時間：2022-04-26 04:09:34
導(dǎo)語：在光通信技術(shù)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了一篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
摘 要： 隨著信息時代的到來，數(shù)據(jù)中心的流量已經(jīng)占據(jù)世界通信網(wǎng)絡(luò)流量的大部分。當(dāng)前，光通信技術(shù)被廣泛應(yīng)用到數(shù)據(jù)中心，包括幾米距離的服務(wù)器連接，也包括全球多地?cái)?shù)據(jù)中心的對接。在本文中，筆者對數(shù)據(jù)中心的光通信技術(shù)進(jìn)行了深入介紹，包括廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的光通信技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，筆者對相關(guān)領(lǐng)域中的技術(shù)方案展開探討與比對。
關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)中心 光通信技術(shù) 互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
在當(dāng)前社會中，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為影響人們生活與工作的重要因素。在互聯(lián)網(wǎng)上，無論是游戲娛樂，還是商務(wù)與社交，都會產(chǎn)生大量的信息數(shù)據(jù)，這些信息數(shù)據(jù)量正以指數(shù)級不斷增長。大部分的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)及相應(yīng)的信息處理與計(jì)算都是在數(shù)據(jù)中心內(nèi)完成的。在數(shù)據(jù)中心內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)連接起成千上萬臺服務(wù)器，所有服務(wù)器共同協(xié)作，一起完成工作任務(wù)。截止到目前為止，光纖通信產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展了50多年。1977年，首個商用光纖通信系統(tǒng)推出，其為45Mbit/s的容量，目前，單模光纖的容量已經(jīng)超過了100Mbit/s，無論是長距離的信息傳輸還是短距離的信息傳輸嗎，都能夠見到光纖通信的身影。2008年，數(shù)據(jù)中心對于光纖的需求開始超越電信運(yùn)營商，數(shù)據(jù)中心開始成為光纖通信的第一市場。
一、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)狀況
一般來說，大型互聯(lián)網(wǎng)公司數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)涵蓋廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)與數(shù)據(jù)中心內(nèi)網(wǎng)。在廣域網(wǎng)的作用下，世界各地的數(shù)據(jù)中心能夠有效連接起來。根據(jù)架構(gòu)方面的不同，可以進(jìn)步將其劃分為外部通道進(jìn)入的數(shù)據(jù)中心與公共互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入的數(shù)據(jù)中心。為了避免出現(xiàn)用戶體驗(yàn)差、訪問延時等問題，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商會在用戶集中點(diǎn)周邊構(gòu)建起POP點(diǎn)，從而借助專線而與數(shù)據(jù)中心對接。
通常某一地區(qū)的數(shù)據(jù)中心由多個稻葜行墓餐構(gòu)成，這樣能夠滿足備份的需求，同時也便于構(gòu)建起超級化的虛擬數(shù)據(jù)中心，單個數(shù)據(jù)中心建設(shè)起來比較簡單，借助城域網(wǎng)，這些數(shù)據(jù)中心能夠有效對接。對了應(yīng)對延時等問題，各個數(shù)據(jù)中心的距離應(yīng)控制在80km內(nèi)。
在各個數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，有成千上萬臺服務(wù)器在工作，這些服務(wù)器借助內(nèi)網(wǎng)而有效連接。數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器一般具有可擴(kuò)展性，能夠增加服務(wù)器的數(shù)量，并且無須改變網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，成本是必須要考慮的重要因素，在架構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中確保成本與性能平衡。就目前來看，多數(shù)數(shù)據(jù)中心都運(yùn)用多層結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)呈現(xiàn)出扁平化的發(fā)展趨勢。
二、廣域網(wǎng)下的光通信技術(shù)
光通信技術(shù)在長距離傳輸中具有顯著優(yōu)勢，其能夠支持兩點(diǎn)間的大寬帶信息傳輸。在早期，該技術(shù)主要被應(yīng)用于長途干線網(wǎng)。在長距離信息傳輸中，首要解決的問題是光纖損耗、光纖線性損傷與非線性損傷。目前，干線傳輸網(wǎng)中的最重要技術(shù)就是數(shù)字相干光通信技術(shù)，在這種技術(shù)的應(yīng)用下，接收機(jī)的靈敏度得到了顯著提升。其借助正交香味與正交極化方向來對信號進(jìn)行調(diào)制，在強(qiáng)度方面由一維增加到四維，頻譜效率有很大提升。在使用數(shù)字信號處理技術(shù)來處理發(fā)射與接收時，會帶來一定的損傷，可以在電領(lǐng)域中借助數(shù)字信號處理技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)償，從而使得整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與管理更加簡單化。系統(tǒng)容量也與香農(nóng)極限更為接近。在陸地與跨洋系統(tǒng)中，SD-FEC技術(shù)與光放大器技術(shù)的應(yīng)用使得無電中繼傳輸距離能夠達(dá)到3000km與10000km。隨著網(wǎng)絡(luò)流量的不斷上升，但借助硬件已經(jīng)難以滿足用戶的需求，尤其是光纖傳統(tǒng)容量已經(jīng)要達(dá)到香農(nóng)極限了。只有將軟件與硬件有效結(jié)合，才可以在廣域網(wǎng)內(nèi)構(gòu)建起具有開放性的光傳輸網(wǎng)，從而提升整個網(wǎng)絡(luò)效率。
三、城域網(wǎng)下的光通信技術(shù)
從增長速度來看，城域網(wǎng)要比干線網(wǎng)絡(luò)的流量增速快很多，城域網(wǎng)將發(fā)展為光通信的第一市場。數(shù)據(jù)中心的城域網(wǎng)和電信運(yùn)營商的城域網(wǎng)有顯著不同。前者的節(jié)點(diǎn)比較少，業(yè)務(wù)也單一化，多采用點(diǎn)對點(diǎn)的傳輸系統(tǒng)，然而由于對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蠓浅４?，所以對容量也有著極高的要求。作為當(dāng)前最熱門的研究領(lǐng)域，數(shù)據(jù)中心城域網(wǎng)得到了學(xué)者們的廣泛關(guān)注。在檢測技術(shù)方面，能夠劃分為相干檢測與直接檢測，相干檢測運(yùn)用的是數(shù)字相干光通信技術(shù)，與廣域網(wǎng)內(nèi)的相干光通信技術(shù)極為相似。然而由于傳輸距離非常短，所以能夠被有效簡化，比方說采用低廉的硅光器件、HD-FEC等。在直接檢測方案中，則有多種技術(shù)，如OOK技術(shù)，其對器件的帶寬有很高的要求，并且對光纖色散匹配有著非常高的要求。針對此，人們使用高階強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)制，如四電平幅度調(diào)制等。DMT技術(shù)在直接檢測中也有著廣泛的應(yīng)用，其其實(shí)為多載波技術(shù)的一種，對各個載波運(yùn)用不同的調(diào)制格式，能夠最大限度地優(yōu)化整個信道的頻譜效率。城域網(wǎng)數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)采用交換機(jī)與路由器而實(shí)現(xiàn)。最近幾年來，一種新的設(shè)備形態(tài)出現(xiàn)，交換機(jī)與路由器能夠直接出采光，也就是說將彩光光模塊直接植入到交換機(jī)或路由器中。
四、數(shù)據(jù)中心內(nèi)的光互聯(lián)技術(shù)
在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，各個鏈路的距離都非常短，最多也不超過幾百米。即便是超大型的數(shù)據(jù)中心，也很少有超過2km的鏈路。然而隨著信息數(shù)據(jù)量的增加，以往的銅纜難以滿足實(shí)際工作的需要，大部分的數(shù)據(jù)中心都開始采用光互連技術(shù)。由于距離非常短，光纖鋪設(shè)起來非常容易，且多運(yùn)用平行鏈路，這樣互聯(lián)的速率得到有效保障。在發(fā)射處。信號被分割成為多個平行的通道，在驅(qū)動電路的作用下，能夠借助光纖實(shí)現(xiàn)傳輸，抵達(dá)接收端，再轉(zhuǎn)換為電信號。隨著以太網(wǎng)技術(shù)的提出，光通道速率得到了進(jìn)一步提升，成本與功耗都較之前低很多。在交換機(jī)速度提升的過程中，電子走線會給信號帶來很大損傷，針對此，可以將光模塊植入交換機(jī)中，形成板載光模塊，這樣能夠有效地避免信號損傷，并提升面板的密度。無論是板載光模塊還是光電集成模塊，均對器件有著非常高的要求，一旦出現(xiàn)問題，需要更換整個交換機(jī)電路板。
五、結(jié)束語
在本文中，筆者對廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)與數(shù)據(jù)中心內(nèi)網(wǎng)中光通信技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行介紹。無論是遠(yuǎn)距離傳輸，還是近距離的連接，光通信技術(shù)都成為重要的信息傳輸載體。對于未來的數(shù)據(jù)中心來說，光通信技術(shù)將直接影響其發(fā)展走向。提升光傳輸通道的容量與效率將是提升整個數(shù)據(jù)中心運(yùn)作效率的重要路徑。
作者簡介：陳卓（1975.4-） 男，籍貫：廣西，大學(xué)本科，工作單位：中國移動通信集團(tuán)廣西有限公司，研究方向：云計(jì)算 數(shù)據(jù)中心 信息安全。
【摘要】：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會的進(jìn)步，尤其是人們生活水平的日益提高、對于用電量的需求日益增大。而光通信技術(shù)對于促進(jìn)電力體統(tǒng)的發(fā)展具有重要的作用。本文主要就光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用意義及應(yīng)用方法兩個方面的內(nèi)容展開論述。
【關(guān)鍵字】：光通信技術(shù)；電力通信；系統(tǒng)應(yīng)用；意義；應(yīng)用方法
引言
電力系統(tǒng)是一個集發(fā)電、變電、輸電、配電為一體的復(fù)雜的系統(tǒng)。為了對電力系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)高效的管理，我國現(xiàn)在正在推動智能電網(wǎng)的建設(shè)。而智能電網(wǎng)其中一項(xiàng)重要的內(nèi)容就是智能化的電力通信系統(tǒng)。這個智能化的電力通信系統(tǒng)具有網(wǎng)絡(luò)化、信息化、一體化、高效化的特點(diǎn)，對于保障電力運(yùn)行系統(tǒng)的安全和高效管理具有重要的意義。因此、我們需要運(yùn)用具有現(xiàn)代化的方式進(jìn)行電力通信系統(tǒng)的建設(shè)。而光通信技術(shù)就是這樣一個具有科學(xué)化、現(xiàn)代化的技術(shù)。所以，我們需要對于光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)運(yùn)用的意義及應(yīng)用的方法進(jìn)行科學(xué)研究。
1、光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用意義
現(xiàn)在我國主要應(yīng)用的是一種新型的ASON光通信技術(shù)，它是集傳遞信號與交換信號為一體的一種技術(shù)，對于保障電力通信系統(tǒng)的安全、處理各種線路問題提供了有力的技術(shù)支持。除此之外，這種新型的光通信技術(shù)還具有網(wǎng)絡(luò)布置的優(yōu)點(diǎn)，可以有效的提高我國光傳輸電網(wǎng)的應(yīng)用功能與應(yīng)用質(zhì)量，全面的為廣大的用電群體提供更好的服務(wù)。
2、光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用方法
2.1制定科學(xué)的組網(wǎng)方案
光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用方法是制定出科學(xué)的光通信組網(wǎng)方案，實(shí)現(xiàn)光通信技術(shù)的有效應(yīng)用。具體的方案主要有兩種。第一種方案，利用現(xiàn)代的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)進(jìn)行對于目前使用的電力傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)化與標(biāo)準(zhǔn)化的改進(jìn)，融入先進(jìn)的光通信技術(shù)、比如：ASON技術(shù)，實(shí)現(xiàn)科學(xué)化現(xiàn)代化的電力網(wǎng)絡(luò)通信的建立與完善，形成良好的電力通信系統(tǒng)，全力保障電力的科學(xué)運(yùn)行。第二種方案，利用現(xiàn)代的網(wǎng)路科技對于目前應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)傳輸平面進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化的升級與改造，全面的保障電網(wǎng)的有效運(yùn)行?？傊?，電力工作人員需要從實(shí)際出發(fā)、具體問題具體分析，對于需要進(jìn)行光通信技術(shù)應(yīng)用的地方進(jìn)行權(quán)衡利弊的科學(xué)規(guī)劃，創(chuàng)建一個高效的網(wǎng)絡(luò)電力通信系統(tǒng)運(yùn)行模式。
2.2精心挑選光通信技術(shù)設(shè)施設(shè)備
精心挑選光通信技術(shù)設(shè)備設(shè)施也是進(jìn)行光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用的一個重要方法。目前我國主要進(jìn)行光通信技術(shù)設(shè)施設(shè)備生產(chǎn)的廠家有華為公司、中興公司。我們進(jìn)行現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化的光通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，需要從這些知名公司生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品中進(jìn)行設(shè)施與設(shè)備的挑選，以保障質(zhì)量與應(yīng)用的要求。同時，進(jìn)行這些設(shè)備與設(shè)施的挑選時需要注意以下幾個方面。第一，設(shè)備設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)槽位數(shù)量規(guī)模要很大，總線路帶涉及的范圍要很廣。第二，設(shè)施設(shè)備要具有良好的安全性能與通用性能，為今后的智能化電力通信系統(tǒng)的建設(shè)提供有力的保障。第三，電力工作人員對于卡板的挑選要使其可以保障現(xiàn)階段工程的要求。第四，卡板要具有熱備份的功能。第五，光通信技術(shù)應(yīng)用的設(shè)備設(shè)施要與低階業(yè)務(wù)交叉調(diào)度項(xiàng)目的基本要求相適應(yīng)，保障這些設(shè)施設(shè)備可以投入到正常運(yùn)行。第六，在電力通信系統(tǒng)中，多方向線路的應(yīng)用要盡量在多個業(yè)務(wù)卡板中，使整個的業(yè)務(wù)運(yùn)行出現(xiàn)事故的概率大大降低。
