2.1.2 光通信的主要特點

1．有線光通信的主要特點

有線光通信通常是指光纖通信，與金屬同軸電纜等有線通信方式相比，具有如下優點。

①通信容量大。由于光纖的可用帶寬較大，一般在10GHz以上，使光纖通信系統具有較大的通信容量。而金屬電纜由于存在分布電容和分布電感的低通濾波影響，使得利用金屬電纜的信號傳輸頻率、帶寬及信息承載能力受到限制。

②傳輸距離長。光纜的傳輸損耗比電纜低，因而可傳輸更長的距離。光纖系統僅需要少量的中繼器，光纜與金屬電纜的造價基本相同，少量的中繼器使光纖通信系統的總成本比相應的金屬電纜通信系統要低。

③抗電磁干擾。金屬電纜發生干擾的主要原因就是金屬導體向外泄漏電磁波。由于光纖的材料是玻璃或塑料，不會產生電磁波泄漏，不存在相互之間的電磁干擾。

④環境適應性強。光纖對惡劣環境有較強的適應能力，比金屬電纜更能適應溫度變化，而且腐蝕性液體或氣體對其影響較小。

⑤重量輕、安全、易敷設。光纜的安裝和維護比較安全、簡單，在易揮發的液體和氣體周圍使用而不必擔心會引起爆炸或起火，比相應的金屬電纜體積小、重量輕，占用的存儲空間小，方便運輸。

⑥保密性好。由于光纖不向外輻射能量，對光纜進行竊聽的難度較大，因此光纖通信通常具有比銅纜更好的保密性。

光纖通信的缺點如下。

①強度較差。光纜本身與同軸電纜相比抗拉強度要低得多。這可以通過使用標準的光纖包層PVC得到改善。

②不能傳送電力。有時需要為遠處的接口或再生的設備提供電能，光纜顯然不能勝任，在光纜系統中還必須額外使用金屬電纜。

③專用的工具、設備及培訓。需要使用專用工具完成光纖的焊接及維修；需要專用測試設備進行常規測量；光纜的維修既復雜又昂貴，從事光纜工作的技術人員需要通過相應的技術培訓并掌握一定專業技能。

2．無線光通信的主要特點

無線光通信通常指自由空間光通信（Free Space Optical Communication，FSO），具有如下優點。

①安裝便捷、使用方便，適用于在特殊地形、地貌及有線通信難以實現和機動性要求較高的場所工作。

②不擠占無線電頻率資源、電磁兼容性好、抗強電磁干擾能力強等。

③與微波、毫米波通信相比，半導體激光通信系統在價格上也有較強的競爭優勢，是一種易于被市場和用戶接受的通信手段。

④是組建各種局域網和最后一公里接入的有效手段。

⑤是未來實現衛星之間通信和星地間通信的有效手段。在構筑外層空間通信網上，半導體激光自由空間通信將發揮重要作用。

⑥保密性好，具有很好的軍事應用前景，這是因為大氣光通信是利用極窄的激光束作為載波，其傳播的發散角非常小，不易被截獲。

受光波在自由空間傳播特性的影響，以大氣信道的空間光通信，還存在以下問題。

①受大氣影響造成的衰減隨機性大（雨、霧、灰塵和自然輻射對光能的吸收和散射，使光的能量迅速衰減），需要補償。

②大氣湍流現象使媒質折射率發生不均勻的隨機變化，其結果使接收光斑發生所謂的閃爍現象和飄移現象。

③需要功耗低、轉換效率高、輸出功率大、調制帶寬寬及伺服系統簡單的激光發射器件。

④需要靈敏度高、噪聲特性好，適用于常溫環境下工作的接收器件。

⑤需要體積小、重量輕、光學特性好、便于安裝與調整校準的光學收發天線。

⑥需要背景噪聲濾除技術。

⑦在機動性要求高和工作平臺方位穩定性差的場合應用需要自動跟蹤瞄準。