簡單解釋，自由空間光通信技術是什麼？

03-03

謝 @圖靈Don邀。

自由空間光通信這個術語是相對於光纖通信的。

現在的光通信最重要的應用是光纖通信，光纖通信的最重要貢獻由被稱為「光纖之父」的華裔科學家高錕做出，高錕憑藉在光纖通信方面的貢獻獲得2009年諾貝爾物理學獎。

自由空間光通信是原有無線通信的一種自然擴展。討論之前，指出一些關鍵事實。

1. 一張圖：

2. 隨著需求的增加，無線通信的頻譜資源日趨緊張；

3. 一個電磁波自由空間衰減公式：L=92.4+20lgF+20lgD，其中F表示頻率(GHz)，D表示距離(Km)；

3. 電磁波能繞射通過的障礙物尺寸要和波長相當；

考慮到現有無線頻段資源的稀缺以及光傳輸的一些好性質，自然有了把無線傳輸的波段提高到可見光頻段的想法。

可見光通信有如下一些優勢：

(1).超大帶寬(大約400T？要知道現在通用的頻段加起來也就幾個G)；

(2). 可實現超高的頻譜效率(利用軌道角動量調製，至少有人做到了95.7 bits/s/Hz這麼高的頻譜效率，而LTE的峰值頻譜效率(多天線配置下)也只能達到5 bits/s/Hz左右的水平)；

(3). 定向性非常非常好，可實現保密通信。

一些缺點(相對於低頻段電磁波)：

(1). 通過上述衰減公式可以看到，由於光頻段高，其傳播衰減太厲害，這將大大影響其傳輸距離；

(2). 波長太短，通過障礙能力弱；

(3). 無法穿透障礙物；

(4). 由於太陽(等各式光源)的存在，在自由空間，這個頻段太"臟"；

(5). 受天氣影響大。

由於可見光應用於通信的上述固有缺陷，這種通信方式只適合於短距離直線傳播，現有的實驗最多也只能達到5km這個量級。因此，這種技術只能作為現有無線技術的補充，比如前段時間炒過的LiFi技術。

等下補。

可以搜一下星地鏈路激光通信，我們學校一對夫妻做的。。

自由空間通信就是無線電通信吧，自由空間光通信估計就是不要中間媒介載體的通信吧，我覺得自由空間的光貌似不能很好的傳播信息啊，要用光導纖維等材料吧，讓光定向傳播。

船上不是有那種用探照燈打信號的通信方法么。基本原理就一樣的吧。區別就是光源和調製方法吧。