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激光传输

  激光通信是利用激光传输信息的通信方式。激光是一种新型光源,具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等特征。按传输媒体的不同,可分为"大气激光通信"和"光纤通信"。大气激光通信是利用大气作为传输媒质的激光通信;光纤通信是上节所介绍的利用光纤传输光信号的通信方式。因为光纤传输方式在上节导向式传输媒体中已有介绍,故在此主要介绍大气激光传输方式。

  大气激光通信可传输语言、文字、数据、图像等信息。它具有通信容量大、不受电磁干扰、保密性强、设备轻便、机动性好等优点,但使用时光学收发天线相互对准困难,通信距离限于视距(数千米至数十千米范围),易受气候影响,在恶劣气候条件下甚至会造成通信中断。

  大气激光通信系统主要由大气信道、光发送机、光接收机、光学天线(透镜或反射镜)、电发送机、电接收机、终端设备、电源等组成,有的还备有遥控、遥测等辅助设备。信息经电发送机变换成相应的电信号,用调制器调制到由激光器产生的光载波上,再通过光学发射天线将已调制的光信号发射到大气空间。光信号经大气信道传输,到达接收端,光学接收天线对接收到的光信号进行聚焦,再送到光检测器,经放大恢复成原来的电信号,送到电接收机解调成原信息。必要时,可在线路中使用中继器,以延长通信距离。

  在外层空间如果运用激光进行通信,可以不受大气的影响。目前卫星通信的载波是微波,数据传输率很难达到50Mb/s以上,主要原因是通信卫星无法容纳体积很大的天线,而未来的卫星通信数据率却要求工作在每秒数百、数Gb/s,因此,只能由激光通信来实现。在通信卫星之间采用激光通信的方法会取得意想不到的优势。在理想情况下,激光载体话路带宽如为4kHz,可容纳100亿条话路;彩色电视带宽如为10MHz,可同时传送1000万套节目而互不干扰。

  激光的频率单一,能量高度集中,波束非常细密,波长在微波到红外之间。如果利用激光所特有的高强度、高单色性、高相干性和高方向性等诸多特性,进行星间链路通信,就可以获得容量更大、波束更窄、增益更高、速度更快、抗干扰性更强和保密性更好的通信质量,从而使激光成为发展空间通信卫星中最理想的载体。

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