[發(fā)明專利]一種無線光通信互融設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610835840.9
• 申請日: 2016-09-20
• 公開（公告）號: CN106788746A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 叢聰;蔡喜平;郭鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 叢聰
• 主分類號: H04B10/27
• 分類號: H04B10/27;H04B10/11;H04B10/40;H04B10/50
• 代理公司: 北京挺立專利事務(wù)所(普通合伙)11265
• 代理人: 鄭杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無線光通信互融設(shè)備。

背景技術(shù)

通信技術(shù)極大地推動了社會的發(fā)展，徹底改變了人們的生活方式。通信已成為維持整個(gè)社會生態(tài)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的信息大動脈。現(xiàn)有的通信手段即有線電、無線電和光纖通信技術(shù)，已經(jīng)無法滿足移動終端的快速普及以及移動用戶對移動通信網(wǎng)絡(luò)各方面的需求，主要表現(xiàn)在：

①對高速率的需求

對用戶來說，通信速率越高越好，但是隨著移動用戶數(shù)量的大幅增加，在滿足用戶高速率通信的前提下，需要更大的通信信道帶寬，而現(xiàn)有的移動通信帶寬已經(jīng)接近了理論極限，顯然很難同時(shí)滿足多用戶高速率的通信需求。

②對覆蓋范圍的需求

由于技術(shù)上的難度或建設(shè)成本問題，微波基站的數(shù)量還不足以覆蓋所有區(qū)域，因此現(xiàn)有的移動通信網(wǎng)絡(luò)即使在城市內(nèi)還存在著大量的盲區(qū)，在這些區(qū)域內(nèi)用戶無法接收到移動信號。另外由于建筑物的遮擋、地理位置因素、天氣原因等會大幅減弱移動信號強(qiáng)度，造成弱信號區(qū)域，在這些區(qū)域中會表現(xiàn)出接收信號不穩(wěn)定、通話質(zhì)量差等現(xiàn)象。而在海洋、沙漠、山區(qū)及邊遠(yuǎn)地區(qū)等則沒有移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

③對經(jīng)濟(jì)性的需求

現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)成本高，維修困難，維修成本高，抗毀能力差，占用資源大，導(dǎo)致了在經(jīng)濟(jì)性方面存在著通信網(wǎng)絡(luò)的使用成本高，通信效費(fèi)比低的問題。缺乏價(jià)格更低、費(fèi)效比更高的通信服務(wù)供用戶選擇，用戶只能被動接受現(xiàn)有運(yùn)營商提供的通信服務(wù)。

④對安全性的需求

要盡可能保證網(wǎng)絡(luò)上所傳輸?shù)男畔⒉槐唤孬@，保證網(wǎng)絡(luò)不受來自外界的非法訪問和攻擊，保證個(gè)人終端上所存儲信息的安全。由于移動通信信道的開放性，使得違法分子容易截獲移動信號，從而盜取用戶關(guān)鍵信息。

⑤對綠色環(huán)保的通信方式的需求。

要保證所采用的通信手段盡可能減少電磁輻射，以免危害人們的身體健康。另外，也要在滿足通信需求的同時(shí)，盡可能地減少能量損耗。而現(xiàn)有的通信手段存在電磁污染，能耗大，因而不是綠色環(huán)保的通信方式。

為了解決通信速率的問題，國家正在大力推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò)的研究和建設(shè)。但是5G網(wǎng)絡(luò)依然是建立在以無線電通信和光纖通信基礎(chǔ)之上的通信技術(shù)，通信速率雖然得以提高，但無法從根本上解決通信速率低的問題。4G網(wǎng)絡(luò)所存在的安全性問題，5G網(wǎng)絡(luò)依然存在。相比4G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基站將會更多，建設(shè)成本更高。另外，5G網(wǎng)絡(luò)依然無法實(shí)現(xiàn)對海洋、沙漠及邊遠(yuǎn)地區(qū)的覆蓋。2G、3G和4G網(wǎng)絡(luò)基站建設(shè)，一般都遠(yuǎn)離居民區(qū)，而5G網(wǎng)絡(luò)將會大量建設(shè)低功率小基站，基站部署密度將是4G基站的10倍以上，電磁污染問題、偽基站的問題將會變得更加突出。現(xiàn)有光纖通信都是采用雙纖傳輸，一根作為上行，一根作為下行，在傳輸設(shè)備制約下，單根光纖傳輸容量已基本達(dá)到了極限。采用多芯光纖，可以進(jìn)一步擴(kuò)容，但多芯光纖已經(jīng)研究了二十多年，進(jìn)展緩慢，離產(chǎn)品化還有很大距離，存在的主要問題是：多芯數(shù)端面與現(xiàn)有單芯設(shè)備的熔接及耦合問題存在困難；多芯光纖各纖芯之間存在串?dāng)_問題，對長距離傳輸，目前無法實(shí)現(xiàn)真正意義上與單芯光纖完全一致的獨(dú)立傳輸。而采用無線光通信，由于不受信道制約，很容易通過多信道傳輸進(jìn)行擴(kuò)容。

光通信是以光波作為信息載體的一種通信方式，通常分為有線光通信和無線光通信兩種。有線光通信是指光纖通信，無線光通信是指不經(jīng)光纖導(dǎo)波的光通信，包括自由空間(大氣中和真空中)光通信和水下光通信兩類。根據(jù)通信所用光源，可將自由空間光通信分為兩類：一類是以激光作為載波的激光通信，另一類是LED作為光源的漫射光通信，包括以白光LED作為光源的可見光(簡稱VLC通信，visible light communication-VLC)通信和以紅外LED做光源的紅外光通信。光波在自由空間的傳播速度要大于在光纖的傳播速度(約為1.5倍)，因此，信號從發(fā)信方到收信方在自由空間所用的時(shí)間要小于在光纖中傳播的時(shí)間，即無線光通信的信號時(shí)延要遠(yuǎn)小于光纖通信的信號時(shí)延。以無線光通信技術(shù)為基礎(chǔ)，建設(shè)無線光通信互融網(wǎng)絡(luò)，可以解決目前通信技術(shù)中存在的以上問題。互融是指不同通信手段的相互融合，既包括同一終端設(shè)備上不同通信手段的融合，終端用戶可自主選擇wifi、Lifi和移動通信手段，還包括不同終端設(shè)備上不同通信手段的融合。通過無線光通信與現(xiàn)有各種通信手段的互融，既可以增大通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，提高通信速率，提高通信效費(fèi)比，還可為用戶增加更多的在通信手段上的選擇權(quán)，從而改變現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營模式。

發(fā)明內(nèi)容