激光通信的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)有哪些
激光本身具有亮度高、方向性強(qiáng)、單色性好、相干性強(qiáng)的特點(diǎn)。除語(yǔ)言信息外,還可以傳輸文本、數(shù)據(jù)、圖像等信息。
一、激光通信的優(yōu)點(diǎn)
1、通訊容量大。理論上,激光通信可以同時(shí)傳輸1000萬(wàn)路電視節(jié)目和100億路電話(huà)。
2、保密性強(qiáng)。激光不僅方向性很強(qiáng),而且可以利用不可見(jiàn)光,因此不易被敵人攔截,保密性能好。
3、結(jié)構(gòu)輕巧,設(shè)備經(jīng)濟(jì)。由于激光束發(fā)散角小、方向性好,激光通信所需的發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)可以做得很小。一般天線(xiàn)的直徑為幾十厘米,重量只有幾公斤。然而,具有類(lèi)似功能的微波天線(xiàn)的重量為數(shù)噸或數(shù)十噸。
二、激光通信的缺點(diǎn):
1、通訊距離僅限于視距(幾公里到幾十公里),容易受氣候影響,惡劣天氣條件下甚至可能造成通訊中斷。大氣中的氧氣、氮?dú)?、二氧化碳、水蒸氣等大氣分子吸收光信?hào);大氣分子和懸浮在大氣中的灰塵、煙霧、冰晶、鹽顆粒、微生物和微小水滴的密度不均勻會(huì)影響光信號(hào)有散射效應(yīng)。云、雨、霧、雪等都會(huì)嚴(yán)重衰減激光。地球表面空氣對(duì)流引起的大氣湍流會(huì)引起光束偏轉(zhuǎn)、光束擴(kuò)散、光束閃爍(光束截面內(nèi)亮斑和暗斑的隨機(jī)變化)和圖像抖動(dòng)(光束會(huì)聚點(diǎn)的隨機(jī)跳動(dòng))從而影響激光傳輸。
2、不同波長(zhǎng)的激光在大氣中的衰減不同。理論和實(shí)踐證明,波長(zhǎng)為0.4~0.7μm和波長(zhǎng)為0.9、1.06、2.3.3.8.10.6μm的激光衰減較小,其中波長(zhǎng)為0.6μm的激光穿透霧氣的能力較強(qiáng)。大氣激光通信可用于江河、湖泊、邊防、海島、高山峽谷等地的通信,也可作為微波通信或同軸電纜通信中斷修復(fù)時(shí)的臨時(shí)替代設(shè)備。波長(zhǎng)接近0.5μm的藍(lán)綠激光器可用于水下通信或潛艇通信。
3、瞄準(zhǔn)困難。激光束具有極高的方向性,這使得發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)之間的瞄準(zhǔn)變得困難。為了保證發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)之間的瞄準(zhǔn),不僅對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性提出了很高的要求,而且操作也很復(fù)雜。
延伸閱讀:
1、激光通信是利用激光來(lái)傳輸信息的通信方式。激光作為20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的新光源,具有亮度高、方向性強(qiáng)、單色性好、相干性強(qiáng)等特點(diǎn),是理想的通信載波。
2、激光通信系統(tǒng)主要由信號(hào)發(fā)射、信號(hào)發(fā)射和信號(hào)接收三部分組成。發(fā)送部分主要包括激光器、光調(diào)制器和光發(fā)射天線(xiàn)。接收部分包括光接收天線(xiàn)、光濾波器、光探測(cè)器等。待發(fā)射的信息通過(guò)光調(diào)制器調(diào)制在激光器上,然后通過(guò)光發(fā)射天線(xiàn)發(fā)送出去。在接收端,光接收天線(xiàn)接收激光信號(hào),光電探測(cè)器將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)放大解調(diào)后恢復(fù)為原始信息。
3、激光通信的應(yīng)用范圍很廣。包括地面之間的短距離通信、短距離傳輸傳真和電視、導(dǎo)彈靶場(chǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、地面間的多路通信,以及衛(wèi)星全反射的全球通信和星際通信,甚至水下潛艇之間的通信。此外,隨著航空航天遙感平臺(tái)數(shù)量的增加以及高分辨率相機(jī)、合成孔徑雷達(dá)等技術(shù)的發(fā)展,對(duì)大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笕找嬖黾?,激光通信具有尤為廣闊的應(yīng)用前景在這個(gè)區(qū)域。
盡管激光通信具有諸多優(yōu)勢(shì),但其發(fā)展仍面臨一些挑戰(zhàn),如需要突破的關(guān)鍵技術(shù)、空間環(huán)境溫度變化的影響、背景光的影響等。不過(guò),隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,這些問(wèn)題有望逐步得到解決。
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