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新一代通信技术——无线激光通信技术

2025-04-10 03:40:55杂谈45

<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">据测算,到2027年中国“GW”激光载荷市场规模将达约800亿。</span></span></strong></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">激光是利用单色光进行受激辐射后产生的光,特点是<strong style="color: blue;">方向性强、亮度高、单色性好、相干性强</strong>,激光比微波的频率高几个数量级,和微波一样都属于电磁波。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">激光通信,顾名思义就是利用激光来传递数据,基本原理是将信号调制到激光的频率、振幅或者相位上面,然后进行传输。</span></p>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-axegupay5k/928634ce1b5340a4b8f4fa51143f33b4~tplv-tt-origin-web:gif.jpeg?_iz=58558&amp;from=article.pc_detail&amp;lk3s=953192f4&amp;x-expires=1744797614&amp;x-signature=gZoxVcFuKzLEzcqSmQPOCc5m6%2Bo%3D" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></div>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">根据传输介质的不同,激光主要分为三类:<strong style="color: blue;">光纤通信,激光大气通信,自由空间激光通信</strong>,目前应用最广泛的是光纤通信,另外两种通信方式也在近些年再度受到各技术强国的重视,取得了很大进展。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">光纤通信</span></strong></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">在激光通信的早期,激光大气通信技术吸引了发达国家投入大量人力物力进行研发,但是由于大气信道衰减补偿、大气信道折射率不均匀变化、器件和材料不过关、难以精确对接等技术难题,<strong style="color: blue;">激光大气通信没有进入大规模商用。</strong></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">到了20世纪60年代,高锟和G.A.Hockham经过仔细论证,提出了基于光纤的远距离通信方案,几年后光纤的衰减达到了高锟的要求,光纤传输成为现实,1975年,美国在芝加哥开通了第一条光纤通信实验线路,光纤通信时代正式开启。</span></p>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></div>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">光纤的导光原理</span></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">利用<strong style="color: blue;">光的全反射</strong>,将激光导入光纤进行传输,就是光纤通信的基本原理,跟电缆传输比较,<strong style="color: blue;">光纤通信有很多优势</strong>,比如超大的通信容量(单根光纤已经达到100Tbps),原料为石英(节省金属),绝缘抗干扰防窃听(在光纤内部传输)。</span></p>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></div>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">光纤入户</span></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">20世纪80年代以来,光纤通信产业一直保持着快速增长,已经成为支撑信息时代的数据传输技术,运营商的长途干线传输,已经从电缆、微波、卫星改成了光纤传输,全球互联网干线也采用了光纤通信,我国光纤入户家庭的占比更是达到了90%以上。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><strong style="color: blue;"><span style="color: green;">激光大气通信</span></strong></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">激光大气通信和自由空间激光通信,都是在没有传输线路(光纤)的条件下进行的点对点通信,大气通信指的是利用<strong style="color: blue;">空气作为传输介质</strong>,属于无线通信。</span></p>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7" style="width: 100%; margin-bottom: 20px;"></div>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;"><span style="color: green;">大气环境对光信号的影响</span></span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">大气通信的优点是<strong style="color: blue;">设备类别简单且通信容量大</strong>,单光束速率可达10Gb/s以上,缺点则是非常容易受到雨雪沙尘等天气影响。</span></p>
<p style="font-size: 18px; line-height: 40px; text-align: left; margin-bottom: 30px;"><span style="color: green;">云雨雾雪会造成信号衰减,烟尘微生物水滴造成散射,氮氧等气体分子则会吸收光信号,大气湍流带来的光斑闪烁和漂移……此外由于激光的指向性强,高稳定的<strong style="color: blue;">瞄准捕获与跟踪(APT)</strong>系统就变得非常重要,这也是大气通信大规模商用的难点之一。</span></p>
<div style="text-align: left; margin-bottom: 10px;"><img src="data:image/gif;base64