本站原创【摘 要】本文首先论述了无线通信的基本概念及特点,接着回顾了无线通信的发展状况,随后讨论了一种很有前途的无线通信方式一激光通信的概念及特点,最后对无线通信进行展望.
【关 键 词】无线通信；微波通信；激光通信
一、无线通信概述
1895年,意大利的G·马可尼利用电火花产生的电磁波先后在9m、975m和3000m的地方收到电报信号,由此开辟了无线通信的先河.经过一个多世纪的发展,无线通信从理论到技术到系统发生了巨大变化,在当前信息化时代的建设中扮演着越来越重要的角色.
无线通信是指利用电磁波的辐射及传播,通过空间传送信息的通信方式.无线通信较有线通信的优点在于其通信不受时间、地点的限制,具有高度的机动性和灵活性,架设时间段且方便,可适用于各种场合,尤其在自然灾害以及山区等不易铺设有线通信线路的地方使用更加方便,可靠性高.因此无线通信从一开始就受到广泛关注且迅猛发展.
无线通信起初使用的频率较低,频率范围较窄,波段主要限于长波和中波.随着技术的不断发展进步,频率的使用范围越来越宽.目前,无线通信按使用的频率进行划分可以划分为：极长波、超长波、特长波、甚长波、长波、中波、短波、超短波以及微波通信.此外由于激光具有方向性,相干性以及单色性好等特点,且光波也是一种电磁波,因此,激光通信也属于无线通信的范畴.
二、无线通信的发展
在无线通信的初期,受技术条件的限制,人们大量使用长波及中波进行通信.到20世纪20年代初人们发现了短波并将其应用于通信中,短波通信在20世纪60年代卫星通信兴起前一直是远程的国际通信的重要手段.
在众多的无线通信中,微波通信传输性能稳定,频率高带宽宽,因此其通信容量较大,可传送综合业务信息.此外由于微长较其它长波的波长短,因此同尺寸的微波天线可以获得更高的增益.相对于其它波段微波通信系统建设速度陕,灵活性更高.因此,微波通信自上世纪40年代产生时就成为了长距离大容量的地面干线无线通信的重要手段.微波通信在此之后备受关注并得到了迅速的发展.
微波是频率在300MHz-300GHz之间,波长通常为1m-1mm的电磁波.在微波频段,由于频率很高,电磁波的绕射能力弱,所以信号的传输主要是视线距离内的直线传播,称为视距传播.微波与短波相比传播稳定,但其传播受大气折射和地面反射的影响.此外,对流层中的大气湍流气团对微波有散射作用,利用这种散射作用可以实现微波的超视距传播.
微波通信是指用微波作为载波来载送信息的通信方式.微波通信采用中继传输.微波通信按其传送信号可分为模拟微波通信和数字微波通信.
起初模拟微波通信传输容量可达2700路,也可同时传输高质量彩色电视信号.由于数字微波通信有诸多优点,之后逐步进入中容量乃至大容量的数字微波传输.上世纪80年代中期以来,随着自适应衰落对抗技术以及高状态调制与检测技术的发展,使数字微波通信产生了革命性的变化.特别是高速多状态自适应编码调制解调技术与信号处理及信号检测技术的发展,使得数字微波通信技术在卫星通信、移动通信、全数字高清电视传输、通用高速有线/无线接入的信号设计及信号处理等诸多领域发挥着重要的作用.目前,数字微波通信和光纤通信、卫星通信并称现代通信传输三大支柱.数字微波通信作为微波通信的主流快速的发展并拥有良好的前景.
但微波通信也存在着一些缺点,例如其传输应具备视距传输条件,两站之间传输距离不是很远（一般不超过50km）,另外频率必须通过申请,通信容量不能做到很大,因此人们在追求另外一种通信容量更大的无线通信方式——激光通信.
三、一种很有前途的无线通信方式——激光通信
纵观通信发展史,从明线到中短波到同轴电缆再到微波、卫星通信以及光纤通信,有线、无线不断交错发展,实质上是带宽资源的不断开发以及扩展利用的过程.由于激光频率更高带宽更宽,无疑使激光通信成为人们继微波通信后作为无线接入手段的又一焦点.
激光通信是指应用具有方向性和单色性好的激光作为载波来传输信息的通信方式.激光通信是实现全球高速、实时通信的有效手段,具有很大的民用和军事应用潜力.激光通信按应用环境来分可分为大气激光通信和自由空间激光通信.按接收体制可以分为直接探测的激光通信和相干探测的激光通信.相干探测体制较直接探测具有灵敏度高,中继距离长,频率选择性好,通信容量大,可实现多种调制方式等优点.
随着高性能激光器以及光电探测器的研制开发以及光通信技术的发展,激光通信作为新兴的宽带无线接入方式受到人们广泛的关注.它能有效的解决通信容量瓶颈问题,具有广阔的应用前景.
激光通信具有以下优点：
1.良好的安全保密性
由于激光的高指向性使它的发射光束发散角很小,方向性好,使得其具有截获困难因而具有极高的保密性.
2.设备尺寸小
由于激光波长短,因此在同样功能情况下,光学收发天线的尺寸要比微波通信的天线尺寸要小的多,同时其具有功耗小、体积小、重量轻等优点.
3.架设迅速
激光通信设备体积小,重量轻,使得通信架设组网速度快,只需在通信节点上安装设备,适合作为故障应急通信链路以及通信干线无法到达的区域的通信.
4、具有极高的通信容量
理论上用激光作为载波通信,一束光可以同时传输100亿路通话信路,目前实际做到可同时传送几千至几万路通话信路.
5.无需频率许可证
激光通信频率工作在350THz以上,设备间无射频信号干扰,所以目前无需申请使用许可证.
基于以上优点,激光通信受到各国的广泛关注,投入了大量人力、财力和物力.研制出了不少的通信产品.
四、无线通信的展望
为了满足人们对通信多样化的需求,未来的通信网将向数字化、综合化、宽带化、智能化以及个人化的方向发展.未来通信也必将是以光纤通信为主干网,无线通信为补充的通信网格局.无线通信必将发挥其可移动,灵活性高,稳定性好的巨大优势,实现对未来通信网的无缝覆盖.此外,可以预见,激光通信的诸多优点使得其作为下一代无线通信发展的方向有着巨大的发展空间和诱人的发展前景.