城市光无线通信网络中的问题及其解决方案

由于城市光无线通信(UOWC)在短距离通信中可以提供很高的传输速率，所以越来越受到关注。UOWC的终端包括一个光发射机和一个光接收机，它们通常安装在相距几百米的大厦的顶端。UOWC具有几个显著的优点：使用简单、小型轻便、容量巨大，而且无需交纳许可费。但是UOWC目前还存在一些问题，比如在恶劣的天气中或大楼摆动时它的通信性能就会非常差。文中提出了一些克服这些缺点的方法。     

城市光无线通信网络存在的问题及其解决方案

在短距离通信中,城市光无线通信(UOWC)网络因可以提供很高的传输速率而受到越来越多的关注。UOWC系统终端包括光发射机和光接收机,通常可分别安装在相距几百米的大厦顶端。系统利用发射机发出的光束传递信息,具有使用简便、重量轻、容量巨大等显著优点,而且无须交纳许可费。但目前UOWC还存在一些问题,例如在气候恶劣或大楼摆动时通信性能非常差。对此,文中给出不同环境条件下的解决方案。     

基于多层非对称剪裁光正交频分复用的水下光无线通信系统

为了提高水下光无线通信(UOWC)的频谱效率和功率效率,提出了一种基于多层非对称剪裁光正交频分复用(Layered-ACO-OFDM)的UOWC系统.该系统通过对子载波分层调制的方法,充分利用了传统非对称剪裁光正交频分复用(ACO-OFDM)中损失的频谱资源,极大地提高了光无线通信系统的频谱效率.此外,Layered-ACO-OFDM系统不需要加入直流偏置,故功率效率也得到了大大提升.考虑了可见光在海水中传输过程中的吸收和散射效应,建立了基于蒙特卡罗方法的UOWC信道模型,并较为全面地研究了海水中不同叶绿素浓度和不同接收机参数下的信道响应.结果 表明,与传统ACO-OFDM相比,基于Layered-ACO-OFDM的UOWC系统具有频谱效率高的优势.同时,当信噪比为27 dB时,在清澈海水中其可以实现10m距离下1 Gb/s的高速率通信.     

CATV光网络设备原理及应用第十五讲各种商用光放大器的比较

(上接第08期) 　　近几年迅速发展起来的光放大器在光纤通信技术上引发了一场革命,在长途干线通信中,它可使光信号直接在光域进行放大,而无须转换成电信号进行信息处理,即用全光中继来代替光-电-光中继,这使成本降低、设备简化、维护运转方便,尤其是EDFA的出现促进和推动了光纤通信领域中几项重大新技术的发展,使光纤通信的整体水平上了一个新的台阶,它必将对光纤通信的发展产生深远的影响.……     

CATV光网络设备原理及应用第十五讲各种商用光放大器的比较

(上接第08期) 近几年迅速发展起来的光放大器在光纤通信技术上引发了一场革命,在长途干线通信中,它可使光信号直接在光域进行放大,而无须转换成电信号进行信息处理,即用全光中继来代替光-电-光中继,这使成本降低、设备简化、维护运转方便,尤其是EDFA的出现促进和推动了光纤通信领域中几项重大新技术的发展,使光纤通信的整体水平上了一个新的台阶,它必将对光纤通信的发展产生深远的影响.     

光孤子通信技术及其展望

光孤子通信是一种新颖的非线性全光长距离通信,是新一代高速长距离通信的优选方案。它利用强脉冲在光纤传输中产生非线性压缩效应补偿脉冲的色散展宽效应,实现高速孤子脉冲稳定地传输。文章介绍了光孤子通信的特点、基本组成,叙述了光孤子通信的几种传输方式,分析了光孤子通信技术的优势：高容量、长距离、抗噪声干扰、低误码率。文章最后介绍了国内外光孤子通信的现状和技术发展前景。     

