空间光通信国内外研究开展状况（转贴）！

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目前，无线光通信已成为发达国家宽带通信的关键技术，美国在政府花巨资开展该领域应用基础研究之后，AT&T、Cisco 和 Nortel 已投入数十亿美金研发该类技术和产品。 AT&T 已成立庞大的光无线通信服务企业，在全球推广该类产品。在北美和欧洲，光无线通信被公认为未来最有前途的通信技术之一。

    1.从卫星光通信的副产品发展成独立的热门产业

    卫星光通信是目前通信领域的研究热点，前些年由各国军方控制该项技术，近年来已形成为商业企业的投资热点，如Teledesic子系统集资90亿美金，以光和微波混合通信方式覆盖全球。国际上几家搞卫星光通信多年的大企业或实验室都有自己的卫星光通信的地面演示系统，而且最近一两年从卫星光通信中分出一部精力专门搞地面无线光通信，它既是卫星光通信的基础，但专门用于地面时，又有其不同之处，由于广阔的经济效益，目前已从卫星光通信的副产品发展成一个独立的热门产业。

    SPIE协会的FSLCT文集中已开始有大量的文章讨论无线光通信，并且从1998年开始，SPIE专门组织了一个无线光通信（Optical Wireless Communication）会议，每年在美国召开一次，并出版会议文集。无线光通信逐渐在全球通信行业中热起来，例如， 美国军方支撑的喷气动力实验室（ JPL ）在 1999 年做了一项相距 45 公里水平面光链路实验，其用了 4 个 780nm 信标光建立链路， 840nm 激光通信，在 2000 米高度，空气质量为 4 级的情况通信；美国圣地亚哥大学、马里兰大学以及 Texas 大学，美国的 Eagle Optoelectronics 企业， fSONA 通信企业， KVA 技术企业， Laser Diode Systems Corp ， lasinc 企业以及以色列的 JOLT 企业也在做这方面的研究和开发，具有相当规模的数 AstroTerra 企业（简称 AT 企业）和 Lucent 企业（朗讯企业）。

    美国军方支撑的 AT企业以前一直从事卫星光通信，现在投入很大一部分精力从事地面光通信，并且推出了自己的产品Terralink，它能提供通信距离为8公里、双工、协议透明、码率达230Mbps的通信 能力，以及 622Mbps ， 3.5 公里的通信能力，所用接收和发射天线面积为 50cm 2 ，接收灵敏度高达 -46dBm ，发射功率为 20 毫瓦，另外还采用了自动跟踪技术以补偿建筑物的摇摆。

    特别要说明的是另一家光通信的巨头 Lucent （朗讯）企业在 1999 年做了相距 2.4 公里码率为 2.5Gbps, 波长为 1550nm 的无线光通信实验， 2000 年做了 40Gbps 密集波分复用 4.4 公里无线光通信实验。它采用接收、发射共一个 Schmidt-Cassegrain 望远镜的光学装置。发射端由三个 1550nm 的 DFB 信号激光和一个 785nm 的信标激光，信号激光通过掺铒光纤放大，输出功率高达 +27dBm ，接收端通过接收望远镜将光功率耦合到光纤中再接入 APD@2.5Gbps 。

    在 2001 年发表的文章中，朗讯企业做了目前通信容量最大的通信系统，采用光线放大器，可以在 200m 的通信距离，实现 20Gbps 至 160Gbps 码率的数据通信，其采用的发散角为 0.5mrad ，接收孔径为 20cm 。

    2002年9月，LightPointe成为首家在650码范围内传输稳定性达到五个9（99.999％）的FSO企业。该企业在各个接收器间使用多光束，令网络中断时间从原来的每年6小时减少为每年只有30分钟。911世贸灾难发生后，奎斯特通讯是首家接受FSO技术的营运商，宣布将会把LightPointe的屋顶FSO接收装置用于其全球网络。日本也有Cannon、Hamamatus等企业推出了FSO商业产品。目前国外大企业正积极进入中国市场。如美国Terabeam企业的FSO设备已入选重庆联通运营，该企业已签约长城宽带，为中国 15个城市建设FSO网络。 2003年9月9日，美国的LightPointe（http://www.lightpointe.com/）企业宣布同中国HUAWEI企业达成战略合作。根据协议，Lightpoint将为HUAWEI提供HUAWEI品牌的无线光通信产品。数百套设备已经被安装在中国各大运营商的网络中。

