2.1.2 光通信的主要特点

1．有线光通信的主要特点

有线光通信通常是指光纤通信，与金属同轴电缆等有线通信方式相比，具有如下优点。

①通信容量大。由于光纤的可用带宽较大，一般在10GHz以上，使光纤通信系统具有较大的通信容量。而金属电缆由于存在分布电容和分布电感的低通滤波影响，使得利用金属电缆的信号传输频率、带宽及信息承载能力受到限制。

②传输距离长。光缆的传输损耗比电缆低，因而可传输更长的距离。光纤系统仅需要少量的中继器，光缆与金属电缆的造价基本相同，少量的中继器使光纤通信系统的总成本比相应的金属电缆通信系统要低。

③抗电磁干扰。金属电缆发生干扰的主要原因就是金属导体向外泄漏电磁波。由于光纤的材料是玻璃或塑料，不会产生电磁波泄漏，不存在相互之间的电磁干扰。

④环境适应性强。光纤对恶劣环境有较强的适应能力，比金属电缆更能适应温度变化，而且腐蚀性液体或气体对其影响较小。

⑤重量轻、安全、易敷设。光缆的安装和维护比较安全、简单，在易挥发的液体和气体周围使用而不必担心会引起爆炸或起火，比相应的金属电缆体积小、重量轻，占用的存储空间小，方便运输。

⑥保密性好。由于光纤不向外辐射能量，对光缆进行窃听的难度较大，因此光纤通信通常具有比铜缆更好的保密性。

光纤通信的缺点如下。

①强度较差。光缆本身与同轴电缆相比抗拉强度要低得多。这可以通过使用标准的光纤包层PVC得到改善。

②不能传送电力。有时需要为远处的接口或再生的设备提供电能，光缆显然不能胜任，在光缆系统中还必须额外使用金属电缆。

③专用的工具、设备及培训。需要使用专用工具完成光纤的焊接及维修；需要专用测试设备进行常规测量；光缆的维修既复杂又昂贵，从事光缆工作的技术人员需要通过相应的技术培训并掌握一定专业技能。

2．无线光通信的主要特点

无线光通信通常指自由空间光通信（Free Space Optical Communication，FSO），具有如下优点。

①安装便捷、使用方便，适用于在特殊地形、地貌及有线通信难以实现和机动性要求较高的场所工作。

②不挤占无线电频率资源、电磁兼容性好、抗强电磁干扰能力强等。

③与微波、毫米波通信相比，半导体激光通信系统在价格上也有较强的竞争优势，是一种易于被市场和用户接受的通信手段。

④是组建各种局域网和最后一公里接入的有效手段。

⑤是未来实现卫星之间通信和星地间通信的有效手段。在构筑外层空间通信网上，半导体激光自由空间通信将发挥重要作用。

⑥保密性好，具有很好的军事应用前景，这是因为大气光通信是利用极窄的激光束作为载波，其传播的发散角非常小，不易被截获。

受光波在自由空间传播特性的影响，以大气信道的空间光通信，还存在以下问题。

①受大气影响造成的衰减随机性大（雨、雾、灰尘和自然辐射对光能的吸收和散射，使光的能量迅速衰减），需要补偿。

②大气湍流现象使媒质折射率发生不均匀的随机变化，其结果使接收光斑发生所谓的闪烁现象和飘移现象。

③需要功耗低、转换效率高、输出功率大、调制带宽宽及伺服系统简单的激光发射器件。

④需要灵敏度高、噪声特性好，适用于常温环境下工作的接收器件。

⑤需要体积小、重量轻、光学特性好、便于安装与调整校准的光学收发天线。

⑥需要背景噪声滤除技术。

⑦在机动性要求高和工作平台方位稳定性差的场合应用需要自动跟踪瞄准。