2.3進(jìn)行高效的業(yè)務(wù)規(guī)劃分析
光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用的又一個方法是進(jìn)行高效的業(yè)務(wù)規(guī)劃分析。首先，進(jìn)行高效的業(yè)務(wù)分析與規(guī)劃，拉近業(yè)務(wù)與業(yè)務(wù)之間的距離。其次，進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃、使網(wǎng)絡(luò)跳數(shù)出現(xiàn)的次數(shù)要少。再次，進(jìn)行有效規(guī)劃、保證網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡。最后，對于光通信技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行有效的觀察與監(jiān)督，使規(guī)劃分析的業(yè)務(wù)與實(shí)際的落實(shí)情況一致，最大限度的保障光通信技術(shù)的功能得以有效發(fā)揮。同時，對于光通信技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行高效規(guī)劃，對于促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與保障人民的用電需求也具有重要作用。
3、光通信的發(fā)展技術(shù)
3.1SON技術(shù)
所謂的ASON其實(shí)和其它的光信息網(wǎng)絡(luò)體制一樣，就是利用ASON技術(shù)來完成信息傳輸?shù)男滦途W(wǎng)絡(luò)。其技術(shù)核心是，在光傳輸信息網(wǎng)絡(luò)平臺上利用ASON技術(shù)進(jìn)人控制平臺，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的實(shí)時分配計(jì)劃和按需分配計(jì)劃。簡答的來說，它是一種具有交換功能的新時代電網(wǎng)。ASON技術(shù)是可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和自動交換功能的新一代光網(wǎng)技術(shù)。傳統(tǒng)的網(wǎng)元只具有兩個層面：設(shè)備層面、網(wǎng)管層面。而ASON加你個控制層面引人其中構(gòu)成了三個層面。并且將網(wǎng)管層面功能轉(zhuǎn)移到控制層面，采用了分布式的控制將傳輸、數(shù)據(jù)和交換結(jié)合起來。
3.2OTN
技術(shù)。OTN技術(shù)是在對SHD技術(shù)的借鑒之上，引人了開銷理念。在其中OTN技術(shù)定義了三個光層概念：OCH、OMSN、OTSN。定義了域內(nèi)和域間的網(wǎng)絡(luò)接口。運(yùn)用了FEC技術(shù)增強(qiáng)了線路容差。WDM基A下的OTN技術(shù)擁有一套完善的體制結(jié)構(gòu)，其體制內(nèi)容包括：第一，規(guī)定OTN機(jī)制下的光層與電層具有網(wǎng)絡(luò)生存機(jī)制。第二，對所有客戶進(jìn)行任意的透明傳輸。第三，提供FEC糾錯能力。第四，OTN技術(shù)下的網(wǎng)組具有分級管理特征，對各個層級都具有特定的管理體制。
3.3EPON技術(shù)的組網(wǎng)方式
EPON技術(shù)的組網(wǎng)方式的組網(wǎng)方式主要是對局端和分散器的連接方式進(jìn)行改變。其中將局端和分散器的連接方式變?yōu)橐粭l光纖，這樣減少了局端到用戶之間不必要的成本并且提高了傳輸效率。利用EPON技術(shù)的組網(wǎng)方式擁有著維護(hù)簡單、供高帶寬、網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積大范圍廣、網(wǎng)絡(luò)可靠性高及簡化網(wǎng)絡(luò)乘此的特點(diǎn)。
結(jié)語
對于光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中的應(yīng)用問題進(jìn)行科學(xué)的研究與實(shí)施，可以有效地促進(jìn)電力通信系統(tǒng)朝著現(xiàn)代化、科技化、信息化、一體化的目標(biāo)邁進(jìn)，保障我國智能電網(wǎng)的建設(shè)與完善。
近年來隨著智能化的發(fā)展，一大批企業(yè)紛紛涉足通信行業(yè)，希望在通信市場中分得一杯羹。隨著越來越多的通信企業(yè)對行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷發(fā)掘與拓展，各類前沿通信技術(shù)正在逐漸進(jìn)入人們的日常生活。
5G信道編碼技術(shù)
靜止和移動場景、短包和長包場景的外場測試增益穩(wěn)定性能優(yōu)異，與高頻毫米波頻段上的組合測試實(shí)現(xiàn)了高達(dá)27Gbps的業(yè)務(wù)速率。5G要實(shí)現(xiàn)的10Gbps甚至20Gbps的峰值速率、千億的連接、1毫秒的時延能力，必須以革命性的基礎(chǔ)技術(shù)創(chuàng)新來提升網(wǎng)絡(luò)性能。
高效信道編碼技術(shù)以盡可能小的業(yè)務(wù)開銷增加信息傳輸?shù)目煽啃?，信道編碼效率的提升將直接反映到頻譜效率的改善。構(gòu)造可達(dá)到信道容量或者可逼近信道容量（Shannon限）的信道編碼方法，以及可實(shí)用的線牲復(fù)雜度的譯碼算法一直是信道編碼技術(shù)研究的目標(biāo)。
芯片光傳輸
頻寬密度增加10至50倍研究
半導(dǎo)體技術(shù)的精進(jìn)讓芯片可執(zhí)行更多運(yùn)算，但卻無法增加芯片間通訊的頻寬。目前芯片傳輸所消耗的功率已超過芯片功耗預(yù)算的20%，這項(xiàng)新技術(shù)在低功耗的情況下改善一個數(shù)量級的芯片通信頻寬，替目前面臨瓶頸的電晶體技術(shù)立下新的里程碑。使用光學(xué)元件進(jìn)行芯片到記憶體的傳輸將可降低功耗并增加時脈，未來還可能協(xié)助達(dá)到百萬兆等級（Exascale）的運(yùn)算。
光子神經(jīng)形態(tài)芯片
利用光子解決了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路速度受限這一難題。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路已在計(jì)算領(lǐng)域掀起風(fēng)暴，科學(xué)家希望制造出更強(qiáng)大的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電路，其關(guān)鍵在于制造出能像神經(jīng)元那樣工作的電路或稱神經(jīng)形態(tài)芯片，但此類電路的主要問題是要提高速度。
光子計(jì)算是計(jì)算科學(xué)領(lǐng)域的“明日之星”，與電子相比，光子擁有更多帶寬，能快速處理更多數(shù)據(jù)。但光子數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)制造成本較高，因此一直未被廣泛采用。
所以這將開啟一個全新的光子計(jì)算產(chǎn)業(yè)，硅光子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可能會成為更加龐大的、可以擴(kuò)展信息處理的硅光子系統(tǒng)家族的“排頭兵”。
利用城市現(xiàn)有光纖
實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離量子傳輸技術(shù)
這是首次在現(xiàn)有的城市光纜中實(shí)驗(yàn)量子傳輸。此前研究人員僅僅能夠在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下實(shí)現(xiàn)這一距離的量子傳送，通過量子傳送的方式可以實(shí)現(xiàn)加密信息的絕對安全傳輸，其允許信息發(fā)送者將“無形信息”發(fā)送給接受者，而在量子網(wǎng)絡(luò)上是無法實(shí)現(xiàn)信息攔截的。
在實(shí)驗(yàn)室外進(jìn)行量子傳輸，涉及到一系列問題，是一個全新的挑戰(zhàn)，該實(shí)驗(yàn)克服了這些問題，是未來量子互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個重要里程碑。
光纖傳輸技術(shù)
可供全球48億人通話
隨著AR/VR、4K高清等技術(shù)不斷涌現(xiàn)，在互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智慧城市等多個產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域都依賴海量數(shù)據(jù)的高速傳輸，這就需要底層的信息高速公路越寬越好。多芯單模技術(shù)，就好比在一根光纖中開辟了多條并行道路，讓總運(yùn)力大為提升。
芯片到芯片通信技術(shù)
該項(xiàng)目引入硅光電技術(shù)和WDM作為提升容量、降低功耗的路由機(jī)制，將分別在光引擎級和板級實(shí)現(xiàn)1.6Tb/s和25.6Tb/s的吞吐量。在服務(wù)器機(jī)架設(shè)計(jì)中采用芯片到芯片通信是目前高端服務(wù)器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點(diǎn)，可以有效增加數(shù)據(jù)吞吐能力，并減少物理空間、網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度、開關(guān)及線纜的用量和能耗。
最高密度光纖傳輸技術(shù)
這一研發(fā)打破了光纖芯線的傳輸容量界限，在全球范圍內(nèi)開展起來。但若考慮實(shí)際可利用的光纖直徑的上限和芯線彎曲度分布控制性等問題，不僅芯線數(shù)量增加，如果模塊數(shù)量增加的話，1根光纖超越50個隧道相對比較困難。
NTT等公司將通過這項(xiàng)研究，隨著今后數(shù)據(jù)通信量的增加，多貝脫比特處，其1000倍的檢測點(diǎn)方面也可滿足信賴性較高的光纖，實(shí)現(xiàn)道路的開通。此次研l(wèi)的光纖，將于2020年推向?qū)嵱没?，在持續(xù)增加的數(shù)據(jù)通信需求方面，有望持續(xù)滿足光纖傳輸基礎(chǔ)。
光子集成多光子糾纏量子態(tài)以及片上光頻梳研究
此次研究在Si3N4微環(huán)內(nèi)成功實(shí)現(xiàn)了可見光光頻梳，得到跨越S-C-L三個通信波段的頻率間隔為200GHz的糾纏光子對。這在大規(guī)模集成的片上糾纏光子源已成為量子應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的迫切需求。
該研究開創(chuàng)了片上產(chǎn)生和控制復(fù)雜量子態(tài)的時代，并提供了一個可規(guī)?；傻墓饬孔有畔⑻幚砥脚_。該工作是繼片上并行預(yù)報(bào)（Heraled）單光子源和片上交叉偏振糾纏光子對之后在光子集成片上量子光學(xué)研究上的又一重要進(jìn)展。
光纖傳輸速率突破1Tb/s
2016年10月，諾基亞貝爾實(shí)驗(yàn)室、德意志電信T-Lab實(shí)驗(yàn)室以 及慕尼黑工業(yè)大學(xué)（TechnicalUniversityofMunich，TUM）在一次光纖通信現(xiàn)場試驗(yàn)中，通過一項(xiàng)新的調(diào)制技術(shù)，研究人員達(dá)到了前所未有的傳輸容量和光譜效率。當(dāng)可調(diào)傳輸速率隨著信道情況和通信量需求而進(jìn)行動態(tài)適應(yīng)的時候，光網(wǎng)絡(luò)的靈活性和性能可以得到最大化。
作為安全保障的歐洲路由技術(shù)（SafeandSecureEuropeanRouting，SASER）項(xiàng)目的一部分，這個在德意志電信已經(jīng)部署的光纖網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)達(dá)到了1Tb/s的傳輸速率。PCS新調(diào)制方式的試驗(yàn)，在給定的信道上達(dá)到更高的傳輸容量，顯著地改善了光通信的光譜效率。PCS聰明地以相比于小幅度的星座點(diǎn)更低的頻率來使用那些具有大幅度的星座點(diǎn)來傳輸信號，這樣平均來講對于噪聲和其他損傷具有更好的適應(yīng)性，這使得能夠?qū)鬏斔俾蔬M(jìn)行調(diào)整以完美地適應(yīng)傳輸信道，從而得到30%的容量提升。德意志電信提供了一個獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施來評估和演示類似此類的高度創(chuàng)新的傳輸技術(shù)。將來它還將支持更高層級的測試場景和技術(shù)，并在已經(jīng)鋪設(shè)的光纖基礎(chǔ)設(shè)施上增加容量、覆蓋距離以及靈活性。
基于LED實(shí)現(xiàn)610Mbps單路實(shí)時傳輸
2016年1月，中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所集成光電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主持的北京市科技計(jì)劃課題“室內(nèi)高速可見光通信系統(tǒng)收發(fā)器件與越區(qū)切換技術(shù)研發(fā)”宣布已按計(jì)劃完成。
研究團(tuán)隊(duì)委托中國泰爾實(shí)驗(yàn)室對單路實(shí)時610Mbps的可見光通信進(jìn)行了第三方測試，結(jié)果呈現(xiàn)良好，基于1瓦熒光型白光LED和PIN探測器在OOK調(diào)制下單路實(shí)時傳輸平均速率610Mbps，在傳輸距離為6.2米時，平均誤碼率為3.5e-5量級，遠(yuǎn)低于前向糾錯的誤碼率上限要求3.8e-3。
可見光通信這項(xiàng)無線光通信新技術(shù)比傳統(tǒng)的無線電通信技術(shù)更加符合無線通信技術(shù)的發(fā)展方向（高速、大容量、安全），未來會催生很多創(chuàng)新應(yīng)用。中國有眾多的LED企業(yè)和廣闊的半導(dǎo)體照明市場，這種基礎(chǔ)優(yōu)勢是其他國家難以企及的，可見光通信技術(shù)的實(shí)用化研究應(yīng)該引起業(yè)界的充分重視。
摘 要：光釬通信系統(tǒng)已經(jīng)被推向我國通信市場，但是研究人員對高速通信系統(tǒng)的關(guān)注程度更高。對此，我國通信部門已經(jīng)對空間激光通信技術(shù)展開了研究分析?？臻g激光通信技術(shù)相比傳統(tǒng)的通信技術(shù)具有以下應(yīng)用優(yōu)勢：一是傳輸速率高，二是天線尺寸小，三是抗干擾性強(qiáng)，四是保密性好。很多國家都在加大空間激光通信技術(shù)的研究力度和資金量，特別是ESA。長距離的通信也只能依靠空間激光通信技術(shù)才能實(shí)現(xiàn)，這是光釬通信技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的。由此可以看出，空間激光通信技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞：空間激光通信技g 最新進(jìn)展 趨勢
空間激光通信具有通信容量大，通信速率、抗干擾能力強(qiáng)，抗截獲能力強(qiáng)和重量輕等多種優(yōu)點(diǎn)，是以激光為載波，在空間中實(shí)現(xiàn)多種信息進(jìn)行無線傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。從歷年的空間激光通信技術(shù)的發(fā)展歷程來看，ESA的作用不可小視，ESA代表空間激光通信技術(shù)的最高水平，對于空間激光通信技術(shù)的發(fā)展有很大影響。但是，對于我國而言，我國空間激光通信技術(shù)還處在發(fā)展的初級階段，還在摸索空間激光通信技術(shù)的發(fā)展方向，可結(jié)合本國的情況借鑒發(fā)達(dá)國家空間激光通信技術(shù)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。
