原创《聚合物光纤局域网系统的自由空间光通信实现分析》
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【摘 要】 传统的楼宇间数据通信的实现主要是依靠聚合物光纤传输的方式,该方式在实际应用时存在着传输距离较短的缺陷,而自由空间光通信的构建实现了该问题的解决.本文简要就自由空间光通信系统构建展开分析,并以此为基础全面的分析了大气对自由空间光通信实现造成的限制,以期为广大技术人员提供自由空间光通信设计参考.
【关键词】 聚合物光纤 局域网系统 自由空间光通信 影响
自由空间光通信主要涵盖了发射环节与接收环节这两个重要的组成部分, 其中,系统的发射环节主要由650nm 半导体激光器、驱动电路以及准直扩束镜几部分内容共同构成.而系统的接收环节则主要由接收透镜与光电探测器两部分内容共同构成.并且系统中所采用的半导体激光器的实际调制发射功率是3dBm, 而光电探测器在探测工作中所表现的灵敏度是一27dBm.该系统能充分满足楼宇之间的信号传输需求.
一、空间自由光通信系统设计
当前所通用的整体通信系统主要包括聚合光纤局域网系统以及自由空间光通信系统两个主要部分.其主要的重要作用就在于对楼宇之间的信息进行传输与交流,技术人员在就空间自由光通信系统进行设计时应当保证设计工作的严谨性.首先,设计人员应当在需要建立空间自由光通信的楼宇中进行信息终端的安装,通常所采用的信息终端类型为PC1到P,然后以聚合物光纤作为基本的连接媒介来将其和聚合物光纤交换机进行相互连接.同时再利用聚合物光纤来将该光纤交换机上的特定端口和空间光通信系统之间建立相互联系,在这样的系统框架之下,各个楼宇便能实现相互之间的灵活通信.而一般选择的聚合物光纤交换器的实际运行波长应当在650nm 左右,同时最大的传输距离保持在100 米以内.
另外,自由空间通信系统中又涵盖了发射部分与接收部分,且系统的实际工作模式主要表现为全双工模式,即系统中的接受部分和发射部分之间始终对称.系统在实际运用中主要可被表示为,首先,利用聚合物光纤作为主要的媒介形式来把光纤交换机中的有用信号传输至光电转换板块当中.相关信号经过转换之后又传输至系统的LD 驱动模块当中,而转换后的信号形式能够在该模块的功率放大的作用下实现信号调制,形成调制光束.同时,LD 驱动模块中含有准直镜部分以及扩束镜部分,通过对已经形成调制光束进行准直与扩束处理之后,再向自由空间中进行发放.而空间中的信号接受器会自动的进行信号光束聚集,并将其导入到聚合物光纤交换机当中,最终实现信号的传送.
此外,设计人员要保证系统设计的总体质量,其还应当明确系统构成部件质量保证的重要性.其中,系统光源应采用LD 光源, 这主要是由于其较低, 容易进行调制和安装, 对于系统集成有着重要意义.另外,为实现其与光纤交换机之间的相互兼容, 设计人员应当将LD 光源波长控制在650nm；探测器的实际探测灵敏度应当保证在一27dBm.针对1km 的通讯距离, 扩束镜可选择 8 倍可调扩束镜,接收镜则应当选择直径为150mm, 焦距为300mm 的形式.
二、空间自由光实现中受到的大气因素影响分析
1、大气因素将会造成光信号衰弱问题.光束经过大气时会被大气吸收一部分,同时也会在大气分子与溶胶的影响下出现光的散射,从而导致传输中的光信号遭到削弱.而当前所设计的空间自由光系统传输中的实际通讯波长大约是650nm,是可见光波段的一种形式.所以虽然大气会就光信号进行吸收,但是总体吸收程度却较小.因此,光信号在传输过程中出现衰弱的主要原因,就在于大气对光信号产生的散射作用.若散射颗粒的大小和光波长之间存在着较大的差异,且前者小于后者时,形成的光的散射主要为瑞利散射,实际散射强度和实际波长的4 倍之间存在着反比的关系.而当两者之间的长度相似时,则主要的散射表示为米氏散射,散射强度和实际的波长之间存在着反比关系.为降低大气因素对信号传递所造成的影响,研究人员还应当进一步进行系统优化研究.
2、大气湍流现象将会造成光斑抖动.大气湍流是大气中常见的现象,其也会对自由空间光通信造成较大的影响,且主要表现在其将可能会造成信号光斑抖动的问题出现,导致光斑偏移.另外,信号光斑抖动现象的频率还在极大程度上受到风速的影响,但通常都维持在数十赫兹以内.而若长度为650nm 的信号光束需要传输的距离长度为1 千米左右,则其形成的大气偏移将处于厘米量级范围内.在这种情况下,接收镜对于光斑的接受也能保证其全面性.
三、结束语
自由空间光通信在实际应用中相比传统的石英光纤系统,具有成本投入较低、系统安装快速、传输距离更远等多种应用优势,是聚合物光纤通信系统传输距离延长的重要体现.所以技术人员应当加强对该系统的设计研究,在设计系统的过程中不断的进行系统优化,结合新技术实现系统性能的提升.同时,技术人员还应当明确大气因素将会对自由空间光通信所造成的不利影响,并针对性的制定优化措施.
参 考 文 献
[1] 翟超, 武凤, 杨清波. 自由空间光通信中大气光束传输数值模拟研究[J]. 中国激光,2013,40(05):162-167.
[2] 胡庆松, 黄玉划, 王俊波. 强湍流下多跳自由空间光通信的性能分析[J]. 光学学报,2013,33(09):42-48.
光通信论文参考资料：
概括总结，本文论述了关于对写作自由空间和光通信和局域网论文范文与课题研究的大学硕士、光通信本科毕业论文光通信论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料有帮助。
