激光通信的优点与缺点有哪些
激光本身具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强的特点。除语言信息外,还可以传输文本、数据、图像等信息。
一、激光通信的优点
1、通讯容量大。理论上,激光通信可以同时传输1000万路电视节目和100亿路电话。
2、保密性强。激光不仅方向性很强,而且可以利用不可见光,因此不易被敌人拦截,保密性能好。
3、结构轻巧,设备经济。由于激光束发散角小、方向性好,激光通信所需的发射天线和接收天线可以做得很小。一般天线的直径为几十厘米,重量只有几公斤。然而,具有类似功能的微波天线的重量为数吨或数十吨。
二、激光通信的缺点:
1、通讯距离仅限于视距(几公里到几十公里),容易受气候影响,恶劣天气条件下甚至可能造成通讯中断。大气中的氧气、氮气、二氧化碳、水蒸气等大气分子吸收光信号;大气分子和悬浮在大气中的灰尘、烟雾、冰晶、盐颗粒、微生物和微小水滴的密度不均匀会影响光信号有散射效应。云、雨、雾、雪等都会严重衰减激光。地球表面空气对流引起的大气湍流会引起光束偏转、光束扩散、光束闪烁(光束截面内亮斑和暗斑的随机变化)和图像抖动(光束会聚点的随机跳动)从而影响激光传输。
2、不同波长的激光在大气中的衰减不同。理论和实践证明,波长为0.4~0.7μm和波长为0.9、1.06、2.3.3.8.10.6μm的激光衰减较小,其中波长为0.6μm的激光穿透雾气的能力较强。大气激光通信可用于江河、湖泊、边防、海岛、高山峡谷等地的通信,也可作为微波通信或同轴电缆通信中断修复时的临时替代设备。波长接近0.5μm的蓝绿激光器可用于水下通信或潜艇通信。
3、瞄准困难。激光束具有极高的方向性,这使得发射点和接收点之间的瞄准变得困难。为了保证发射点和接收点之间的瞄准,不仅对设备的稳定性和准确性提出了很高的要求,而且操作也很复杂。
延伸阅读:
1、激光通信是利用激光来传输信息的通信方式。激光作为20世纪60年代出现的新光源,具有亮度高、方向性强、单色性好、相干性强等特点,是理想的通信载波。
2、激光通信系统主要由信号发射、信号发射和信号接收三部分组成。发送部分主要包括激光器、光调制器和光发射天线。接收部分包括光接收天线、光滤波器、光探测器等。待发射的信息通过光调制器调制在激光器上,然后通过光发射天线发送出去。在接收端,光接收天线接收激光信号,光电探测器将其转换为电信号,经放大解调后恢复为原始信息。
3、激光通信的应用范围很广。包括地面之间的短距离通信、短距离传输传真和电视、导弹靶场的数据传输、地面间的多路通信,以及卫星全反射的全球通信和星际通信,甚至水下潜艇之间的通信。此外,随着航空航天遥感平台数量的增加以及高分辨率相机、合成孔径雷达等技术的发展,对大容量数据传输的需求日益增加,激光通信具有尤为广阔的应用前景在这个区域。
尽管激光通信具有诸多优势,但其发展仍面临一些挑战,如需要突破的关键技术、空间环境温度变化的影响、背景光的影响等。不过,随着技术的不断进步,这些问题有望逐步得到解决。
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