1 空間激光通信技術(shù)最新進(jìn)展
目前，國內(nèi)外空間激光通信發(fā)展迅速，歐洲、美國、日本、德國等地區(qū)和國家對空間激光通信技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，為空間激光通信技術(shù)做出了巨大的研究貢獻(xiàn)。如表1所示，展示了近幾年美國等國在空間激光通信技術(shù)研究方面比較有代表性的成果。
2 空間激光通信技術(shù)發(fā)展趨勢
2.1 直接探測體制發(fā)展
相比而言，空間激光通信直接探測體制的結(jié)構(gòu)比較簡單，操作起來比較方便，因而被廣泛應(yīng)用于第一代激光通信系統(tǒng)內(nèi)部。但是，從實(shí)際空間激光通信環(huán)境來看，光強(qiáng)度對通信系統(tǒng)的影響比較大，而且會受到噪音的干擾，空間激光通信直接探測體制無法滿足空間激光通信系統(tǒng)的運(yùn)行需求，敏感度較低。經(jīng)過空間激光通信專業(yè)人士的多年研究，ESA于2008年被安裝在衛(wèi)星上，對空間激光通信系統(tǒng)進(jìn)行端口檢測，同時也對相干通信展開了實(shí)驗(yàn)分析，誤碼率非常小，而且信息傳輸?shù)乃俣确浅？?。目前，空間激光通信技術(shù)還將不斷完善。為了不斷提高激光通信系統(tǒng)的實(shí)用性和通用性，未來的發(fā)展趨勢是探測體制的發(fā)展從單一體制向復(fù)合探測體制轉(zhuǎn)變。
2.2 傳統(tǒng)量子通信的變革
1980年量子通信被首次提出，量子通信應(yīng)用了加密技術(shù)，可以保證傳輸信息的絕對安全，量子通信一提出就受到了人們的廣泛關(guān)注。2004年，經(jīng)過多位空間激光通信科學(xué)家的研究實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了量子通信的遠(yuǎn)距離傳輸，量子通信可以透過地面大氣依舊保持糾纏特性。2006年，量子通信實(shí)現(xiàn)了超遠(yuǎn)距離的空間通信。截止到目前為止，我國科學(xué)家對于量子通信的研究已經(jīng)創(chuàng)造了新的歷史。量子通信具有巨大的發(fā)展?jié)摿Γ臻g激光通信研究人員也正是看重了量子通信的這一巨大發(fā)展?jié)摿Γ芯咳藛T從2002―2007年展開了多項(xiàng)研究，總結(jié)出影響量子通信的多種因素。經(jīng)過幾年的發(fā)展，傳統(tǒng)量子通信的變革研究的技術(shù)逐漸成熟，正在快速向?qū)嵱没?、加密化邁進(jìn)。將衛(wèi)星光通信與量子光通信相結(jié)合，進(jìn)行衛(wèi)星光通信中的量子密鑰分發(fā)是衛(wèi)星光通信保密技術(shù)一個新的發(fā)展方向。
2.3 光子集成化升級
空間激光通信光子技術(shù)包括：一是光纖光學(xué)，二是集成光學(xué)，三是微光子學(xué)。光子技術(shù)具有以下特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)：一是損耗較小，二是協(xié)議透明，三是抗干擾性強(qiáng)，四是不誘導(dǎo)電磁干擾，五是重量小，六是體積小，七是柔韌性好，八是無互相耦合?？臻g激光通信光子技術(shù)特別適合應(yīng)用于航天環(huán)境中；1990年，美國經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明光子技術(shù)確實(shí)可以應(yīng)用于航天器中；2002年，研發(fā)部門加大了研究光子技術(shù)的資金量，研究的內(nèi)容為：一是通信鏈路，二是模數(shù)轉(zhuǎn)換，三是頻率轉(zhuǎn)換，四是本振生成，五是光束形成網(wǎng)絡(luò)，六是傳感，七是成像光纖；2009年，西方國家發(fā)射出的衛(wèi)星上就設(shè)置了光子器件。如今，空間激光通信光子技術(shù)正朝著光子PCB的方向發(fā)展，空間激光通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高。
2.4 天基網(wǎng)絡(luò)的一體化演變
空間激光通信技術(shù)發(fā)展的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全球數(shù)據(jù)覆蓋，與地面形成網(wǎng)絡(luò)鏈路。在空間激光通信技術(shù)的研究初期，研究人員把更多的精力放在空間激光通信鏈路的研究和實(shí)驗(yàn)上。2000年后，研究人員開始加大天基網(wǎng)絡(luò)一體化演變的研究力度。如今，空間激光通信研究人員提出了天基混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并對天基網(wǎng)絡(luò)的性能和所帶來的經(jīng)濟(jì)效益做出了研究分析。但是，我國的天基網(wǎng)絡(luò)一體化演變還處在理論研究階段，還未真正實(shí)踐，還有很多空間激光通信技術(shù)問題亟需解決。
2.5 空間激光通信向深空邁進(jìn)
人們一直想更加深入地了解星空，國外發(fā)達(dá)國家自20世紀(jì)90年代初期便開始了以激光通信作為深空探測通信方式的相關(guān)研究。近幾年人們對天空的探索熱潮一直不退。如今，研究人員把探索星空的希望寄托在空間激光通信技術(shù)上，西方國家也在加大空間激光通信技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星上的研究力度?？臻g激光通信研究人員經(jīng)過多年的努力，收到了不錯的成果。在ESA和NASA（美國國家航空航天局）未來的深空探測計(jì)劃中，激光通信將成為深空探測活動的主要通信方式。
3 結(jié)語
從實(shí)際空間激光通信環(huán)境來看，光強(qiáng)度對通信系統(tǒng)的影響比較大，而且會受到噪音的干擾，直接探測體制無法滿足空間激光通信系統(tǒng)的運(yùn)行需求，敏感度較低。2004年，經(jīng)過多位科學(xué)家的研究實(shí)驗(yàn)，量子遠(yuǎn)距離的傳輸通信實(shí)現(xiàn)了，透過地面大氣量子通信可以依舊保持糾纏特性。如今，光子技術(shù)正朝著光子PCB的方向發(fā)展，空間激光通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高?？臻g激光通信技術(shù)發(fā)展的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)全球數(shù)據(jù)覆蓋，與地面形成網(wǎng)絡(luò)鏈路。但是，我國的天基網(wǎng)絡(luò)一體化演變還處在理論研究階段，還未真正實(shí)踐，還有很多空間激光通信技術(shù)問題亟需解決。截止到目前為止，我國科學(xué)家對于空間激光通信的研究已經(jīng)創(chuàng)造了新的歷史。
摘 要目前自由空間通信技術(shù)在各個領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，其是一種以激光束為傳播信號，大氣為傳播介質(zhì)的新型通信技術(shù)。隨著社會的進(jìn)步以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，空間光通信技術(shù)也取得了突破性的進(jìn)展，成為現(xiàn)代社會信息交流的基礎(chǔ)。本文通過對空間光通信技術(shù)的概述以及在我國的發(fā)展現(xiàn)狀，對空間光通信的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，并對其發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討。
【關(guān)鍵詞】空間光通信技術(shù) 關(guān)鍵技術(shù) 天線技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對空間通信技術(shù)的研究也愈加深入，目前空間技術(shù)中的大功率軌道運(yùn)載技術(shù)以及大容量衛(wèi)星技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，促進(jìn)了空間光通信技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)前人們對網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俾室笥忻黠@提升，因此對空間通信技術(shù)的要求也高，空間光通信技術(shù)能夠適應(yīng)現(xiàn)代社會快速發(fā)展的需求，有效的提高通信數(shù)據(jù)的傳輸率，廣泛的引用在保密通信、局域網(wǎng)互聯(lián)、城域網(wǎng)擴(kuò)展等領(lǐng)域，為現(xiàn)代社會的發(fā)展提供可靠高效的技術(shù)保障。
1 空間光通信技術(shù)概述
傳統(tǒng)的空間通信技術(shù)的載體是微波，但是這種技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)代社會發(fā)展的需求，隨著通信技術(shù)的研究發(fā)展，空間通信技術(shù)逐漸發(fā)展到以激光為載波、大氣為傳輸介質(zhì)的光通信技術(shù)，作為一種新型的寬帶通信技術(shù)，這種技術(shù)一方面繼承了微波通信的優(yōu)勢，另一方面還增加了光纖通信的特點(diǎn)，其基本的原理是激光傳輸技術(shù)和光電轉(zhuǎn)換技術(shù)。該技術(shù)在進(jìn)行兩點(diǎn)傳輸時，發(fā)射端和接收端設(shè)置有高靈敏度的激光的發(fā)生器和接收器，以及配備光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，發(fā)射端將電信號調(diào)制為光信號發(fā)出后，是以直線傳播的方式穿過自由空間到達(dá)接收端，其中光學(xué)望遠(yuǎn)鏡控制激光的發(fā)射方向和接收方向，接收端在接收到光信號后再調(diào)制為電信號，實(shí)現(xiàn)雙工通信?？臻g光通信的優(yōu)勢是通信容量大以及傳輸速度快，且成本低，安裝簡便。
2 我國空間光通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
一直以來，衛(wèi)星技術(shù)是我國進(jìn)行空間探測的重要手段，并提供相應(yīng)的技術(shù)保障，但是以微波為載體的空間技術(shù)已經(jīng)無法滿足快速發(fā)展的社會需求。在發(fā)達(dá)國家空間光通信技術(shù)的研究已經(jīng)取得了極大進(jìn)展，但是在我國空間光通信技術(shù)還處于起步階段，因此只能借鑒國外先進(jìn)的研究結(jié)果。我國的光通信技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)取得了不錯的成就。在“十五”和“十一五”期間，我國首次成功的進(jìn)行了星地激光通信實(shí)驗(yàn)，以海洋二號衛(wèi)星平臺為搭建平臺，這次實(shí)驗(yàn)標(biāo)志著我國的衛(wèi)星光通信技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入空間試驗(yàn)階段。隨著連續(xù)波大功率半導(dǎo)體激光器技術(shù)、空分復(fù)用技術(shù)、智能天線技術(shù)等的發(fā)展，光通信技術(shù)也不斷的拉長傳輸距離，增大傳輸容量，提高了可靠性，拓寬了適用范圍。在“九五”期間我國已經(jīng)開始基于激光大氣通信理論對空間光通信跟蹤技術(shù)進(jìn)行深入研究，并取得了一定成就。
3 空間光通信關(guān)鍵技術(shù)
3.1 原子探針層析技術(shù)
原子探針層析技術(shù)（APT）在空間光通信系統(tǒng)中負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)通信連接的功能，是當(dāng)前空間分辨率較高的分析測試技術(shù)，能夠分辨原子種類，并對其空間位置進(jìn)行直觀的重構(gòu)，比較真實(shí)的顯示出不同元素原子的三維空間分布。APT是應(yīng)用在空間光通信系統(tǒng)的服務(wù)器中，當(dāng)服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)探測到信息時，APT服務(wù)器開始掃描通信鏈路，確認(rèn)信息雙方的位置，確認(rèn)后開始獲取信息，并鎖定通信目標(biāo)，隨后完成光通信連接。
3.2 天線技術(shù)
天線技術(shù)是采用收發(fā)一體的天線實(shí)現(xiàn)空間光通信系統(tǒng)中的雙向互逆功能，提升空間光通信的傳輸性能。該技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要依靠天線陣、波束形成網(wǎng)絡(luò)以及波束形成算法，在發(fā)射器將電信號轉(zhuǎn)化為光信號后傳輸?shù)桨l(fā)射天線后，天線技術(shù)利用波束形成算法計(jì)算發(fā)射功率，并發(fā)射出光束；接收天線對光束進(jìn)行接收，主要是利用信號在不同的傳播方向的差異性，將相同頻率、相同時隙的信號進(jìn)行區(qū)分，有效的降低了光信損失，使空間光通信更加穩(wěn)定可靠。
3.3 捕獲技術(shù)
捕獲技術(shù)是空間光通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，是能夠?qū)崿F(xiàn)通信的先決條件。主要原理是監(jiān)視和跟蹤目標(biāo)特定的光電，來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動捕捉。利用捕獲技術(shù)能夠捕捉空間點(diǎn)的運(yùn)行軌跡和具體位置，為實(shí)現(xiàn)空間光通信墊定基礎(chǔ)。
4 空間光通信技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用
當(dāng)前空間光通信技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了可行性，并在各個領(lǐng)域都有應(yīng)用，一定程度上推動了現(xiàn)代社會的發(fā)展，當(dāng)前面臨的主要問題是如何實(shí)現(xiàn)星際自由空間光通信。在信息高速增長的現(xiàn)代社會環(huán)境下，空間光通信技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)是提升傳輸?shù)目煽啃?、提高傳輸速率以及擴(kuò)展傳輸距離。隨著三網(wǎng)融合，現(xiàn)代通信的發(fā)展方向是數(shù)字化和智能化，因此我國要想在激烈競爭的國際背景下有所突破，就要現(xiàn)空間光通信系統(tǒng)的智能化以及數(shù)字化。主要的研究方向如下：大氣信道的研究，大氣是對信號影響最大的干擾因素，會在接收端產(chǎn)生一定的信噪比，解決大氣信道干擾能夠提升空間光通信技術(shù)的通信速率和拓寬通信距離；傳輸可靠性的研究，主要是研究信號接收和信號源，需要激光器產(chǎn)生的信號具有光束窄、頻率高的特丹，因此對其功率以及穩(wěn)定性要進(jìn)行深入研究；保密性的研究，當(dāng)前自由空間光通信技術(shù)的通信信道是開放的，這樣會造成不法分子在不切斷光束的情況下竊取信息，因此要進(jìn)一步完善空間光通信技術(shù)的保密性和安全性。今后空間光通信技術(shù)將會在寬帶接入市場中成為主流，與微波通信技術(shù)互為補(bǔ)充，微波系統(tǒng)在大區(qū)域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)低速通信，空間光通信技術(shù)在小區(qū)域范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速通信，更加便利的為用戶提供可靠穩(wěn)定的服務(wù)，還能在惡劣環(huán)境下充當(dāng)備份通信服務(wù)。
5 結(jié)束語