    Lightpointe表示HUAWEI今天所做的恰如丰田，本田以往在汽车工业的座位。Lightpointe非常愿意和HUAWEI这样的企业合作。HUAWEI企业的张平安表示同Lightpointe的合作将为他们的用户提供了一种新的技术选择。目前国外主要FSO品牌大部分都已在国内市场有售。

    2.全天候无线光通信

    大气衰减和闪烁是影响无线光通信最大的因素，特别是雨、雾、雪等恶劣天气的影响更大，国外针对大气传输特性已作了许多研究，已取得重大进展，所推出的产品声称具有全天候通信能力。例如Terralink8-155产品在晴朗天气下，能见度为20 公里时，有效通信距离为 8 公里，即使在浓雾情况下，能见度为 50 米，有效通信距离也能达到 140 米。在雾、雪、雨中，三者对大气衰减和闪烁的影响依次递减，中雪或者中雨的天气，有效通信距离可达 3.5 公里。在 5 公里以下，有效通信距离超过能见度，也就是说，只要能看见对方，即可通信。可见恶劣的天气并不像人们想象的那样对无线光通信造成很大的影响，会导致通信的失败，只是会影响有效的通信距离，并不是不能通信。

    3.国外无线光通信应用实例

    ①.FDDI-300米- 在法国合作部的楼宇之间实现办公自动化。

    ②.ISP-1公里- 在直不罗陀与西班牙边境使用，把国际长途电话变为市内电话。

    ③.TokenRing-450米- 在以色列银行中的数条通讯线路。

    ④挪威保险企业楼宇之间的以太网数据联网。

    ⑤100MBFastEthernet- 西班牙楼宇之间的数据联网。

    ⑥日本东京一家商业实业房地产企业通过无线光接入网使50栋楼接入以太网。

    ⑦在2000年的悉尼奥林匹克运动会上，应用 Terrestrial 1550nm WDM 空间光通信系统进行了 8 个通道 0.89km 的实时图像传输，每一通道的数据率为 1.485Gbps 。在 2000 年 9 月 14 号至 2000 年 10 月 1 日，整个奥林匹克运动会的进行过程中，进行了每天 24 小时不间断的无误差连续通信。

    4.室内无线光通信

    由于对无线通信的急剧需求，和地面无线光通信的快速发展，现在已经大量室内无线光通信的研究。主要是将无线光通信应用在室内计算机网络及办公设备通信。室内无线光通信与室外无线光通信主要区别在于信道的不同。地面无线光通信的信道主要收到太阳等自然背景光及大气的影响，大气对光通信的影响主要大气湍流所引起的闪烁以及天气现象所引起的衰减（雾、雨、云等自然现象）。而室内无线光通信的信道主要收到人造光源的影响，比如荧光灯、日光灯等，还有一个对室内高速通信影响比较严重的是由于室内墙壁对光源的反射所引起的对接收信号造成的多径问题，这样对高码率通信会出现码间串扰(ISI)。

    除了上述先容的这些企业或大学外，国外还有许多大学研究机构正准备发展无线光通信。无线光通信的发展顺应了通信产业的潮流，将来的通信行业必定要向高码率，低成本，多接入，安装架设容易方向发展。

    5.国内研究状况

    国内这方面的商业产品很少，根据了解，上海光机所研制出了点对点155M大气激光通信机样机。成都光电所2002年在国内率先推出了10M码率、通信距离300米的点对点国产激光无线通信机商品。桂林激光通信研究所从2003年开始正式推出FSO商品，最远通信距离可达8公里，速率为10－155M。武汉大学2002年在国内首先完成42M多业务大气激光通信试验，2004年3月又在国内率先完成全空域FSO自动跟踪伺服系统试验，这为开发机载、星载激光通信系统和地面带自动目标捕获功能的FSO系统创造了条件。另外在光无线通信系统设计、以太网光无线通信、USB接口光无线通信、大气激光传输、大气光通信收发模块和信号复接/分接技术等方面都取得了许多研究成果。由于无线光通信具有良好的市场前景，目前国内有不下20家研究机构和大学正在开展有关研究工作，相信我国在这方面近几年内会有大的发展。