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自由空间光通讯

光通讯技术

自由空间光通讯（Free-space optical communication）是利用光在自由空间传播去传输运程通讯或计算机网络数据的光通讯技术。”自由空间“意指空气，外空间，真空或类似的空间。使用自由空间光通讯的典型情况有：局域网络间联系，临时网络安装及宇宙飞船间通讯等。这与用固体，如，光纤电缆，或光发射线不同。由于高价使物理联接不现实或其它考虑时，这种技术就有用。

发展历史
各种形式光通讯已使用几千年了，古代战争中磨亮他们的盾送信号。现代，用信号灯和发展无线太阳电报称为日光反射器，利用有码信号通讯。
1880年亚历山大·格雷厄姆·贝尔和他的助手产生了光线电话机。这器件可用光传送声的信号。
1880年6月贝尔在相距约213米运的二个建筑物间建造世界上第一座无线电话通讯设备。几十年后在军队中实用。
蔡司耶拿发展光对话80，是直接翻译光语言的仪器。第二次世界大战中德国军队的防空设备。
1960年发明激光，自由空间光通讯发生了革命。军事组织对它特别有兴趣，并加速它的发展。但当民用这技术时要用光学纤维，便缺少了市场的动力。
许多简单便宜消费者用红外光低速通讯，称为红外技术。
用法和技术
虽然用发光二极管进行低数据率短距离通讯是可能的，但点对点自由空间联系可用红外激光。红外数据联合技术是自由空间通讯的很简单形式。自由空间光学还在宇宙飞船间通讯使用。陆地联系最大范围为2-3km数量级。但联系的稳定性和质量与大气因素关系极大；如，雨，冰雹，灰尘和热等。
在外太空，自由空间光通讯现在的范围是几千千米，但用光学望运镜作扩充器，有潜在可能达到百万千米的距离。
可见光通讯
研究者将一发白光二极管为基的空间光系统用到室内局部网络通讯。此系通比以红外为基的系统好。2003年，日本形成了可见光通讯财团。低值发白光二极管可作空间通讯；典型的可调制高达20MHz，利用有效调制方案数据超100Mbit/s；2010年方案数据率可达100Mbit/s。
应用
使用的典型情况有：
局域网与局域网间的联系
通过公共道路或某一壁垒
高带宽入口快速传递到光纤网络。
会聚声-数据-连接
临时网络安装
快速重建高速连接
作为供选择或升级追加的无线技术
作为安全追加重要纤维连接
宇宙飞船间通讯，包括卫星星座的元件
芯片间或内芯片通讯
优缺点
优点
容易部署
不用许可证长期工作（与无线电对照）
高位传输率
低位误码率
不受电磁干扰
完全双重操作
由于高方向性和光束很窄，很安全。
不用菲涅耳带
缺点
在陆地应用受到原则影晌的因素有：
光束交光
大气吸收
雨
雾（10-100dB/km衰减）
雪
发光
背底光
遮蔽
风中点的稳定度
污染/烟雾
如太阳正在发射器之后，它可掩没信号
这些因素引起接受信号减弱，导致高位误率。解决这些问题的办法有：如用多路通讯方法；多于一个发送器和一个接受器等。
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