光断续器的应用原理

近年来,随着科学技术的飞速发展和生产过程自动化程度的提高,光传感器己在科学测量、工业控制、通信、信息处理和家用电器等方面获得广泛的使用并不断扩大应用领域.最简单的光传感器即单个光敏管,它是光信号采集器,并把光信息转变为电信息.常用的光敏管品种有光敏二极管、光敏三极管、光敏达林顿、光敏场效应管、光激可控硅、光敏斯密特电路、色敏晶体管和CCD摄象器等.这些器件在光传感器装置中作为“感官”部分具有以下显著优点:     

光传输设备在电力系统通信中的应用

光传输设备就是将信号转变为光信号,利用光纤传输的一种设备,其稳定性和安全性比较高.一般而言,光传输设备中使用比较多的是光交换机、PDH、SDH、PTN等,电力系统通信中使用频率最高的是SDH光传输设备,能够有效维护电力系统通信的安全、稳定,并实现高效的电力系统建设,减少成本支出,有助于电力系统通信事业的进步.本文就光传输设备在电力系统通信中的应用进行研究与探讨.     

水下无线光自动对准系统的设计与实现

水下无线光通信(UOWC)具有保密性好、容量大、传输速度快等优点,可应用于水下信息传输、资源勘查等领域,通信链路的快速建立和持续稳定是水下无线光通信实际应用的基本条件。在平台扰动和海水信道杂质干扰的条件下,如何实现远距离的快速对准是水下无线光通信必须解决的问题。针对水下无线光通信过程中系统发射端和接收端之间的链路由于干扰问题引起底层平台不断移动而无法对准的问题,搭建了一个基于激光二极管(LD)的水下无线光自动对准系统,该系统具有自动对准控制的特点,即系统在底层平台移动的情况下,依然可以实现链路的对准。     

欧洲SUNRISE项目开发全功能10Base-T以太网水下光无线通信系统

<正>海洋研究人员和工作人员在日常工作中需要从水下环境获取一致的数据,以便对海底居住舱探测器和机器人状况进行持续监控,因此无线通信对于水下应用来说极为重要。意大利比萨圣安娜高等学校的Giulio Cossu等在《IEEE Journal on Selected Areas in Communications》2018年36卷1期上发表论文,介绍了在欧洲SUNRISE项目框架下开发的双向UOWC系统中的光层设计方法,它能够提供符合10Base-T以太网协议的无线连接(传输速率为     

Urban optical wireless communication networks: the main challenges and possible solutions

Urban optical wireless communication (UOWC) is rapidly gaining popularity as an effective means of transferring data at high rates over short distances. The UOWC terminal includes an optical transmitter and a receiver positioned, for example, on high-rise buildings separated by several hundred meters. Light beams propagating through the atmosphere carry the information from the transmitter to the receiver. UOWC boasts many advantages over its rivals. Notably, UOWC facilitates rapidly deployable, lightweight, high-capacity communication without licensing fees and tariffs. However, UOWC still faces many challenges, including how to improve communication performance in adverse weather conditions or during building sway. We present and evaluate some of the exciting new research approaches that have been suggested to deal with these issues, including optimization of telescope gain, new technologies for pointing systems, and solutions at the network level.     

光纤通信的测量技术

对光纤以及光纤通信系统的若干测量方法作了介绍。主要介绍了光发射机、光接收机以及光放大器的测量；光通信系统的传输性能和光通道的测量。     

Experiment and analysis of the effect of fine tracking system on the unstable platform in laser communication

Atmospheric turbulence and platform vibration in the space optical communication can cause the offset and jitter of beam, which further result in the fluctuations of received optical power. To resist this effect, a communication system with fine tracking systems in the receiver and transmitter is designed. The system is used in the experiment of laser communication between high-rise buildings over a distance of 3.5 km. After adding a vibration source to the transmitter, the centroids of spots captured by the camera of the transmitter and the optical power of receiver are recorded for the purpose of analysis. When the vibration source works at the designated frequency, a peak appears at the corresponding frequency in the spectrum of the spot centroids and the optical power of receiver. Then the peak disappears once the fine tracking system begins to work. Compared with the condition without the fine tracking system, the minimum value of the optical power of receiver is increased by 5 dB, and the standard deviation is decreased by 30%.     