綜上所述，空間光通信技術(shù)在現(xiàn)代社會中逐漸發(fā)揮不可替代的作用，其發(fā)射率高、靈敏度高以及安全保密性良好的特點(diǎn)，可以滿足衛(wèi)星通信的需求，并與其他通信技術(shù)互為補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)了光纖的告訴傳輸，并帶動了三網(wǎng)融合的發(fā)展，促進(jìn)電子政務(wù)、電子商務(wù)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等信息化建設(shè)領(lǐng)域?？臻g光通信技術(shù)的發(fā)展空間廣闊，并會為我們生活帶來更多的便捷。
作者單位
1.中移（杭州）信息技術(shù)有限公司 浙江省杭州市 311100
2.浙江樹人大學(xué)（基礎(chǔ)部） 浙江省杭州市 310015
[摘 要]隨著社會時代的發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，作為一種新型技術(shù)，室內(nèi)可見光通信技術(shù)具有無電磁干擾、節(jié)約能源等顯著優(yōu)勢，越來越得到人們的認(rèn)可，成為當(dāng)前社會發(fā)展中被大力推廣的一種技術(shù)。就當(dāng)前的社會大背景來看，人們正一步步提高著對室內(nèi)可見光通信技術(shù)的研究與關(guān)注，此舉有助于可見光通信技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)中充分發(fā)揮其優(yōu)勢作用。本文主要對室內(nèi)可見光通信技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及其工作技術(shù)原理進(jìn)行了簡要分析，并對其目前的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究。
[關(guān)鍵詞]室內(nèi) 可見光 通信技術(shù)
前言
隨著時代的發(fā)展與科技的進(jìn)步，室內(nèi)可見光通信技術(shù)得到快速的發(fā)展與應(yīng)用，逐漸走入千家萬戶，為人民的生產(chǎn)生活帶來便利，此外，隨著其廣泛應(yīng)用，室內(nèi)其他相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用年限也隨之得到一定的延長，由此可見，室內(nèi)可見光通信技術(shù)的應(yīng)用不僅拓寬了我國通信系統(tǒng)的發(fā)展道路，在一定程度上提升了信息的傳輸效率，還在其他方面起到一系列的正面影響，促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展，以下是對室內(nèi)可見光通信技術(shù)的簡要介紹與探索研究，希望未來我國的室內(nèi)可見光通信技術(shù)可以得到更多的發(fā)展與創(chuàng)新，為社會的發(fā)展提供新動力。
1.室內(nèi)可見光通信技術(shù)簡介
室內(nèi)可見光通信技術(shù)是指利用室內(nèi)可見光照明設(shè)備的相關(guān)功能來實(shí)現(xiàn)信息傳遞，此技術(shù)最初起源于日本，于2000年左右由日本的相關(guān)技術(shù)人士提出。隨后，世界各地的相關(guān)專業(yè)人員大膽創(chuàng)新研發(fā)，2008年，經(jīng)過大量的科技實(shí)踐，專業(yè)的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)終于成功問世，但由于各種因素的影響，其技術(shù)并不完善，傳輸范圍仍然受到一定程度的限制。相較于國外，我國的室內(nèi)可見光通信技術(shù)起步相對較晚，在外國已經(jīng)進(jìn)行了大量的實(shí)踐研究后，國內(nèi)的相關(guān)研究人士于2006年終于提出發(fā)展國內(nèi)的室內(nèi)可見光通信技術(shù)系統(tǒng)的研究思想，并在兩年內(nèi)經(jīng)過無數(shù)的理論探索與實(shí)踐，終于完成可見光通信技術(shù)的遠(yuǎn)程傳輸，在真正意義上解決掉可見光通信技術(shù)傳輸距離較短的重大困擾。事實(shí)上，先進(jìn)的室內(nèi)可見光通信技術(shù)的成功研發(fā)，一方面可以使照明設(shè)備在具備自身照明功能的同時，還擁有信息傳遞的功能，不僅在一定程度上改善了信息傳遞的方式方法，也在很大程度上加快了信息傳遞的效率；另一方面也方便了人們的生產(chǎn)生活，在順應(yīng)了時代的發(fā)展的同時，滿足了社會的發(fā)展需求。為當(dāng)代社會的發(fā)展與人民生產(chǎn)生活的進(jìn)步起到一定的推動作用，具有廣闊的應(yīng)用前景。
2.室內(nèi)可見光通信技術(shù)原理
事實(shí)上，室內(nèi)可見光通信的基本原理并不復(fù)雜，其原理是利用燈光的“明”與“暗”分別來對應(yīng)數(shù)字信號“0”與“1”，然后將待發(fā)射的廣播、圖像、影像、音頻等信息進(jìn)行調(diào)制，再加載到LED燈光上，最終通過LED燈光的高頻閃爍原理將接收到的信號再次傳遞，從而完成室內(nèi)可見光的通信過程。眾所周知，白光LED區(qū)別于傳統(tǒng)的光源，其響應(yīng)速度極快，具有低壓供電，利用電場作用發(fā)光，壽命長，輻射性低，穩(wěn)定性高等物理優(yōu)勢，不會對人眼造成消極影響，兼具照明和通信兩種功能，成為實(shí)現(xiàn)室內(nèi)可見光的無線通信功能的媒介。與此同時，在信號的接收端通常存在著光電探測元件，具有將剛剛接收到的可見光的信號進(jìn)行放大和解調(diào)處理的功能，從而將其再次還原為廣播、圖像、影像、音頻等信號，即室內(nèi)可見光通信的基本原理是信號的轉(zhuǎn)換與循環(huán)。
3.室內(nèi)可見光通信技術(shù)分類
3.1 分集接收技術(shù)
室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要很多關(guān)鍵技術(shù)的支持，分集接收技術(shù)就是其中之一，目前來看，傳統(tǒng)的通信方式極易受到外界環(huán)境及其他不良因素的干擾，而分集接收技術(shù)的應(yīng)用可以簡單地解決這個難題，換言之，分集接收技術(shù)的主要作用就是防止室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)在信息傳遞的過程中由于外界干擾而出現(xiàn)信號失真的情況。就現(xiàn)今的科技水平來看，分集接收技術(shù)可以說是室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)得以順利運(yùn)行的最有力保障也是最不可或缺的重要技術(shù)之一。分集接收技術(shù)的工作原理是在室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)中應(yīng)用信號探測器。也就是說，在利用室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)來傳遞信息時，需要相應(yīng)的工作人員對待接收信號進(jìn)行信號檢測，然后在所有的檢測結(jié)果中挑選出信噪比更大的信號，再對此進(jìn)行信號傳遞工作，在這個過程中必不可少要用到的儀器就是上文所提到的探測器。由此可見，分集接收技術(shù)的合理應(yīng)用可以在很大程度上確保信息的真實(shí)性與有效性。
3.2 正交頻分復(fù)用技術(shù)
正交頻分復(fù)用技術(shù)，用英文表示即OFDM ，是除了上文中所論述的分集接收技術(shù)外，用以保證室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行的另一種主要技術(shù)。該技術(shù)于2001年由日本相關(guān)技術(shù)人員首次研發(fā)出來，憑借其強(qiáng)大的功能，隨后得以廣泛應(yīng)用，不同于分集接收技術(shù)可以抵抗外界干擾的功能，正交頻分復(fù)用技術(shù)主要用于提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)男省Ｕ活l分復(fù)用技術(shù)的主要應(yīng)用原理是將數(shù)據(jù)傳輸所利用的通信系統(tǒng)分離，再以一定的規(guī)律分為眾多不同的通信信道，眾多子信道的正交可以在一定程度上提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r效性，從而達(dá)到提高信號傳輸?shù)男实哪康哪繕?biāo)。
3.3 信道編碼技術(shù)
事實(shí)上，室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)與其他普遍存在的通信系統(tǒng)有很多相似之處，例如，它們在信息傳遞的過程中都極易遭到外界環(huán)境及其他因素的影響，并因此出現(xiàn)數(shù)據(jù)亂碼的問題，較為常見的現(xiàn)象是部分通信圖像中出現(xiàn)馬賽克，導(dǎo)致信息傳輸?shù)闹袛?。這時，倘若應(yīng)用信道編碼技術(shù)，就可以在信道系統(tǒng)出現(xiàn)亂碼的問題時，對該問題進(jìn)行有效的解決，從而大大的降低了由于信道誤碼所導(dǎo)致的信息傳輸中斷的現(xiàn)象的發(fā)生，在很大程度上降低了該現(xiàn)象所造成的負(fù)面影響。另一方面，由于信道編碼技術(shù)的應(yīng)用，為室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)提供了很強(qiáng)的抗干擾能力，同時，信息傳遞的安全性與有序性也隨之大幅度提高。此外，在傳統(tǒng)的室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)中，由于距離的限制，信息傳輸時常被迫中斷，長距離的信息傳遞如何進(jìn)行一直是困擾相關(guān)技術(shù)工作人員的一大難題，然而，隨著信道編碼技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，傳統(tǒng)系統(tǒng)中的信息傳輸難題迎刃而解，信道編碼技術(shù)的應(yīng)用延長了信息傳遞的距離，為用戶提供了更方便的信息傳輸方式與功能。
3.4 光碼分多址技術(shù)
光碼分多址技術(shù)，在英文中表示為OCDMA ，與上述三種主要技術(shù)的功能不同，其在室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)中的主要作用是將不同用戶之間的數(shù)據(jù)信息區(qū)別開來，防止混淆與錯誤傳輸。目前，為了便于用戶的信息傳遞，室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)要求用戶使用相同的光源來進(jìn)行信息傳遞，雖然此要求在一定程度上對信息傳遞起到推動作用，但從另一方面來看，此要求也在很大程度上增加了區(qū)別不同用戶信息的難度。這時，光碼分多址技術(shù)的應(yīng)用解決了@個難題，在用戶利用信息進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時，相關(guān)的技術(shù)工作人員可以通過適配器將不同用戶的信息進(jìn)行有效隔離，以此阻斷數(shù)據(jù)信息混淆情況的發(fā)生。此外，光碼分多址技術(shù)的應(yīng)用給不同的用戶分配了各自專屬的地址，將數(shù)據(jù)信息混淆的幾率降到最低，由此將信息傳遞的準(zhǔn)確性大幅度提高，為信息的傳遞提供了良好的環(huán)境。
4.結(jié)語
綜上所述，室內(nèi)可見光通信技術(shù)是一種新型的通信技術(shù)，具有節(jié)約能源等傳統(tǒng)通信技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢，也因此成為最符合當(dāng)前的社會大背景的通信技術(shù)。但是社會還在不斷發(fā)展進(jìn)步，室內(nèi)可見光通信技術(shù)也隨之面臨著更多嶄新的發(fā)展機(jī)遇。目前，可見光通信系統(tǒng)中已經(jīng)應(yīng)用了一些關(guān)鍵技術(shù)，但這些技術(shù)也應(yīng)與時俱進(jìn)，使室內(nèi)可見光通信系統(tǒng)變得更加完善，為用戶提供更加良好的信息傳輸環(huán)境，為信息傳遞的安全性提供更強(qiáng)有力的保障，為社會發(fā)展發(fā)揮更加積極的作用。
【摘要】現(xiàn)階段我國的科學(xué)技術(shù)有了迅速的發(fā)展.一些先進(jìn)的技術(shù)已經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)生活中得到了廣泛應(yīng)用，激光通信技術(shù)正是在發(fā)展中的一項(xiàng)先進(jìn)應(yīng)用技術(shù)，對人們的生產(chǎn)生活有著重要的促進(jìn)作用?；诖耍疚膭t主要就激光通信技術(shù)的發(fā)展前景以及實(shí)際的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析探究，希望借此能對其發(fā)展起到一定促進(jìn)作用。
【關(guān)鍵詞】激光通信技術(shù) 發(fā)展前景 應(yīng)用
當(dāng)前的電信體制的改革過程中，對一些先進(jìn)的技術(shù)有了應(yīng)用，從而將實(shí)際的工作效率得到了有效提升，激光通信技術(shù)在主要就是通過激光在大氣信道當(dāng)中的點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)的傳輸，來實(shí)現(xiàn)信息傳輸功能的。在這一發(fā)展背景下加強(qiáng)激光通信技術(shù)的理論研究就有著實(shí)質(zhì)性意義。
一、激光通信技術(shù)的優(yōu)勢及主要特征分析
1.1 激光通信技術(shù)的優(yōu)勢分析
激光通信技術(shù)在當(dāng)前的廣泛應(yīng)用主要是基于其自身的技術(shù)優(yōu)勢，這些優(yōu)勢主要體現(xiàn)在通信的安全保密，由于激光的直線定向傳播方式，使得其自身發(fā)射的光束比較狹窄有著較好的方向性，所以在實(shí)際的數(shù)據(jù)信息傳遞過程中就有著較強(qiáng)的保密性，除非是在鏈路上被截?cái)啵酥鈹?shù)據(jù)不會被泄露。還有就是這一通信技術(shù)能夠不需授權(quán)執(zhí)照，設(shè)備間無射頻信號干擾，并且在實(shí)施的成本層面較為低廉，從造價上來看是光纖通信工程的1/5左右。不僅如此，最為重要的就是建網(wǎng)的速度相對較快只需要進(jìn)行在通信點(diǎn)上實(shí)施設(shè)備安裝即可，并且在協(xié)議的透明性方面較好設(shè)備的尺寸小。
1.2 激光通信技術(shù)的主要特征分析
激光通信技術(shù)自身有著鮮明的特征，將激光通信和微波通信相比較而言，對無線電頻率資源不會占用，并且有著較好的電磁兼容性，在抗干擾能夠上也比較強(qiáng)。不會對人體造成危害，另外就是在通信的品質(zhì)上較好，傳輸?shù)膸捿^大。激光通信技術(shù)通過小功率紅外激光束或者是脈沖作為信道，然后在空間直接傳送分組數(shù)據(jù)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)語音以及圖像信息雙向傳送，在實(shí)際的選擇性以及靈敏度方面都相對較強(qiáng)。
二、激光通信技術(shù)的發(fā)展前景及應(yīng)用
1、激光通信技術(shù)的發(fā)展前景分析。我國的科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步過程中，激光通信技術(shù)在今后的發(fā)展前景也將會比較廣闊，激光通信技術(shù)在長時間的發(fā)展中取得了較好的成果，其在傳輸?shù)倪h(yuǎn)距離問題上得到了解決，并且節(jié)省了大量的通信成本，實(shí)現(xiàn)了和衛(wèi)星技術(shù)共同發(fā)展的目標(biāo)。但激光通信技術(shù)在發(fā)展中也有著一定的問題，最為重要的就是激光通信技術(shù)的發(fā)射接收的設(shè)備相對比較復(fù)雜，并且需要獨(dú)立的場所放置，在安裝維護(hù)的難度上相對較大。從當(dāng)前的實(shí)際解決的策略來看，主要是將光纖網(wǎng)絡(luò)與之相結(jié)合，并且對通信設(shè)備的安裝維護(hù)不足問題得到了有效彌補(bǔ)。激光通信技術(shù)在今后的發(fā)展中，將在城市網(wǎng)絡(luò)通信方面成為主要的應(yīng)用技術(shù)，在激光通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展優(yōu)化過程中，其技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)將會得到進(jìn)一步的突出。未來的發(fā)展過程中，通信技術(shù)和衛(wèi)星技術(shù)的結(jié)合度將會更加的緊密，由于光纖通信技術(shù)自身的局限性，在城市網(wǎng)絡(luò)通信中的應(yīng)用匯有著諸多的不足，在這一情況下激光通信技術(shù)就會為城市通信提供重要的技術(shù)依據(jù)，從而有效的保證城市網(wǎng)絡(luò)通信傳輸速率以及帶寬的有效增長。
