[实用新型]激光自适应追踪调节系统

说明书

技术领域

本实用新型属于无线光接入技术领域，特别涉及一种对激光信号的发射和接收瞄准追踪的激光自适应追踪调节系统。

背景技术

随着信息化社会的到来，通信技术也得到了日新月异的发展。在过去的几年中，人们对传输速率的要求越来越高，使用高速率数据传输的用户数量每年都在递增，光纤通信因为能传输高速率的数据，成为广域通信网的骨干网络，如今在广域通信网中80％以上的信息是通过光纤传输的。但是从光纤骨干网到用户之间的″最后一英里″，如果铺设光缆，不仅花费大而且耗时；许多无线通信技术可以解决″最后一英里″的问题，但是这些技术需要向无线电管理委员会申请频率执照，不仅要使用户支付大量的频率占用费，而且申请也要花费数月的时间。

无线光通信因为无需频率申请，机型小方便架设，能够简单的解决最后一英里的问题，为宽带接入的快速部署提供一种灵活的解决方案。

无线光通信可在以下一些范围发挥重要作用：

·可以作为预防服务中断的光纤通信和微波通信的备份；

·可以应用于移动通信基站间的互连，无线基站数据回传；

·应用于近距离高速网的建设以及最后一英里接入；

·不宜布线或是布线成本高、施工难度大、经市政部门审批困难的地方；

·在军事设施或其他要害部门需要严格保密的场合；

·用于企业内部网互连和数据传输。

1无线光通信系统的特点和优势

1.1频带宽，速率高

FSO产品目前最高速率可达2.5Gbit/s，最远可传送4km。

1.2频谱资源丰富

与微波技术相比，FSO设备多采用红外光传输，不需要申请频率执照，也不需要交纳频率占用费。

1.3适用任何通信协议

适用于任何环境，不依赖某种协议。现用于传输数据、声音和影像等各种信息。

1.4架设灵活便捷

FSO可以直接架设在屋顶，以及在江河湖海上进行通信，可以完成地对空、空对空等多种光纤通信无法完成的通信任务，而且无需埋设光纤，可以在几小时内建立起通信链路，方便快捷，大大缩短了施工周期。

1.5安全可靠

由于光通信具有非常好的方向性和非常窄的波束，因此窃听和人为干扰在目前技术来看几乎是不可能的。

1.6经济

光纤网络的成本通常很高，铺设过程耗时，而且投资不可撤回，而无线光通信技术可以在城域光网之外提供高带宽连接，而成本只有在地下埋设光缆的五分之一。

2无线光通信系统存在的问题

FSO是一种视距宽带通信技术，发射机与接收机之间需要严格的视线传播，当通信设备安装在高楼的顶部时，在风力的作用下建筑物会发生摆动，这样便会影响激光器的对准。由于大楼结构中某些部分的热胀或轻微的地震等原因，有时也会导致发射机和接收机无法对准。

恶劣的天气情况，会对传播信号产生衰耗。空气中的散射粒子，会使光线在空间、时间和角度上产生偏差。大气中粒子还会吸收激光的能量，衰减信号的发射功率。

传输距离与信号质量的矛盾非常突出，传输距离越大，光束就会越宽，接收的光信号质量越差。激光的安全问题必须考虑。发射功率必须限制在保证眼睛安全的功率范围内。

3 FSO研究的发展趋势

FSO目前存在的问题主要集中在下面几个方面：针对大楼摆动的瞄准问题；大气中粒子对光线的散射、吸收问题；提高传输速率问题。这些问题影响了传输的可靠性，所以对这些问题的研究成为FSO的发展方向。

3.1发射、接收的瞄准的研究

在大风中或因地震引起大楼的摆动，发射机发送的光信号对不准接收机，产生的误差大，甚至通信无法实现。目前的研究方向在于提高激光的瞄准，怎样利用非机械装置来实现精确的对准和快速瞄准；在接收机方面，散射光线也带有信息，接收散射光线越多，接收的信号能量越大，但同时接收的噪声也越大，所以尽量提高接收机接收信号总功率，又不能降低信噪比成为研究目标。

3.2减小大气对通信的影响

在不同的环境中不同波长的光线会有不同的传播特性，这些不同的特性导致了在不同环境下，不同波长的光线会有不同的吸收窗口、不同的散射函数以及不同的折射率，需要寻求一种最优波长，在通信链路中找出波长与性能的最优组合。

3.3传输速率的提高