會導致發射機和接收機無法對準。

惡劣的天氣情況，會對傳播信號產生衰耗。空氣中的散射粒子，會使光線在空間、時間 和角度上產生偏差。大氣中粒子還會吸收激光的能量，衰減信號的發射功率。

傳輸距離與信號質量的矛盾非常突出，傳輸距離越大，光束就會越寬，接收的光信號質 量越差。激光的安全問題必須考慮。發射功率必須限制在保證眼睛安全的功率范圍內。

3FSO研究的發展趨勢

FSO目前存在的問題主要集中在下面幾個方面：針對大樓擺動的瞄準問題；大氣中粒子 對光線的散射、吸收問題；提高傳輸速率問題。這些問題影響了傳輸的可靠性，所以對這些 問題的研究成為FSO的發展方向。

3.1發射、接收的瞄準的研究

在大風中或因地震引起大樓的擺動，發射機發送的光信號對不準接收機，產生的誤差大， 甚至通信無法實現。目前的研究方向在于提高激光的瞄準，怎樣利用非機械裝置來實現精確 的對準和快速瞄準；在接收機方面，散射光線也帶有信息，接收散射光線越多，接收的信號 能量越大，但同時接收的噪聲也越大，所以盡量提高接收機接收信號總功率，又不能降低信 噪比成為研究目標。

3.2減小大氣對通信的影響