2、激光通信技術(shù)的應(yīng)用。激光通信技術(shù)在實(shí)際生活當(dāng)中也有著比較廣泛的應(yīng)用，其中在企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)互聯(lián)上的應(yīng)用作用就比較突出，企業(yè)的局域網(wǎng)在各網(wǎng)段通常會被大樓建筑或者是道路阻斷，而FS0設(shè)備的安裝就比較適合應(yīng)對這～問題，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)各局域網(wǎng)段的互聯(lián)，并能夠有效的解決大樓間的復(fù)雜地貌所帶來的挖溝布線的難題。另外在臨時的通信以及應(yīng)急搶通的場合也能得到實(shí)際的應(yīng)用，在電視現(xiàn)場直播高質(zhì)量數(shù)字圖像信號過程中，采取的微波信號會受到一些因素的干擾，所以在緊急的情況下能夠通過FSO加以應(yīng)用，從而在抗干擾的能力上能夠得到有效加強(qiáng)，并且還有著較大的帶寬容量。對一些緊急的事故發(fā)生時需要通信，對于光纜的搶通就比較花費(fèi)時間，并且在效率上也得不到有效提升，雖然微波的應(yīng)用能夠比較迅速，但隨著通信業(yè)務(wù)的增加對實(shí)際的需求也得不到有效滿足，所以通過激光通信技術(shù)不僅在效率上能夠得到有效提升，同時在帶寬上也能滿足實(shí)際的需求。將激光通信技術(shù)在高壓電的工作去數(shù)據(jù)采集以及傳輸方面的應(yīng)用也能夠得到效率上的提高，在具體的應(yīng)用過程中，通過將光發(fā)射天線安裝在高壓區(qū)，光接收天線安裝在低壓區(qū)，對其數(shù)據(jù)的采集主要是通過數(shù)據(jù)在光傳播中加以傳輸，然后再經(jīng)過光接收天線對數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，在整個傳輸?shù)倪^程中不會受到干擾，所以這就加強(qiáng)了實(shí)際的工作效率。
三、結(jié)語
總而言之，當(dāng)前的通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中，隨著一些先進(jìn)的技術(shù)不斷的優(yōu)化發(fā)展，兩者的有機(jī)結(jié)合使得在生活中的技術(shù)應(yīng)用也比較廣泛，對生產(chǎn)工作的效率有了大幅增長。無線激光通信技術(shù)對傳統(tǒng)通信技術(shù)的不足有了彌補(bǔ)，在未來的發(fā)展過程中相信能夠進(jìn)一步的得到發(fā)展。
摘要：衛(wèi)星光通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用對于實(shí)現(xiàn)高速大容量遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信傳輸有重要價值，可為多個領(lǐng)域提供優(yōu)質(zhì)通信服務(wù)。本文介紹了衛(wèi)星光通信技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，并對衛(wèi)星光通信技術(shù)的影響因素與應(yīng)用進(jìn)行了探討，希望能為光通信技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用服務(wù)。
關(guān)鍵詞：衛(wèi)星；光通信技術(shù)；發(fā)展；影響因素
衛(wèi)星通信作為應(yīng)用領(lǐng)域較多、范圍較廣的一種方式，本身所承擔(dān)的責(zé)任越來越大，科學(xué)實(shí)驗(yàn)、對地觀測、國土資源管理等諸多工作對于傳輸信息量的要求越來越大，對于傳輸信息的準(zhǔn)確性、可靠性、安全性、實(shí)時性都有了更高的要求，這就促使衛(wèi)星通信技術(shù)不斷進(jìn)步、創(chuàng)新，從而更好的服務(wù)國計(jì)民生。衛(wèi)星光通信技術(shù)作為目前應(yīng)用較廣的一種通信技術(shù)，是當(dāng)前研究熱點(diǎn)之一，研究技術(shù)發(fā)展及其影響因素有助于未來更好的探索發(fā)展前進(jìn)方向。
1.衛(wèi)星光通信技術(shù)發(fā)展
近年來衛(wèi)星光通信技術(shù)最典型的一次發(fā)展應(yīng)用就是天宮一號天空授課，利用光通信技術(shù)、天鏈數(shù)據(jù)“中轉(zhuǎn)站”傳送雙向?qū)崟r授課畫面，實(shí)現(xiàn)天地之間的視頻提問和回答，這無疑對衛(wèi)星光通信技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢的極大認(rèn)可與發(fā)揮，對于該技術(shù)的進(jìn)一步應(yīng)用與創(chuàng)新提供了可靠參考。衛(wèi)星光通信網(wǎng)絡(luò)的建立必須依靠數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星建立星間鏈路，這意味著必須解決解決高速運(yùn)動的衛(wèi)星之間的捕獲與跟蹤，對精度要求極高，光通信所采用的星間鏈路波段主要以光波波段與微波波段，光波段通信的通信調(diào)制帶寬可顯著增大，數(shù)據(jù)率也突破Gb/s甚至更高。
目前衛(wèi)星光通信技術(shù)的發(fā)展瞄準(zhǔn)了導(dǎo)航數(shù)據(jù)、高分辨衛(wèi)星遙感、測繪等大容量數(shù)據(jù)的即時傳輸與處理需求，以提升通信應(yīng)用綜合效益與價值為目標(biāo)，對高速大容量微波、激光數(shù)據(jù)壓縮傳輸與處理核心技術(shù)與高效微波、激光數(shù)據(jù)壓縮與數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備等進(jìn)行深入研究，打造衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸與處理應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈。衛(wèi)星光通信技術(shù)的應(yīng)用開辟了全新的通信頻道，使調(diào)制帶寬顯著增加，將光功率集中在非常窄的光束中，器件的尺寸、重量、功耗明顯降低，各通信鏈路間的電磁干擾小、保密性強(qiáng)且顯著減少了地面基站，具有多重優(yōu)勢。目前衛(wèi)星激光通信包括深空、同步軌道、低軌道、中軌道衛(wèi)星間的光通信，有GEO-GEO、GEO-LEO、LEO-LEO、LEO-地面等多種形式，同時還包括衛(wèi)星與地面站之間的通信。隨著元器件發(fā)展，衛(wèi)星光通信技術(shù)已基本成熟，并逐漸向商業(yè)化方向發(fā)展，美國、歐洲、日本等國家都制定了多項(xiàng)有關(guān)衛(wèi)星激光通信的研究計(jì)劃，對衛(wèi)星激光通信系統(tǒng)所涉及到的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)展開了全面深入的研究，近幾年逐步進(jìn)入實(shí)用化階段，特別是小衛(wèi)星星座之間激光星間鏈路的實(shí)現(xiàn)與成熟，必將進(jìn)一步促進(jìn)其商業(yè)化發(fā)展與應(yīng)用，為未來必將成為未來超大容量衛(wèi)星通信的最主要的途徑。
2.衛(wèi)星光通信技術(shù)的影響因素
衛(wèi)星光通信技術(shù)的應(yīng)用受大氣、溫度、天氣、背景光、飛行平臺的相對運(yùn)動等多種因素干擾。
應(yīng)用微波以及光波進(jìn)行衛(wèi)星通信會受到大氣衰減影響導(dǎo)致光束彎曲、擴(kuò)散，大氣本身對微波與光波的吸收、折射、散射等會導(dǎo)致通信傳輸信號能量減弱，在二氧化碳、水蒸氣、臭氧層等影響下導(dǎo)致通信質(zhì)量與效率受到影響，這對于衛(wèi)星光波通信的干擾極大。為最大限度的削減這一負(fù)面影響，對于光波與微波要盡量選擇最佳工作波長，使其提升在大氣窗口重點(diǎn)的透過率，要著重提升激光器本身的輸出功率與接收機(jī)本身的靈敏度，以確保通信質(zhì)量。大氣中的湍流與折射現(xiàn)象會導(dǎo)致光束擴(kuò)散彎曲引發(fā)波前失真，導(dǎo)致傳輸誤碼率上升，另外大氣中懸浮粒子引起的米氏散射、瑞利散射也會導(dǎo)微波與光波功率下降，在衛(wèi)星光通信中必須通過增加接收面積或者應(yīng)用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)來減少以上現(xiàn)象帶來的干擾。
衛(wèi)星光通信中溫度的變化對于傳輸質(zhì)量也有一定影響，比如系統(tǒng)終端不同平臺位置、不同設(shè)備、不同材料因膨脹系數(shù)有所差異因此易形成溫度梯度干擾傳輸，同時還會影響傳輸、指向精度，加劇設(shè)備損傷、降低設(shè)備使用壽命，因此必須嚴(yán)格控制設(shè)備器材中不同材料的膨脹系數(shù)，并配合有效控溫舉措確保通信傳輸質(zhì)量。天氣對衛(wèi)星光通信傳輸?shù)母蓴_主要以惡劣天氣如冰雪雹霧等為主，其會干擾大氣中光波與微波的傳輸，通過應(yīng)用大氣仿衰減、散射、湍流等舉措即可保障傳輸效果。背景光以太陽光、月光、星光、反射光等為主，其會干擾衛(wèi)星通信鏈路的建立與通信傳輸質(zhì)量，為削弱背景光干擾作用，要考慮通過采取縮小接收面積、應(yīng)用窄帶濾光器等舉措確保通信傳輸。另外，飛行平臺的相對運(yùn)動對于光波、微波遠(yuǎn)距離傳輸通信也有一定負(fù)面影響，會造成指向不確定等問題，可通過實(shí)時監(jiān)測、設(shè)置超前瞄準(zhǔn)參數(shù)或者軌道預(yù)報(bào)來提升指向準(zhǔn)確性。
3.衛(wèi)星光通信技術(shù)的應(yīng)用
衛(wèi)星光通信技術(shù)在我國諸多領(lǐng)域都有所應(yīng)用，為國民生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了支持與保障。光通信技術(shù)中捕獲跟蹤瞄準(zhǔn)技術(shù)的應(yīng)用使得光波的捕獲與接收更加精準(zhǔn)，超高速率調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步增大了通信容量，抗干擾技術(shù)的應(yīng)用提升了接收靈敏度與接收質(zhì)量，衛(wèi)星與地面設(shè)備傳輸技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步削弱了通信傳輸過程中負(fù)面干擾因素帶來的影響，為衛(wèi)星光通信傳輸質(zhì)量提供了切實(shí)保障。
衛(wèi)星光通信技術(shù)目前在我國的應(yīng)用最典型的以海洋二號衛(wèi)星為主，該衛(wèi)星具備全天候、全天時、全球連續(xù)探測風(fēng)浪流潮及溫度等海洋動力環(huán)境信息的能力，為海洋環(huán)境監(jiān)測與資源開發(fā)提供了有效支持，另外還有助于高效監(jiān)測風(fēng)暴潮和巨浪等極端海洋現(xiàn)象，提高海洋災(zāi)害預(yù)警的時效性，提供識別大洋中的鋒面和中尺度渦的重要大洋漁場信息，為大洋漁業(yè)資源開發(fā)提供技術(shù)保障，衛(wèi)星獲取的數(shù)據(jù)能夠有效監(jiān)測全球海平面變化和極地冰蓋變化，為研究全球氣候變化提供科學(xué)依據(jù)，其配合海洋一號衛(wèi)星可為完善我國海洋立體監(jiān)測體系、提升對地觀測衛(wèi)星調(diào)查、監(jiān)測能力提供可靠保障。
4.結(jié)束語
綜上所述，衛(wèi)星光通信技術(shù)的發(fā)展對于現(xiàn)代高速大容量數(shù)據(jù)傳輸有重要價值，可滿足多個領(lǐng)域內(nèi)數(shù)據(jù)通信傳輸要求，對于進(jìn)一步發(fā)展高精尖通信技術(shù)、推動國內(nèi)航天海洋探測發(fā)展有重要價值。
【摘要】 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷的發(fā)展和進(jìn)步，空間激光通信技術(shù)在現(xiàn)代超寬帶衛(wèi)星通信工作中的應(yīng)用也越來越廣泛，開展空間激光通信技術(shù)最新進(jìn)展和趨勢的探究，分析空間激光通信技術(shù)的應(yīng)用以及應(yīng)用的性能，可以促使我國的空間激光通信技術(shù)的應(yīng)用獲得更加良好的發(fā)展空間和更加光明的發(fā)展前景。
【關(guān)鍵詞】 空間激光通信技術(shù) 進(jìn)展與趨勢
引言：隨著社會對于信息技術(shù)的應(yīng)用要求的不斷提升，人們對于具有高頻率以及高效率的信息傳播技術(shù)的應(yīng)用的重視程度，也在不斷的提升。因此探究空間激光通信技術(shù)最新的進(jìn)展和趨勢的重要性不可忽視。由于空間激光技術(shù)所具有的載波頻率，遠(yuǎn)高于微波通信技術(shù)所具有的載波頻率，因此空間激光通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，是應(yīng)時代的需求而生，具有必然性。
一、空間通信激光技術(shù)的最新進(jìn)展探究
通信激光技術(shù)在全世界范圍內(nèi)都被廣泛的應(yīng)用，發(fā)達(dá)國家也將發(fā)展、進(jìn)步以及完善通信技術(shù)作為重要的研究之一。空間通信激光技術(shù)隨著各項(xiàng)研究的全面實(shí)施，也取得了巨大的發(fā)展和進(jìn)步。
1.1空間通信激光技術(shù)的最新進(jìn)展探究中的月球激光通信驗(yàn)證技術(shù)探究
月球激光通信驗(yàn)證技術(shù)是美國主要開展的空間通信激光技術(shù)。月球激光通信驗(yàn)證技術(shù)實(shí)施的主要目的，是建立繞月飛行器同地面之間的雙向的通信渠道，從而可以有效的實(shí)現(xiàn)信息的探測的靈敏度得以有效的提升。同時，由于月球激光通信驗(yàn)證技術(shù)的靈敏度較為理想，月球激光通信驗(yàn)證技術(shù)的技術(shù)服務(wù)終端，終端的體積較小，質(zhì)量也相對偏低，并且月球激光通信驗(yàn)證技術(shù)的應(yīng)用過程中所需要消耗的能源也相對較少，因此空間通信激光技術(shù)的最新進(jìn)展探究中的月球激光通信驗(yàn)證技術(shù)探究，對于促進(jìn)信息技術(shù)的發(fā)展，具有不可忽視的時代意義。
1.2空間通信激光技術(shù)的最新進(jìn)展探究中的歐洲數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)
歐洲數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)是德國主要研究的空間通信激光技術(shù)之一。歐洲數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)實(shí)施的主要目的，是通過衛(wèi)星群體的建造，有效的實(shí)現(xiàn)無人機(jī)與地面站之間的中繼服務(wù)的順利的開展[1]。由于歐洲數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)具有較為完善的激光通信服務(wù)終端，具有十分可觀的碼速率，因此歐洲數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的應(yīng)用可以使得空間通信過程中，信息的捕捉時間被有效的縮短。因此歐洲數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的應(yīng)用的探究十分的具有可行性。
1.3空間通信激光技術(shù)的最新進(jìn)展探究中的星間光通信工程試探技術(shù)