卫星激光通信中光纤放大器的应用研究

介绍了卫星激光通信的特点,通过计算分析,提出了用于卫星激光通信光发射系统的高功率光纤放大器、用于光接收系统的前置光纤放大器的性能参数。给出了高功率光纤放大器和低噪声前置光纤放大器的实验方案。     

240Mbit/s直线运动型无线光通信系统研究

详细分析了直线轨道上运动通信的特点,设计和研制了一种具有双向收发功能的直线运动型无线光通信系统。该系统主要包括1 550 nm半导体激光器、高灵敏度PIN光探测器、球面单透镜式光发射天线和实心光锥耦合式光接收天线等关键部件。130 m运动工作距离的系统性能测试结果表明,在3.5 m/s最高运动速度、240Mbit/s通信传输速率下,运动中的数据丢帧率为零,以太网和视频指标均满足实际应用要求,系统适用于存在直线运动轨道的无线光通信场合。     

近距离无线激光通信系统的设计

研究了一种用于传输数字图像信号的近距离无线激光通信系统,对系统的发射机和接收机部分进行了电路设计,搭建了实验系统并进行了系统调试,得到了合适的电路结构和器件参数,为实用的无线激光通信系统的研究和设计提供了参考依据。     

基于嵌入式技术的超低功耗红外光通信系统设计

为了解决红外光通信存在传输方向单一和消耗功率高问题,设计基于嵌入式技术的超低功耗红外光通信系统,系统单片机使用改进型STM32,将超低功耗红外发射装置嵌入到红外光通信系统中,该装置通过固定载波频率将输入音频信号,通过发送校准模式和音频传输模式调制为高频方波信号后,采用红外光管向外发射信号,并在电路中增加功率负载电流实现限流,降低红外光发射电路功耗。红外接收装置通过共射级放大电路接收信号,采用脉冲宽度调制(PWM)调制信号,实现信号高质量、低功率传输。红外通信模块实现红外发射装置和接收装置间信号的双向传输。系统采用保护驱动模式、中断模式与用户模式的红外通信协议栈,最大程度降低系统通信能耗,提高系统通信效率。实验结果表明:该系统能够实现信号和温度信号的有效传输,在休眠和正常运行时的功耗均较低,误码率低,是一种功率消耗低、通信质量高的红外光通信系统。     

非视线光散射通信的大气传输模型

利用大气对光的散射作用可以实现非视线通信.在单次散射假定下,研究了非视线光散射通信系统的大气传输模型.利用该模型分析了光源发散角、接收视场和收发仰角等系统几何参数与接收散射光能量之间的关系;重点讨论了大气分子散射和气溶胶散射各自对接收散射光能量的贡献.结果表明当系统的收发仰角较大时,接收光能量主要来自大气分子散射;反之,气溶胶散射则成为接收光能量的主要部分.对于工作在日盲紫外光谱区的非视线通信系统,增加接收视场可以有效地增大系统的信噪比.发现在两种典型的收发仰角情况下,接收散射光能量随光源发散角的变化趋势是相反的,这说明光源发散角要根据实际的应用场合设计确定.     

对准误差对前置光放大卫星激光通信系统性能的影响

发射机及接收机的对准误差都会引起前置光放大卫星激光通信系统信号的衰落,在同时考虑发射机、接收机对准误差的条件下优化系统性能非常重要。将接收机对准误差引起的空间光耦合损耗用一个高斯函数近似,并同时考虑发射机对准误差引起的对准损耗,推导出了接收光功率概率密度的近似解析表达式,应用该概率密度函数,建立了基于平均误码率原则的前置光放大卫星激光通信系统的优化模型。仿真结果表明,在给定平均误码率要求及对准误差一定时,存在一个最佳发射光束宽度、接收天线直径及空间光耦合参数,使所需的发射功率最小,采用更大的接收天线并不能降低对发射功率的要求。