为什么移动通信不直接使用光波?

admin/2020-07-16/ 分类:uedbet手机版app/阅读:
原标题:为什么移动通信不直接使用光波? 无线光通信,或者可见光通信、Li-Fi,正是现代无线通信技术所研究的一个方向之一。 与传统微波通信不同,光波的波长更短,在自由空间的 ...

  原标题:为什么移动通信不直接使用光波?

  无线光通信,或者可见光通信、Li-Fi,正是现代无线通信技术所研究的一个方向之一。

  与传统微波通信不同,光波的波长更短,在自由空间的衰减速度更快(衰减速度和频率二次方成反比),并且光波的绕射能力比微波差,不仅仅限于视线(Line Of Sight, LOS)传输,甚至在大气中传播时也会因为浮尘和水滴的散射作用而使功率大幅衰减,相比于光纤介质中的导行传输路径损耗严重得多。因此,现有的无线光通信研究通常将应用场景设定为短距离无线传输。无线光通信不同于光纤通信,通常采用非相干光(可通过普通LED光源获得),因为调制方式也有别于光纤通信和微波通信。无线光通信通常采用幅度调制而非相位调制,这样可以通过改变和检测光波的包络的幅度来进行信息调制和解调,而非像微波通信一样检测电磁波的波形本身,因此不存在处理器跟不上光的频率的问题。

  由于光的载波频率很高,理论上无线光通信可以提供比微波通信高得多的带宽;同时已经有技术可以应用普通LED进行无线光通信传输,也就是说,仅需要通过对现有LED照明设备进行改造,即可在几乎不影响照明功能的情况下实现通信的功能。无线光通信可能的应用前景包括室内短距离无线接入、室内定位、城市环境下的智能交通网络等等。

  而题主所说的移动通信,现有网络拓扑中是使用室外陆地基站进行分小区覆盖来实现移动台的接入。小区半径视地域用户密度通常为一公里至数公里。在这样长的距离上光波的损耗较大,完成覆盖需要的光功率太高。另外云雨雾霾天气也会严重加大这样的物理距离上光波传输的损耗。除此之外,室外的“光基站”无法实现对室内用户的覆盖,这意味着在室内的移动台将必须使用中继器才能工作,布网成本太高。因此我认为微波的通信方式在相当长一段时间内并不会被取代,而诸如无线光通信之类的宽带短距离无线接入技术有可能成为微波通信的补充。

  说到宽带短距离无线接入,大家最为熟悉的应该就是802.11定义的WiFi了。最新的802.11ac在5GHz频段上使用MIMO技术时在理想条件下甚至可以实现1Gbps的接入速率!这个速率对现有接入网和现有业务来说是非常高的,说明此时最后一公里无线接入并不是传输瓶颈。另外由于短距离无线接入设备的功率通常很小,所以可以在不同空间上大量复用,因此对频谱资源不如移动网络那样敏感。在和WiFi的竞争中,诸如超宽带(UWB)、毫米波通信等技术均落下风。而WiFi本身也不断发展,性能不断提高。另外由于4G移动通信网络支持全IP分组交换,使得通过IP网络接入交换网的Femtocell(微小基站)成为现实。使用Femtocell设备,用户可以利用自家的入户光纤或者ADSL宽带设立自己的小功率基站,服务家庭用户。WiFi和Femtocell都将在未来成为无线光通信的强有力竞争对手。所以无线光通信从市场角度是否能获得大发展或未可知。

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