星間光通信工程試探技術(shù)是日本主要研究的空間通信激光技術(shù)之一。星間光通信工程試探技術(shù)的應(yīng)用過程的主要內(nèi)容，時間里“阿蒂米斯”衛(wèi)星與任務(wù)衛(wèi)星之間的雙向空間激光通信渠道。從而實(shí)現(xiàn)雙線鏈路傳輸速率的同時有效提升。星間光通信工程試探技術(shù)的應(yīng)用，促使了地軌衛(wèi)星與機(jī)動光學(xué)地面，建立完善的空間通信激光的平臺的可能性，得以有效的實(shí)現(xiàn)。因此空間通信激光技術(shù)的最新進(jìn)展探究中，星間光通信工程試探技術(shù)的探究和應(yīng)用，對于空間通信激光技術(shù)的應(yīng)用具有十分有效的發(fā)展和完善作用[2]。
二、空間通信激光技術(shù)的進(jìn)展趨勢探究
隨著各個國家的不斷的計(jì)劃和完善，空間通信激光技術(shù)的發(fā)展速度較為客觀，同時很多技術(shù)上存在的障礙也被有效的解決。例如高效準(zhǔn)確的獲取、對準(zhǔn)以及追蹤技術(shù)、大氣湍流效應(yīng)挽救技術(shù)、高功率激光發(fā)射技術(shù)，以及具有較高的靈敏度的激光接受技術(shù)，這些技術(shù)的完善和其全面發(fā)展，都使得空間通信激光技術(shù)具有十分理想的發(fā)展趨勢。
開展空間通信激光技術(shù)的進(jìn)展趨勢探究，可以有效的明確機(jī)制從直接檢測向關(guān)聯(lián)檢測以及綜合檢測的轉(zhuǎn)變，同時空間通信激光的進(jìn)展趨勢還包括：通信波長的波段的不斷過渡、納米技術(shù)在空間通信激光技術(shù)應(yīng)用過程中的有效融合以及經(jīng)典光通信與量子光通信之間的有效結(jié)合[3]。
探究空間通信激光技術(shù)的進(jìn)展趨勢可知，由于空間激光通信的寬帶優(yōu)勢十分明顯，因此成為空間寬帶通訊的最重要的渠道，是空間通信激光技術(shù)進(jìn)展的趨勢。
結(jié)束語：探究空間激光通信技術(shù)最新進(jìn)展與趨勢，首先應(yīng)當(dāng)明確空間激光通信技術(shù)最新進(jìn)展：月球激光通信驗(yàn)證技術(shù)和歐洲數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系統(tǒng)以及星間光通信工程試探技術(shù)，進(jìn)而開展空間通信激光技術(shù)的進(jìn)展趨勢探究。通過探究空間激光通信技術(shù)最新進(jìn)展與趨勢可知，空間激光通信技術(shù)的廣泛應(yīng)用，是應(yīng)時代的需求而生，具有必然性。將發(fā)達(dá)國家的空間激光通信技術(shù)應(yīng)用到我國的空間寬帶通信發(fā)展中，將為我國的空間寬帶通信技術(shù)的發(fā)展帶來巨大的推動力。
摘 要：在現(xiàn)代化社會中，信息量的不斷增加推動了通信技術(shù)的日益發(fā)展，促使通信技術(shù)運(yùn)用的通信頻段不斷升級，最后形成了光波頻段。因此，在航天事業(yè)中應(yīng)用的衛(wèi)星光通信技術(shù)的地位至關(guān)重要。衛(wèi)星光通信技術(shù)是衛(wèi)星通信技術(shù)中的新型技術(shù)類型。本文簡單分析了衛(wèi)星光通信技術(shù)的發(fā)展概況以及具體的應(yīng)用，僅供參考。
關(guān)鍵詞：衛(wèi)星光；通信技術(shù)；發(fā)展與應(yīng)用
隨著我國衛(wèi)星技術(shù)的進(jìn)步和社會對信息的需要，需要使用衛(wèi)星進(jìn)行信息傳播的情況越來越多，為了保障信息的實(shí)時性和快速性，需要衛(wèi)星通信過程中越來越高頻段的使用。同時，現(xiàn)代化的衛(wèi)星星座技術(shù)的提高也需要星間鏈路的建立，利用激光遠(yuǎn)勝于使用微波，但是激光產(chǎn)生的降雨影響比較大。通過選擇適當(dāng)?shù)牟ㄩL和在不同的地點(diǎn)分設(shè)地面站的方式，可以有效地克服激光帶來的不良影響。衛(wèi)星光通信技術(shù)具有廣闊的發(fā)展空間。
一、衛(wèi)星光通信技術(shù)的工作原理
首先，在對地表網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的通信信號進(jìn)行處理后，經(jīng)過編碼和調(diào)控，將通信信號加載后使其進(jìn)入地球上的激發(fā)發(fā)射設(shè)備中，促使激光脈沖的信號發(fā)出，發(fā)射的工作通過光學(xué)衛(wèi)星天線進(jìn)行。在大氣層的通道處理后，借助通信衛(wèi)星來負(fù)責(zé)接收信號、進(jìn)行解調(diào)，在衛(wèi)星上實(shí)現(xiàn)光通信技術(shù)，將信號轉(zhuǎn)輸?shù)降孛娴墓鈱W(xué)衛(wèi)星天線上繼續(xù)工作、進(jìn)行譯碼、解調(diào)的任務(wù)，進(jìn)而達(dá)到兩個衛(wèi)星地球站的全光雙工通信的目的。
二、衛(wèi)星光通信技術(shù)的基本特征
與一般的衛(wèi)星微波相比，衛(wèi)星光通信技術(shù)具有很多特征。包括：
（1）拓展了新型的衛(wèi)星通信渠道，擴(kuò)大了衛(wèi)星通信的容量，使數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣冗_(dá)到100Gb/s，而且運(yùn)用衛(wèi)星光通信技術(shù)具有潛在的優(yōu)點(diǎn)。在現(xiàn)階段，我國的衛(wèi)星中的微波帶寬度是2GHz（ Ku波段和C波段）左右，但是激光的頻帶寬大于105GHz，通信設(shè)施中不會有多余信號的干擾。
（2）減輕了衛(wèi)星通信設(shè)備的重量，特別是對于衛(wèi)星運(yùn)載的設(shè)施來說，重量的減輕能夠降低耗費(fèi)的能源量。有利于延長衛(wèi)星的使用年限，提高星上的處理效率。
（3）增強(qiáng)了衛(wèi)星通信過程的保密工作。使用激光進(jìn)行衛(wèi)星通信能夠起到有效的指向作用，而且發(fā)射過程中的激光束很窄，一般的發(fā)散角都屬于毫弧級別的，因此在通信過程中具有良好的保密性。
（4）衛(wèi)星光通信技術(shù)能夠有效的避開干擾因素，而且要優(yōu)于衛(wèi)星微波通信技術(shù)。
（5）衛(wèi)星光通信也具有明顯的缺點(diǎn)。最重要的是激光星地鏈路受大氣中的降雨、煙塵、霧霆的影響比微波大。
三、衛(wèi)星光通信技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀
現(xiàn)階段，衛(wèi)星光通信技術(shù)已成為衛(wèi)星技術(shù)中的研究熱點(diǎn)之一。對于衛(wèi)星通信網(wǎng)，實(shí)時通信必須建立星間鏈路。建立星間鏈路所采用的波段可有兩種選擇：微波波段和光波波段。目前，衛(wèi)星微波通信使用的頻段在300MHz到300GHz之間，而衛(wèi)星光通信的頻段為300THz。可見，采用光波段進(jìn)行通信時的通信調(diào)制帶寬可以顯著增大，通信的數(shù)據(jù)率可達(dá)數(shù)Gb/s或更高。激光通信終端具有較小的終端體積和重量，極大的降低了發(fā)射成木，同時具有很強(qiáng)的抗干擾能力和保密性，又可減少地而站數(shù)量，因此衛(wèi)星光通信技術(shù)已日益成為各國研究的重點(diǎn)，美國、歐洲、日木等已全而開展了此方面的研究，目前已進(jìn)入空間試驗(yàn)階段。
隨著低軌小衛(wèi)星數(shù)量的顯著增加，需要高數(shù)據(jù)率、低功耗、體積小、價格低的星上通信終端，激光星間鏈路終端正是滿足了這種需求。而商業(yè)需求和空間信息高速公路的發(fā)展，對激光星間鏈路技術(shù)的要求更加迫切，這些商業(yè)需求已經(jīng)成為美國和歐洲等國激光星間鏈路研究的巨大推動力，并正促使其向商業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)化。美國NASA正在尋求激光星間鏈路的潛在應(yīng)用并作了相應(yīng)計(jì)劃，要求工業(yè)界要考慮實(shí)際需要生產(chǎn)，歐洲工業(yè)界也已開始了對可獲利的激光星間鏈路市場的競爭。
日本開展衛(wèi)星光通信的研究盡管較晚，但是進(jìn)展卻很快。日木已于1995年利用裝于ETS-VI衛(wèi)星上的光通信終端成功地與地而站進(jìn)行了光通信實(shí)驗(yàn)，盡管此次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)率僅為1.04 Mb/s，但這是世界上首次成功進(jìn)行的星地光通信試驗(yàn)。日本的宇宙開發(fā)事業(yè)團(tuán)（NASDA）還將與ESA共同進(jìn)行衛(wèi)星光通信的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)將在日本的光學(xué)星間通信試驗(yàn)衛(wèi)星與ESA的ARTEMIS之間進(jìn)行。
然而，我國在衛(wèi)星光通信領(lǐng)域的研究起步較晚展到實(shí)質(zhì)階段.與歐、美、日等國的差距較大。因此，我們必須高度予以重視，提高衛(wèi)星光通信領(lǐng)域研究的投入。借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)，加快研究的進(jìn)程，力爭盡快趕上世界發(fā)達(dá)國家的研究水平。
四、衛(wèi)星光通信技術(shù)的應(yīng)用
1、數(shù)據(jù)中繼
如低軌地球觀測衛(wèi)星landsat，它所取得的龐大數(shù)據(jù)通過同步衛(wèi)星TDRS（踉蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星）傳送到地球站。如果地球站直接接收中、低軌衛(wèi)星所取得的數(shù)據(jù)，就必須在地面均勻地配置多個地球站，因?yàn)橐粋€地球站可以接收的軌道范圍有限。這樣的系統(tǒng)將是非常昂貴的。而且在星上搭載數(shù)據(jù)記錄設(shè)備，當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入地球站視野時傳送所記錄的數(shù)據(jù)。因記錄容量有限。對于要不斷獲取多信道圖象數(shù)據(jù)等龐大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)并不合適。為此，引入通過同步軌道上的中繼衛(wèi)星。將數(shù)據(jù)傳送到地球站的系統(tǒng)。該系統(tǒng)只需三順同步衛(wèi)星，就可覆蓋低、中軌衛(wèi)星的幾乎所有軌道。也有人提出將這種系統(tǒng)用于象閃電衛(wèi)星那樣的橢圓軌道衛(wèi)星與GEO衛(wèi)星間的中繼。
2、編組應(yīng)用和數(shù)據(jù)交換
在世界范圍內(nèi)，InteISAT衛(wèi)星在衛(wèi)星通信過程中的使用已經(jīng)將近30年了?，F(xiàn)階段，在大西洋、太平洋等地區(qū)的上方都分別有4～7顆正在運(yùn)行的衛(wèi)星或者備用的衛(wèi)星，在對應(yīng)的通信軌道上運(yùn)行。這些衛(wèi)星借助微波組成的路線實(shí)現(xiàn)與不同地區(qū)間的地面站的聯(lián)系工作。為了滿足將來通信世界的各類需求，需要在眾多的軌道上，使用編組的方式，將多個相鄰的衛(wèi)星聯(lián)結(jié)在一起。從某種程度上來說，如果不同地區(qū)的地面站打算與同屬一組的某一顆衛(wèi)星組成微波線路，地面站需要與同組內(nèi)的任意一顆衛(wèi)星互換所得的工作數(shù)據(jù)，同時還需要與其他地區(qū)的地面站之間統(tǒng)一進(jìn)行數(shù)據(jù)的儲存和獲取。這樣的做法有利于提升衛(wèi)星微波的頻率，同時還能夠提高衛(wèi)星軌道的使用效率。在衛(wèi)星光通信技術(shù)適用的過程中，光ISL技術(shù)受到干擾的程度最小，在系統(tǒng)的聯(lián)結(jié)工作中具有較大的靈活性。
3、支持衛(wèi)星發(fā)射和深空通信
ISL技術(shù)還可用于衛(wèi)星發(fā)射時對火箭的跟蹤、控制.或支持衛(wèi)星入軌。該技術(shù)已在發(fā)射使用TDRS系統(tǒng)的衛(wèi)星和宇宙飛船時使用。此外，在深空通信中，用光能在比微波寬得多的頻段上建成高效率的通信系統(tǒng)。
五、結(jié)語
在信息資料的傳播工作中運(yùn)用光頻段的手段是現(xiàn)代化衛(wèi)星通信技術(shù)發(fā)展的必經(jīng)之路。在衛(wèi)星技術(shù)工作的過程中，衛(wèi)星光通信技術(shù)的進(jìn)步不但能夠適應(yīng)現(xiàn)代化衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)步的過程，同時其過程的研究也具有非常關(guān)鍵的現(xiàn)實(shí)意義。衛(wèi)星光通信技術(shù)有利于保證我國航天事業(yè)和航天技術(shù)在世界上的排名，能夠增強(qiáng)我國的國防實(shí)力和民族實(shí)力。研究衛(wèi)星光通信技術(shù)的概況與應(yīng)用，有利于衛(wèi)星光通信技術(shù)的進(jìn)一步創(chuàng)新，對我國具有重大的意義。
摘 要：本文主要分析了LED可見光通信的基本原理及關(guān)鍵技術(shù)，然后就LED可見光通信的未來應(yīng)用進(jìn)行展望，以期促進(jìn)LED可見光通信技術(shù)的發(fā)展與完善。
關(guān)鍵詞：室內(nèi)LED；可見光通信；應(yīng)用展望
LED可見光通信系統(tǒng)具有十分廣闊的應(yīng)用前景。但當(dāng)前LED可見光通信技術(shù)還不夠成熟，距離商用還有一定差距，仍需要我們不斷加強(qiáng)研究以進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)的各項(xiàng)性能。
一、室內(nèi)LED可見光通信原理簡介
室內(nèi)LED可見光通信的基本原理是利用燈光的“明”和“暗”來分別表示數(shù)字信號“0”和“1”，然后將廣播、圖像、音頻、影像等待發(fā)射的信息調(diào)制后加載到LED燈光上，通過LED燈光的高頻閃爍將信號傳送出去。由于LED響應(yīng)速度極快，不會對人眼造成影響，因此能夠在正常照明的同時實(shí)現(xiàn)無線通信功能。在信號接收端一般設(shè)置有光電探測元件，可以對接收到的可見光信號進(jìn)行放大和解調(diào)處理，進(jìn)而將其重新還原成廣播、音頻、影像等信號。
二、室內(nèi)LED可見光通信的關(guān)鍵技術(shù)
1.光源布局
一般情況下，光源布局要考慮兩點(diǎn)：一是組成陣列光源的內(nèi)部LED燈的數(shù)量及排列方式；二是整個室內(nèi)LED光源的分布。在室內(nèi)光源設(shè)計(jì)中，為滿足國際照明標(biāo)準(zhǔn)，通常將LED光源設(shè)計(jì)為白光LED陣列形式，構(gòu)成各LED陣列的LED個數(shù)由LED間隔大小決定，而間隔大小需要綜合考慮中心區(qū)域的光強(qiáng)度。在LED排列問題上，則要充分考慮信號接收面的照度要求與光強(qiáng)分布。同時在設(shè)計(jì)LED數(shù)量及排列時，還要考慮碼間串?dāng)_問題。為提高通信質(zhì)量，還應(yīng)結(jié)合房間大小及內(nèi)部設(shè)施陳列，盡量使室內(nèi)同一水平面上的光功率保持一致，防止出現(xiàn)通信死角。此外，考慮到行人、設(shè)施等造成的遮擋，不可避免地會產(chǎn)生一些陰影區(qū)，對此可通過增加光源數(shù)量來減少陰影效應(yīng)，但過多的光路徑又會引發(fā)嚴(yán)重的碼間干擾，因此根據(jù)室內(nèi)實(shí)際情況科學(xué)設(shè)計(jì)LED陣列光源是提高通信效果的關(guān)鍵。
2.驅(qū)動電路優(yōu)化
LED可見光通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有一個非常重要的參數(shù)――調(diào)制帶寬，它直接影響著LED調(diào)制能力的高低，進(jìn)而決定著無線光通信系統(tǒng)的傳輸速率。調(diào)制帶寬通常取決于有源區(qū)載流子復(fù)合壽命與PN結(jié)電容，在LED制造過程中，普遍采取的措施為減少載流子復(fù)合壽命與控制寄生電容，或者使用多芯片型白光LED，除此之外，通過對驅(qū)動電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)也能有效地提升調(diào)制帶寬。在綜合電磁、噪聲、溫漂、光功率補(bǔ)償?shù)雀蓴_因素的基礎(chǔ)上，LED可見光高速調(diào)制驅(qū)動電路可設(shè)計(jì)為以下形式，如圖1所示。
