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自由空间激光通信技术发展现状与未来趋势

本文摘要:自由空间光通信(FSO)是一种双向通信技术,通过大气信道中的激光从点到点、点到多点或多点到多点建立语音、数据和图像信息。

自由空间光通信(FSO)是一种双向通信技术,通过大气信道中的激光从点到点、点到多点或多点到多点建立语音、数据和图像信息。摘要:阐述了自由空间光学柱化的国内外研究现状,分析了其应用现状和未来发展趋势。

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1自由空间光通信的研究现状1.1基于光电探测器必要耦合的FSO系统早在30多年前,自由空间光通信就引起了研究热潮,但当时的器件技术、系统技术以及大气信道光传输特性的不稳定性等诸多客观因素阻碍了其进一步发展。同时,随着光纤制造技术、半导体器件技术和光通信系统技术的不断完善和成熟,光纤通信在20世纪80年代引发热潮,自由空间光通信一度陷入低谷。然而,随着骨干网的基本建成和最后一公里问题的频繁出现,以及近年来大功率半导体激光技术、自适应变焦技术、光学天线设计和安装校准技术的发展和成熟,自由空间光通信的研究再次受到高度重视。

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在国外,FSO系统主要在经济和技术繁荣的国家生产和使用,如美国和英国。到目前为止,FSO已经被许多电信运营商应用到商业服务网络中,例如太阳光和Airfiber。在悉尼奥运会上,Terabeam公司成功地使用FSO设备进行图像传输,并成功地使用FSO设备建立了数据连接,从西雅图四季酒店的客户那里获得了10兆字节/秒的数据。

该公司还计划在四年内在美国建立100个FSO城市网络。在美国波士顿,Airfiber公司通过光节点将FSO通信网与SONET连接起来,并完成了该地区整个光网络的建设。目前,商用FSO系统(见图1)一般使用光源的必要输入和光电探测器的必要耦合。该系统存在以下缺点:(1)半导体激光器出射光束在水平方向和横向上的会聚角不同,出射光斑较厚,因此必须先将出射光束整形为圆形高斯光束,然后进行扩束,再进行提离,这样提离端的光学系统更简单,体积也不会适当减小。


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