光纖通信課程設計報告-wenkub

　

【正文】 歐洲空間局（ESA）在空間光通信方面不僅研究早，而且制定了一系列的研究計劃，從上世紀70年代起，就已經對空間激光通信的相關技術進行了有步驟、周密細致的研究，如進行基礎技術研究的ARP計劃，星間激光通信系統及技術研究的ASTP計劃等。其應用范圍已從軍用和航天逐漸邁入民用領域，其技術本身也在不斷的完善中。與激波通信相比，自由空間光通信使用的激光頻率高，方向性強，可用的頻譜寬，無需申請頻率使用許可；與光纖通信相比，自由空間光通信造價低，施工簡便、迅速。西安科技大學《光纖通信》課程設計報告自由空間光通信技術的應用研究專 業： 通信技術 班 級： 0901班 姓 名： 吳松 學 號： 0907040108 成 績： 姓 名： 巨亞萍 學 號： 0907040121 成 績： 姓 名： 馬柱 學 號： 0907040132 成 績： 姓 名： 王芳 學 號： 0907040143 成 績： 姓 名： 顏龍龍 學 號： 0907040150 成 績： 設計時間： — 審閱教師： 西安科技大學通信通信學院目 錄1．了解歐美發達國家在自由空間光通信方面的研究現狀……頁碼2．了解自由空間光通信的基本原理……………………………頁碼3. 分析自由空間光通信系統中關鍵技術…………………………4. 對自由空間光通信技術的應用前景進行分析………………一．了解歐美發達國家在自由空間光通信方面的研究現狀20世紀60年代，科技界曾掀起了研究自由空間光通信的熱潮，但由于受到天氣的嚴重影響，到了20世紀70年代，在光纖通信迅速發展的同時也陷入了低谷。它結合了光纖通信和激波通信的優勢，已成為一種新興的無線寬帶接入方式，收到了人們的廣泛關注。 美國是世界上開展空間光通信最早的國家，也是技術走在最前沿的國家之一，它最主要的研究部門有美國宇航局（NASA）和美國空軍（AirForce）等。從1989年開始實施半導體激光通信鏈路實驗SILEX(Semiconductor Lsater Intersatellite Link Experiment)計劃中還包括與日本合作進行空間激光通信實驗，日本用OICETS衛星上的激光通信終端LUCE與SILEX終端進行通信實驗，該計劃將使歐洲空間局在民用衛星激光通信方面處于領先地位。自由空間激光通信結合了光纖通信與微波通信的優點，既具有大通信容量、高速傳輸的優點，又不需要鋪設光纖，因此各技術強國在空間激光通信領域投入大量人力物力，并取得了很大進展。受調制的信號通過功率驅動電路使激光器發光，從而使載有語音信號的激光通過光學天線發射出去。 　　接口電路將計算機與調制解調器連接起來，使兩者能同步、協調工作；調制器把二進制脈沖變換成或調制成適宜在信道上傳輸的波形，其目的是在不改變傳輸結果的條件下，盡量減少激光器的發射總功率；解調是調制的逆過程，把接收到的已調制信號進行反變換，恢復出原數字信號將其送到接口電路；同步系統是數字通信系統中的重要組成部分之一，其作用是使通信系統的收、發端有統一的時間標準，步調一致。在fso這個領域里，國外幾個大的fso廠家，包括lightpointe公司，airfiber 公司，canon 公司，terabeam 公司。terabeam，lucent宣布組建 terabeam internet systems，產品是基于ip 的無光纖點到多點網絡，發送和接收機，固定在辦公室窗戶上小衛星碟。terabeam擁有70%的股份,可以使用技術和銷售客戶。lightpointe的自由空間光傳輸（fso）產品在第一層（物理層）工作，可適應任何協議（sonet、sonet/sdh、atm、fddi、以太網、快速以太網）。　　產品lightstation 的特點有以下一些：　　a. 數據率從1 gb/s ；　　b. 分布snmp監視采用光接口　　c. 信號高度安全　　d. 協議透明（ip, ethernet, atm, sonet, fddi）；容易集成到現存的網絡　　e. 內置望遠鏡和信號強度表　　f. 微調控制；內部裝有加熱器，具有鏡頭防霜功能　　g. 采用自動微波備份交換技術，%，采用lightpointe patent pending force? 技術（freespace optical radio munication equipment）可補償純光通信帶來的限制。產品特點有：　　a. 運行中心由交換，路由，服務平臺，nmcs，網關到載體isrs　　b. 主干傳輸由光纖環，adms, 光纖/銅線分布，微波鏈路等　　c. 從核心網到初級用戶網包括airfiber 節點，樓房pop，初級ntu或服務平臺　　d. 基礎服務提供用戶lan, pbx,布線，終端設備，電話，計算機（4）canon是世界著名生產光學儀器的公司，利用在光學系統方面的優勢，也踏足自由空間光通信系統的領域。canobeam iii：數據率達到622mb/s，有不同的網絡接口，如atm, fddi, fast ethernet，并可選擇snmp 的tcp/ip。該公司還計劃4年內在全美建設100個FSO城市網絡。通常，我們需要提供點到點的，雙向的通信系統，這樣，FSO系統的每個終端都包括了激光器，探測器，光學系統，電子元器件和其中有源器件所需要的電源。 　　（3）FSO終端設備一般安裝于樓頂，如果終端中含有大量的有源設備，會給我們的安裝帶來了很多不方便。這樣我們通過在發射和接收端都采用光纖連接的方式，只需要在樓頂放置光學天線系統，而將其他的控制系統通過光纖放置于室內就可以實現點到點的連接，整個系統結構簡單，易于安裝。④基于光纖耦合的空間光通信系統能夠很好的與現有的光纖通信網絡結合，利用現有的比較成熟的光纖通信系統中的器件如發射接收模塊，EDFA和WDM中所用到的復用器和解復用器。總之，空間光通信是包含多項工程的交叉科學研究課題，它的發展與高質量大功率半導體激光器、精密光學元件、高質量光濾波器件、高靈敏度光學探測器及快速、精密光、機、電綜合技術的研究和發展密切不可分，光電器件、激光技術和電子學技術的發展，為空間光通信奠定了物質基礎。各種系統的無縫連接能使用戶得到更方便的服務。 　　研究重點 　　光源 　　光源的波長應選擇在透過率良好的“大氣窗口”。多模二極管激光器光譜較寬，大氣色散等因素會引起一定的脈沖擴展，從而限制通信速率，因此需要做進一步的分析。1）可以作為光纖通信和微波通信冗余鏈路的備份；2）可以應用于移動通信基站間的互連，無線基站數據回傳；3）應用于城域網的建設以及最后一公里接入；4）在技術上或經濟上不宜敷設光纜的地區，在不宜采用或限制使用無線電通信的地方；5）在軍事設施或其他要害部門需要嚴格保密的場合6）在企業內部網互連和數據傳輸。在點對點傳輸的情況下，每一端都設有光發射機和光接收機，可以實現全雙工的通信。光的無線系統通常使用850nm或1550nm的工作波長。它的容量與光纖相近，但價格卻低得多。在考慮到當地氣象的條件以后，%的可用性。2）可組成點對點、星形、和網格形結構的網絡。目前，在1km以下才能獲得最佳的效果和質量，最遠只能達到4Km。據測試，FSO受天氣影響的衰減經驗值分別為：晴天，515db/km、雨，2050db/km、雪，50150db/km、霧，50300db/km。所以產品要符合眼睛安全標準。它的工作原理