其中，BG代表晶體管，Dz代表穩(wěn)壓二極管，BG1與BG2構(gòu)成發(fā)射極耦合式開關(guān)，BG3和Dz構(gòu)成恒流源電路，能夠穩(wěn)定地為LED支路供應(yīng)驅(qū)動電流。又因?yàn)榇穗娐烦隽司€性范圍工作，就算輸入端過激勵，也不會出現(xiàn)飽和，故開關(guān)速率十分高，理論上這種電路可實(shí)現(xiàn)300Mb/s的信號調(diào)制。
3. OFDM技術(shù)
OFDM即正交頻分復(fù)用，該技術(shù)的主要原理就是把高速串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬Φ退俚亩嗦凡⑿袛?shù)據(jù)，然后分別對不同的載波加以調(diào)制。OFDM技術(shù)擁有極強(qiáng)的抗多徑能力，如今已在高速無線通信中得到了普及應(yīng)用。在LED可見光通信中，由于多路徑會導(dǎo)致碼間干擾，嚴(yán)重影響系統(tǒng)傳輸速率，因此通過引入OFDM技術(shù)來控制碼間干擾是一個十分理想的選擇。
目前，已有研究人員針對OFDM在LED可見光通信中的應(yīng)用提出了一些可行方案，其中比較成熟的一種方案如下：該方案由LED照明陣列、電力線調(diào)制器、OFDM解調(diào)器3部分構(gòu)成，信源電信號在發(fā)射端完成OFDM編碼，并通過一直流偏置實(shí)現(xiàn)對LED光源的調(diào)制。經(jīng)調(diào)制的光信號在接收端完成解調(diào)，并通過提取導(dǎo)頻信號實(shí)現(xiàn)對信道狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測和更新。OFDM應(yīng)用于無線光通信系統(tǒng)時，需要將高速串行數(shù)據(jù)以并行方式調(diào)制到多個正交子載波上，以減少碼速率、消除碼間干擾，同時還要在各OFDM符號間添加保護(hù)間隔，以徹底除去殘余的碼間干擾。
4.信道編碼技術(shù)
趙俊、陳長纓研發(fā)了一種能夠用于LED可見光通信的mBnB分組編碼技術(shù)。該技術(shù)所采用的分組碼在通信領(lǐng)域中已有十分廣泛的應(yīng)用，通俗而言，就是把原始信息碼字以m比特為單位加以分組，并按照特定規(guī)則，以另外每組為n比特的碼字進(jìn)行表示，最后將新得到的分組用NRZ或RZ碼的格式傳輸出去。其中，m>n，且兩者都是正整數(shù)，通常n=m+1。目前比較常見的編碼形式有1B2B、3B4B、6B8B等。這種編碼技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)如下：一是功率譜的形狀相對較好；二是消除了基線漂移現(xiàn)象；三是能夠穩(wěn)定地進(jìn)行誤碼監(jiān)測和字同步。已有研究表明，6B8B編碼的光信號在0.5m～2.5m距離內(nèi)的通信十分穩(wěn)定，不會因LED數(shù)量、串口模塊分頻等因素而受到顯著影響。采用6B8B編碼，能夠在確保信號高速傳輸?shù)幕A(chǔ)上，使通信距離突破2.5m。
5.分集接收技術(shù)
分集接收的基本原理就是在接收機(jī)上設(shè)置多個方向的光電探測元件，并對不同方向上探測到的信號加以對比分析，然后選擇其中信噪比最大的信號來完成通信，該技術(shù)在解決碼間干擾和抗陰影效應(yīng)方面具有良好的表現(xiàn)。在設(shè)計(jì)分集接收電路時，需要按照信號傳輸速率的高低將其分成兩類：在通信速率較低的情況下（一般將100M以下作為低速率），使用低速率分集接收裝置，即直接對多個信號進(jìn)行疊加，從整體上增強(qiáng)信號功率。在傳輸速率較高的情況下，考慮到碼間干擾問題，無法對信號進(jìn)行簡單疊加，需要增加一個專門的控制電路來進(jìn)行信號評估和選擇。通常而言，在高速通信過程中，直射鏈接方向的信噪比最高，因此優(yōu)先將最貼近直射鏈接的方向作為信號接收方向。在采用分集接收技術(shù)的光接收機(jī)上，探測器盡可能均勻地分布在一個半球面上，從而能夠以較少的探測器數(shù)量實(shí)現(xiàn)多個方向上的穩(wěn)定接收效果，除非接收機(jī)被整個遮擋才有可能出現(xiàn)信號中斷。
6.自適應(yīng)傳輸技術(shù)
自適應(yīng)傳輸技術(shù)能夠有效克服LED可見光通信中的信噪比波動問題。在自適應(yīng)收發(fā)器的發(fā)射端，有一個專門的DSP（信號處理器）負(fù)責(zé)機(jī)電定向系統(tǒng)的實(shí)時控制。DSP在通信系統(tǒng)中的普及和應(yīng)用，在一定程度上改善了系統(tǒng)的信噪比，并且靈活性更強(qiáng)。同時，對于白噪聲、多路徑干擾等，也能夠通過相應(yīng)的信號處理手段加以解決。在自適應(yīng)收發(fā)器的接收端，由于使用了單一的光電檢測器，使得光前端設(shè)計(jì)大大簡化，并通過某種定向機(jī)制使光能量作用于單個信道，從而減小了接收端視場，有效避免了環(huán)境噪聲對通信穩(wěn)定性的干擾，增強(qiáng)了系統(tǒng)對多路徑畸變的抵抗能力。
三、LED可見光通信技術(shù)的應(yīng)用展望
LED可見光通信技術(shù)有著十分廣闊的應(yīng)用前景，只要是基于LED的照明和指示裝置均可以通過增加通信功能而獲得一些全新的用途。例如，在博物館中，可以在LED指示燈中加載相關(guān)展品的解說信號，只要游客攜帶了具有可見光通信功能的移動設(shè)備，就能隨時獲取展品的解說信息；在LED大屏幕或廣告牌上加載相應(yīng)的信號后，人們可以直接用手機(jī)等設(shè)備下載屏幕上的內(nèi)容和信息，如廣告信息、交通信息等；在車輛照明領(lǐng)域，可以為汽車前照燈增加信息傳輸功能，將車輛載重、車牌號、車速等信息自動發(fā)送到各類交通監(jiān)測裝置上，輕松完成繳費(fèi)、登記、測速等功能，極大地方便了車輛信息的采集和管理，同時車輛尾燈也可用于向后面的車輛發(fā)送剎車、路況等信息，從而大大提高交通運(yùn)輸?shù)陌踩浴?
結(jié)語
LED可見光通信技術(shù)不占用無線頻譜資源，可以直接對無處不在的照明燈光加以利用，在節(jié)能環(huán)保的同時實(shí)現(xiàn)高速無線通信功能。但目前該技術(shù)仍處于實(shí)驗(yàn)研究階段，雖然研究人員已經(jīng)針對光源布局、驅(qū)動電路優(yōu)化、OFDM、信道編碼等進(jìn)行了大量的研究工作，但依然有一些技術(shù)難關(guān)亟待人們?nèi)スタ?，相信在研究人員的不懈努力之下，LED可見光通信技術(shù)必將在未來社會中大放光彩。
摘 要：隨著社會的發(fā)展，電力通信系統(tǒng)已經(jīng)成為社會主義市場經(jīng)濟(jì)持續(xù)進(jìn)步的關(guān)鍵點(diǎn)所在。但是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步對電力通信系統(tǒng)提出了更高的要求，不光要求成本的降低，還需要性能的提升。將光通信技術(shù)應(yīng)用在電力通信系統(tǒng)中，不僅可以大幅度降低電力通信系統(tǒng)的運(yùn)行成本，還可以提高整個電力通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，文章從電力通信網(wǎng)存在的問題入手，首先分析了光通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，然后研究了光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)，以期為相關(guān)的研究提供可參考的意見。
關(guān)鍵詞：光通信;電力通信;應(yīng)用關(guān)鍵
1 電力通信網(wǎng)存在的問題
電力通信網(wǎng)主要分為電力配電網(wǎng)和電力調(diào)度網(wǎng)兩種，主要是以電壓為依據(jù)對兩者進(jìn)行劃分。在整個電力系統(tǒng)中，電力通信網(wǎng)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
因此，要進(jìn)一步推動電力通信網(wǎng)的發(fā)展，滿足當(dāng)前社會的需求，就必須從當(dāng)前電力通信網(wǎng)存在的問題入手，然后研究改進(jìn)的措施。以當(dāng)前的實(shí)際情況而言，電力通訊網(wǎng)存在的問題主要有以下兩個。
1.1 DWDM設(shè)備組網(wǎng)不能滿足實(shí)際的需求
以目前的實(shí)際情況而言，我國的大多數(shù)省份還在延用較為傳統(tǒng)的MSTP設(shè)備組網(wǎng)，只有很少的一部分在使用DWDM設(shè)備網(wǎng)。但是，隨著我國只能電網(wǎng)的不斷發(fā)展，整個電力通信網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷越來越大，已經(jīng)不能滿足社會的實(shí)際需求。這在一定程度上阻礙了我國電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，迫切的需要系統(tǒng)升級。
1.2 自動化水平較低
在我國電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展中，長期存在著“重發(fā)輕供不管用”的現(xiàn)象。因此，電力通信網(wǎng)絡(luò)的自動化水平很低，電力網(wǎng)架的結(jié)構(gòu)也較為薄弱。
特別是在近幾年中，社會的需求越來越大，當(dāng)前的設(shè)備已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需求。因此，迫切的需要進(jìn)行智能化的建設(shè)，提高供電水平，保證電力通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。
2 光通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用分析
社會的發(fā)展給技術(shù)的進(jìn)步提供了動力，電力通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)也是如此。由于社會的需求，電力通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展速度較快，在短時間內(nèi)就趨于成熟。在電力通信網(wǎng)絡(luò)中，光通信有著重要的作用，將之融入到電力通信系統(tǒng)中已經(jīng)成為必然趨勢。
光通信技術(shù)有三個發(fā)展的過程，也是三次技術(shù)的改革，代表技術(shù)分別是SHD技術(shù)、MSTP技術(shù)和ASON技術(shù)。在我國的目前階段，ASON技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛，也是最大化的縮小了我國和國際之間的電力通信技術(shù)差距。
ASON技術(shù)集合了信號的交換和傳遞，通過信號指令來完成一些列的需求動作，是一種新型的光通信技術(shù)。SHD技術(shù)、MSTP技術(shù)在不同的階段也發(fā)揮了不可替代的作用，但是其電路保護(hù)和傳送電路的技術(shù)還很不成熟，在發(fā)展中逐漸顯露出了自身的弊端。因此，ASON技術(shù)發(fā)展了起來，不僅結(jié)合了前兩者的優(yōu)點(diǎn)，更實(shí)現(xiàn)了電路保護(hù)和維持電力網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，給國家電力通信系統(tǒng)的發(fā)展和完善奠定了基礎(chǔ)。
光通信技術(shù)在一定程度上對科學(xué)技術(shù)的依賴性較強(qiáng)，也需要較好的載體。以目前的情況而言，光通信技術(shù)需要電力光纜作為其載體。而我國的電力光纜數(shù)量以較快的速度增加，實(shí)現(xiàn)了大范圍的覆蓋，給技術(shù)實(shí)現(xiàn)提供了可能。
基于此，作為當(dāng)前光通信技術(shù)的核心，ASON技術(shù)融入到了當(dāng)代電力通信系統(tǒng)中，增強(qiáng)了電力通信網(wǎng)絡(luò)的功能，提升了其運(yùn)行的質(zhì)量，已經(jīng)成為我國電力通信系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展趨勢。
3 光通信技術(shù)在電力通信系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)
光通信技術(shù)應(yīng)用在電力通信系統(tǒng)中，不僅提高了電力網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的安全性，還增加了電力通信網(wǎng)絡(luò)的傳輸功能。因此，在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的社會環(huán)境下，把握好光通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)，將有利于提升光通信技術(shù)與電力通信網(wǎng)絡(luò)的融合，推動電力通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的同時使光通信技術(shù)更加成熟。具體而言，光通信技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
3.1 組網(wǎng)方案的確定
光通信技術(shù)在電力通信網(wǎng)絡(luò)中的組網(wǎng)方案主要有兩種。第一種方案是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為前提，然后再引入光通信技術(shù)，然后把電力通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)其傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化改造。
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是這種方案的關(guān)鍵點(diǎn)，需要把軟件和硬件配合起來，然后引入光通信技術(shù)，完善傳統(tǒng)的電力通信網(wǎng)絡(luò)。這種方案的優(yōu)點(diǎn)就在于不僅實(shí)現(xiàn)了電力通信網(wǎng)絡(luò)和時代的結(jié)合，更加快了電力通信網(wǎng)絡(luò)反應(yīng)的速度。第二種方案是在電力通信網(wǎng)絡(luò)和光通信技術(shù)融合后再加入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，和第一種方案的區(qū)別就在于，這種方案是在確定的傳輸平面下展開的，可塑性較弱。但是這種方案更加穩(wěn)定，傳輸效率也更高，能夠保障電力通信網(wǎng)絡(luò)傳輸安全性。
電力通信網(wǎng)絡(luò)融合光通信技術(shù)后的組網(wǎng)方案各有利弊，因此在選擇的時候一定要考慮到自身的實(shí)際情況。特別是不同的技術(shù)要求和結(jié)構(gòu)框架性能的要求，一定要從整體出發(fā)，挑選組網(wǎng)方案時，綜合利弊，科學(xué)的選擇組網(wǎng)模式。當(dāng)然，電力通信網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案也有很強(qiáng)的靈活性，當(dāng)工作有特殊的需求時，可以自主增加相應(yīng)的模塊，完善電力通信網(wǎng)絡(luò)的性能。電力通信網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案確定后，其性能和框架雖然可以有小的調(diào)整，但是大的結(jié)構(gòu)已經(jīng)確定下來，若是選擇錯誤，將對整個電力通信網(wǎng)絡(luò)造成較大的影響，甚至影響電力通信網(wǎng)絡(luò)的正常使用?；诖耍x擇組網(wǎng)方案的時候，一定要合理，切合實(shí)際的需求。
3.2 設(shè)施設(shè)備的選擇
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給我們的生活帶來了更多的便利，同時也對其運(yùn)行的設(shè)施和設(shè)備提出了更高的要求。電力通信網(wǎng)絡(luò)也是如此，特別是其核心的光通信技術(shù)，對設(shè)備的依賴性很強(qiáng)，這是發(fā)揮其性能和優(yōu)勢的基礎(chǔ)所在。因此，要建立標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化的電力通信網(wǎng)絡(luò)，必須選擇最恰當(dāng)?shù)脑O(shè)施和設(shè)備。在選擇設(shè)備的時候，可以從以下幾點(diǎn)入手考慮。
