|
不久前,，美國(guó)國(guó)家航空航天局宣布,，該機(jī)構(gòu)利用新型激光通信裝置成功從國(guó)際空間站向地球傳送高清晰度視頻，這段175兆比特的視頻名為“你好,，世界”,，僅用3.5秒就完成傳送，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到目前通用的太空通信方式――無線電波通信的10倍到1000倍,。 激光無線通信技術(shù)源于“烽火臺(tái)” 我國(guó)光通信與光網(wǎng)絡(luò)專家,、華中科技大學(xué)劉德明教授接受記者采訪時(shí)表示，此次美國(guó)國(guó)家航空航天局采用的是一種光無線通信技術(shù),。光無線通信并不神秘,，其歷史可以追溯到中國(guó)的遠(yuǎn)古時(shí)期的“烽火臺(tái)”，人們利用在山頭上一站一站接力點(diǎn)燃“烽火”的方式,，將千里之外的邊關(guān)戰(zhàn)事信息傳至內(nèi)地,。二十世紀(jì)六十年代激光發(fā)明之后,，人們開始研究利用激光來進(jìn)行光無線通信。 據(jù)介紹,，光無線通信是光通信的兩種方式之一,，光通信的另一種方式是人們熟知的光纖通信。與傳統(tǒng)的以電波作為載波的電通信不同,，光通信是以光波作為載波的一種通信方式,，也就是將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制到光載波上進(jìn)行傳輸。由于數(shù)據(jù)傳輸速率與通信的載波頻率成正比,，而光波的頻率是常規(guī)電波的數(shù)千倍,，所以光通信的數(shù)據(jù)傳輸速率可以是電通信的數(shù)千倍。因此,，對(duì)于高清晰度視頻傳輸這樣的業(yè)務(wù)應(yīng)用,，光通信無疑具有十分顯著的優(yōu)越性，例如,，美國(guó)這段175兆比特的視頻僅用3.5秒就完成傳送,，若采用傳統(tǒng)下行鏈路方式，則需要10多分鐘時(shí)間,。 劉德明說：“此次美國(guó)國(guó)家航空航天局的新型激光通信實(shí)驗(yàn),，就是在三個(gè)方面取得了重要技術(shù)突破：一是空地激光通信的距離達(dá)到了400公里；二是解決了高速運(yùn)動(dòng)的空間站（時(shí)速約2.8萬公里）與地面接收站之間的激光束的高精度瞄準(zhǔn),、跟蹤和定位,；三是在減小激光通信系統(tǒng)的體積、重量和能耗方面取得重大進(jìn)展,?！?/FONT> 據(jù)介紹，我國(guó)在光無線通信與國(guó)外先進(jìn)水平的差距并不大,。例如,，我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了地面激光水平傳輸距離10公里，這與美國(guó)空地激光通信400公里技術(shù)相當(dāng),，因?yàn)榭盏卮怪眰鬏敶髿鈱右簿褪?0公里左右,，另外的390公里基本上可以看成為太空傳輸，衰耗很小,。不過我國(guó)在光無線通信系統(tǒng)的高精度瞄準(zhǔn),、跟蹤和定位方面的研究水平和美國(guó)尚有差距。 光無線通信在地面上應(yīng)用會(huì)受阻 雖然光無線通信在太空中可以暢通無阻,，但在日常生活中,，卻并不常見。 劉德明表示，這是因?yàn)樘罩袥]有空氣,，呈近乎“真空”狀態(tài),，導(dǎo)致光在太空中幾乎不衰減，其傳輸距離可以達(dá)到幾千公里甚至幾萬公里,。但在地面,，無線通信的信號(hào)通道是大氣空間，而光的大氣衰減很大,，且受環(huán)境影響極為嚴(yán)重,，所以地面上的應(yīng)用受到很大制約。 劉德明說：“例如,，在晴朗天氣里,，光的傳輸距離可以達(dá)到數(shù)十公里，而在霧霾天氣,，光的傳輸距離大概幾米,。另外，大氣空間對(duì)于光無線通信的信號(hào)傳輸性能也有很大影響,，致使數(shù)據(jù)傳輸速率只能達(dá)到幾十到幾百兆比特,，無法與光纖通信相比擬。在一些無法鋪設(shè)通信光纜的特殊應(yīng)用場(chǎng)合,，例如海島之間的通信,、城市大樓之間的通信、野外應(yīng)急通信等,，光無線通信倒是可以起到光纖通信所無法替代的作用?！?/FONT> 光無線通信將來或可應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng) 光無線通信在未來會(huì)有哪些應(yīng)用呢,？ 劉德明表示，光無線通信技術(shù)在下一代互聯(lián)網(wǎng)或者未來互聯(lián)網(wǎng)中也可以發(fā)展一些重要應(yīng)用,。例如短距離光無線通信接入網(wǎng)技術(shù),，在提升無線通信接入速率方面與現(xiàn)有的3G/4G比較，具有顯著優(yōu)越性,。此外,，光無線通信是真正的“綠色通信”技術(shù)，非常符合人們追求健康生態(tài)環(huán)境的理念,，如果能夠解決一些關(guān)鍵的制約技術(shù)問題,，相信能夠發(fā)掘更多的典型應(yīng)用。 成都信息工程學(xué)院王天寶教授介紹,，美國(guó)國(guó)家航空航天局目前正在利用光無線通信技術(shù),，開發(fā)一套新型激光太空通信系統(tǒng)，以此來實(shí)現(xiàn)“太空―地球”遠(yuǎn)距,、大數(shù)據(jù)通信,。美國(guó)研究的這一套系統(tǒng)的主要部件包括激光器,、望遠(yuǎn)鏡、光學(xué)系統(tǒng),、探測(cè)器組合以及信號(hào)處理線路,。一旦建立激光太空互聯(lián)網(wǎng)，人類或?qū)㈤_啟至月球的快速可靠的數(shù)據(jù)連接網(wǎng)絡(luò),，甚至還可以連接至火星和更遙遠(yuǎn)的星球,。將來在太空生活的人們，將可以利用激光太空通信系統(tǒng)與地球上的家人,、朋友進(jìn)行高清晰視頻聊天等,。
轉(zhuǎn)自求是理論網(wǎng)-科學(xué)普及
|
| 【打印本頁】 |