3.2.1 通用性和安全性的考慮
為了保障電力通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行，在遇到突發(fā)情況的時候也可以正常工作，在設(shè)置網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)槽位數(shù)量的時候，一定要多預(yù)留幾個出來，同時總線路帶涉及的范圍也要更廣，這是從整體出發(fā)，保障設(shè)備的安全性。同時，在設(shè)備的選擇時，一定要考慮到通用性，方便設(shè)備發(fā)生故障后的維修和更換。
3.2.2 卡板的挑選
在挑選卡板的時候，必須嚴(yán)格按照工程的要求進(jìn)行，給卡板留出備份選擇。卡板是線路排布的重要零件，選擇卡板直接涉及到了后續(xù)的傳輸系統(tǒng)。因此，要從工程的整體入手，結(jié)合實(shí)際的情況，針對性的選擇卡板。
3.2.3 設(shè)備的契合性
在選擇設(shè)備的時候一定要符合光通信技術(shù)的要求，從現(xiàn)階段的任務(wù)要求考慮實(shí)際的設(shè)備選擇。若基本性能要求無法滿足光通信的需求，就會造成后續(xù)的設(shè)備無法正常使用，嚴(yán)重影響電力通信網(wǎng)絡(luò)的性能。
3.2.4 線路安排的分散性
電力通信網(wǎng)絡(luò)的多方線路要盡量分散在不同的業(yè)務(wù)卡板內(nèi)，這就可以避免單個卡板的損壞影響到整個電力通信網(wǎng)絡(luò)。可以采用分線的方式，選擇恰當(dāng)?shù)姆志€設(shè)備，使不同的業(yè)務(wù)卡板在電力通信網(wǎng)絡(luò)中承擔(dān)想同的作用。這樣，當(dāng)一個業(yè)務(wù)卡板發(fā)生問題后，不會影響電力通信網(wǎng)絡(luò)的整體，保障電力通信網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。
3.3 業(yè)務(wù)規(guī)劃分析
光通信技術(shù)最大的優(yōu)勢就在于它可以提供不同層次和不同性能的網(wǎng)絡(luò)傳輸服務(wù)，因此電力通信系統(tǒng)在規(guī)劃業(yè)務(wù)的時候就可以從自身的實(shí)際情況入手，挑選利益最大化的方案和措施。
首先要考慮的就是業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)之間的距離最短，這樣就可以最大化的節(jié)約成本，使運(yùn)營的收益最大化。
其次，在距離想同的基礎(chǔ)上，要選擇跳數(shù)最少的網(wǎng)絡(luò)，保證電力通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少維護(hù)的支出。
最后，還要保證網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的均勻，這樣可以給電力通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行增加一層保障。在后期的運(yùn)行中，還要有效的觀察和監(jiān)督電力網(wǎng)絡(luò)通信的觀察，根據(jù)實(shí)際情況管理網(wǎng)絡(luò)中的項(xiàng)目，最大化的發(fā)揮光通信在電力通信網(wǎng)絡(luò)中的優(yōu)勢。
電力通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營也有商業(yè)化的性質(zhì)，需要靠盈利來維持日常的工作，還需要靠業(yè)務(wù)的合理性規(guī)劃來實(shí)現(xiàn)自身的完善和發(fā)展。因此，電力通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)規(guī)劃可以從商業(yè)的角度考慮，然后結(jié)合科學(xué)的分析，找出最優(yōu)的規(guī)劃方案。而具體的方案就是從光通信的特點(diǎn)入手，分別分析其運(yùn)行的特點(diǎn)和運(yùn)行的成本，然后綜合考慮相應(yīng)的取舍，最終實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的合理規(guī)劃。
光通信技術(shù)在當(dāng)代電力通信系統(tǒng)中有著極其重要的作用，雖然在較短的時間內(nèi)取得了很大的發(fā)展，但是也有自身的問題存在。在實(shí)際的應(yīng)用中，一定要結(jié)合自身的實(shí)際情況，在實(shí)踐中不斷檢驗(yàn)和完善，讓其發(fā)揮應(yīng)有的作用，推動國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
4 結(jié) 語
光通信技術(shù)在電力通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用較為廣泛，很好的解決了傳統(tǒng)技術(shù)的弊端，讓電力通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展更加迅速。本文分析了電力通信網(wǎng)絡(luò)的問題，也針對當(dāng)前光通信技術(shù)在電力通信網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用分析了關(guān)鍵點(diǎn)，希望可以給電力通信網(wǎng)絡(luò)與光通信技術(shù)的更好融合提供一定的參考意見。
近日，國內(nèi)可見光通信技術(shù)取得重要突破，該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化可能和商業(yè)前景得到了廣泛的關(guān)注。
可見光通信技術(shù)是一種新型的無線通信技術(shù)。它將通信和照明合為一體，具有節(jié)省能源的特性。與此同時，高速數(shù)據(jù)傳輸能力和不占用通信頻譜資源也是可見光通信技術(shù)引起廣泛關(guān)注的重要因素。然而，該技術(shù)也有其局限性和適用場景：例如傳送光線不能夠被阻擋，基本不具備通信穿透能力；波長太短導(dǎo)致受散射、反射、多徑的影響很大；適用業(yè)務(wù)場景暫時不夠清晰等。
德國物理學(xué)家Herald Haas正計(jì)劃利用該技術(shù)拓展未來可以與目前傳統(tǒng)WiFi技術(shù)形成互補(bǔ)的Li-Fi技術(shù)。這一預(yù)期中的技術(shù)能帶來很高的數(shù)據(jù)傳輸速度。而且，Haas在技術(shù)設(shè)計(jì)中，希望能夠充分利用目前的可見光設(shè)備，在不需要頻譜監(jiān)管的情況之下開展高速通信。通過這兩種相互補(bǔ)充的技術(shù)，目前WiFi技術(shù)所出現(xiàn)的帶寬不足、接入不穩(wěn)定等問題有望得到解決，尤其是在一些點(diǎn)對點(diǎn)需要高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊熄D例如醫(yī)院內(nèi)的海量檢測數(shù)據(jù)的高速傳送場景。
可以預(yù)想的是，短期之內(nèi)，可見光通信技術(shù)還將會在一些特種行業(yè)或是具有特殊非移動環(huán)境下高速數(shù)據(jù)傳送的應(yīng)用中使用，而不會成為WiFi或是蜂窩移動通信技術(shù)的競爭者。技術(shù)的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域應(yīng)該是作為主要通信技術(shù)的補(bǔ)充性技術(shù)，在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域會帶來非常豐富的想象空間。
在普通民用場景方面，該技術(shù)存在以下缺陷。例如難以具備移動性、需要點(diǎn)對點(diǎn)在通信過程中連接、穿透能力弱等。因此該技術(shù)在普通民用場景目前難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。
可見光通信技術(shù)如果能夠成功地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，那么能源將被可見光替換，能源和信息的分布式網(wǎng)絡(luò)將能夠共享實(shí)現(xiàn)。或許到了那一刻，我們才能夠真正體會到該技術(shù)對社會變化的真正推動。
【摘要】 LED可見光通信技術(shù)利用LED照明設(shè)備進(jìn)行高速通信、數(shù)據(jù)傳輸，具有廣闊的應(yīng)用前景。本文對LED可見光通信技術(shù)在專利申請中的主要技術(shù)分支演進(jìn)行介紹。
【關(guān)鍵字】 LED 可見光通信 專利 演進(jìn)
一、引言
可見光通信作為一種新興的無線通信技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1、可見光通信技術(shù)利用LED燈可以高速調(diào)制的特性，既實(shí)現(xiàn)了照明，又實(shí)現(xiàn)了上網(wǎng)通信；
2、可見光通信技術(shù)無電磁污染；
3、可見光通信技術(shù)具有高速通信的能力。
因此，可見光通信正受到越來越多的矚目。
二、LED可見光通信技術(shù)在專利中的演進(jìn)過程
筆者使用如下關(guān)鍵詞在專利庫中進(jìn)行檢索：可見光通信（Visible Light Communication，VLC）； 發(fā)光二級管（lightemitting diode，LED）。檢索截止時間為2014年5月29日，獲得287篇發(fā)明專利文獻(xiàn)?；诳梢姽饨邮斩搜b置、發(fā)送端光源、通信中調(diào)制方式三個方面對主要技術(shù)分支演進(jìn)進(jìn)行介紹：
2.1 可見光通信在接收裝置中演進(jìn)
申請日為2003年，申請?zhí)枮镴P2003183092的專利公開了一種通過接收LED光來接收通信信息的可見光信息接收方式；申請日為2004年，申請?zhí)枮镵R20040056593的專利公開了一種使用攝像機(jī)接收通信信息的可見光信息接收方式；申請日為2005年，申請?zhí)枮镴P2005088869公開了一種使用照相機(jī)接收通信信息的可見光信息接收方式；申請日為2007年，申請?zhí)枮镴P2007063809公開了一種通過太陽能電池面板的輸出變化來檢測接收的照明光，并對接收到的照明光進(jìn)行解調(diào)、顯示的可見光信息接收方式。
2.2 可見光通信在發(fā)射端光源中演進(jìn)
申請日為2005年， 申請?zhí)枮镴P2005088869、JP2005265694的專利公開了一種使用多色光源發(fā)送通信信息的可見光信息發(fā)送方式；申請日為2008年，申請?zhí)枮镴P2008196165的專利公開了一種使用單一光源，在回射光中疊加數(shù)據(jù)的可見光信息發(fā)送方式；申請日為2010年，申請?zhí)枮镋P10720372的專利公開了一種使用單一光源，借助于脈寬調(diào)制光源（LED）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目梢姽庑畔l(fā)送方式；申請日為2011年，申請?zhí)枮镃N201110190263的專利公開了一種使用白光LED驅(qū)動電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)目梢姽庑畔l(fā)送方式；申請日為2012年，申請?zhí)枮镃N201210060963的專利公開了一種使用有機(jī)電激發(fā)光二級管OLED數(shù)據(jù)傳輸?shù)目梢姽庑畔l(fā)送方式。
2.3 可見光通信在通信調(diào)制方式中演進(jìn)
申請日為2008年， 申請?zhí)枮镴P2008298941、JP2008298942的專利公開了一種使用OFDM進(jìn)行可見光信息調(diào)制的方式；申請日為2011年，申請?zhí)枮镃N20118000246的專利公開了使一種用OFDMA調(diào)制發(fā)送，SC-FDMA接收的可見光信息調(diào)制方式；申請日為2011年，申請?zhí)枮镃N201110190263的專利公開了一種使用CJ-OFDM調(diào)制的可見光信息調(diào)制方式；申請日為2013年，申請?zhí)枮镃N201310167388、CN201310343233的專利分別公開了一種使用碼分多址擴(kuò)頻的可見光信息調(diào)制方式以及一種使用OFDM調(diào)制，分頻接收的可見光信息調(diào)制方式。
三、審查實(shí)踐應(yīng)用示例
通過對LED可見光通信專利技術(shù)演進(jìn)的梳理，可以幫助審查員在審查時快速理解所審案件涉及的技術(shù)手段處于該領(lǐng)域發(fā)展所處的階段，并迅速找到對比文件。
申請?zhí)枺?01210060944；
發(fā)明名稱：基于LED可見光通信的智能照明系統(tǒng)；
申請人：郭豐亮
本案權(quán)利要求如下：
1.一種基于LED可見光通信的智能照明系統(tǒng)，其特征在于，包括：傳感器模塊、LED可見光通信模塊、調(diào)整模塊，所述傳感器模塊將感應(yīng)到的信息送入LED可見光通信模塊，所述調(diào)整模塊根據(jù)傳感器模塊檢測到的信息對LED燈進(jìn)行調(diào)整，所述傳感器模塊通過所述LED可見光通信模塊與所述調(diào)整模塊連接。
首先判斷本申請屬于LED可將光通信領(lǐng)域的申請，技術(shù)效果是利用LED可見光通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)照明系統(tǒng)在自控制時的數(shù)據(jù)傳輸。然后通過對LED可將光通信專利技術(shù)發(fā)展路線的梳理，可以很快定位到技術(shù)發(fā)展路線中的照明系統(tǒng)自控制分支，并且現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)有大量采用LED可見光通信技術(shù)來解決照明系統(tǒng)中的信號傳輸問題，如2011年8月公開的CN102164436A專利申請，其發(fā)明名稱即為基于可見光通信接收機(jī)的自適應(yīng)照明系統(tǒng)，顯然該申請的技術(shù)方案也是通過可見光通信技術(shù)來解決照明系統(tǒng)中的信號傳輸問題，因此將其作為對比文件用來評述三性，從而可以提高檢索效率。
美國普渡大學(xué)研究人員開發(fā)出一種新的“等離子氧化材料”，有望帶來超快全光通信技術(shù)，至少比傳統(tǒng)技術(shù)要快10倍。相關(guān)在美國光學(xué)協(xié)會的《光學(xué)》雜志上。
光通信是用激光脈沖沿光纖來傳輸信息，用于電話服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)和有線電視；而全光技術(shù)無論是數(shù)據(jù)流還是控制信號都是光脈沖，不用任何電信號來控制系統(tǒng)。論文第一作者、博士生納薩尼爾?金賽說，對數(shù)據(jù)傳輸來說，能調(diào)制反射光的量是必要條件，“我們能設(shè)計(jì)一種薄膜使反射光增加或減少，利用光反射的增減來編碼數(shù)據(jù)，反射的變化會導(dǎo)致傳輸?shù)淖兓?。?
研究人員證明了鋁摻雜氧化鋅（AZO）制造出的光學(xué)薄膜材料是可調(diào)制的。他們用鋁摻雜氧化鋅，在氧化鋅中浸滿了鋁原子以改變材料的光學(xué)性質(zhì)，使它在特定波長下變得像一種金屬，而在其他波長下像高電阻介質(zhì)。AZO薄膜的折射率接近于零，它能利用電子云狀的表面等離激元來控制光。脈沖激光會改變AZO的折射率，從而調(diào)制反射光的量。這種材料能在近紅外光譜范圍工作，可用在光通訊中，并與互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS）兼容。
研究人員的設(shè)想是利用這種材料來創(chuàng)造一種“全光等離子調(diào)制器”，或叫光學(xué)晶體管。在電子設(shè)備中，硅基晶體管負(fù)責(zé)開關(guān)電源、放大信號。光學(xué)晶體管是用光而不是電來執(zhí)行類似任務(wù)，會使系統(tǒng)運(yùn)行大大加速。用脈沖激光照射這種材料，材料中的電子會從一個能級（價帶）移動到更高能級（導(dǎo)帶），留下空穴，并最終與這些空穴再次結(jié)合。晶體管開關(guān)的速度受限于完成這一周期的時間。在他們的AZO薄膜中，這一周期約為350飛秒，比晶體硅要快約5000倍。把這種速度提升轉(zhuǎn)化到設(shè)備中，至少比傳統(tǒng)硅基電子設(shè)備要快10倍。