张馨元 潘发寿?邵成章 田景涛 孙义轩 宗思光
海军工程大学电子工程学院
摘要：光载无线通信技术是通信技术领域较为新颖的通信技术之一，光载无线通信技术融合了传统的光纤通信与无线通信两种技术，从而结合两者的优点，实现了无线通信的高效化。所以光载无线通信技术一直是我国通信领域的研究方向，对此本文将以光载无线通信技术为出发点，从光载无线通信技术的概念、优势以及现状、具体应用三点进行逐一阐述，旨在为广大通信领域相关人员提供有价值的参考意见。
关键字：无线通信；通信技术；光载通信
引言：二十世纪中叶随着第二次世界大战的结束，各个国家都开始了和平发展，进而在科技领域也产生了计算机等相关信息技术。随着信息技术的快速发展，通信技术也在稳步向前，不断革新着出新的技术与创新，进而丰富着我们的生活。而光载无线通信技术的出现，更是加速了全球的通信发展，使通信变的更快速，更高效，更便捷。随着光载无线通信技术的发展，也在促进着其他领域的变革，使更多行业都能搭载光载无线通信技术的前沿快车，做到繁荣发展。
一、光载无线通信技术的概念
光载无线通信技术是一种通过光和微波进行有机结合的通信技术，它是以往无线通信技术的革新与提升。光载无线通信技术可以利用光纤进行低损耗的信息传送，从而提升宽带的性能，加强无线网络的带宽，进而为用户提供更方便，更快速，低延时的网络体验。它的发展与产生很大程度上来自于用户的无线宽带网络接入的需求，而光载无线通信技术刚好可以满足更深入的网络使用需求。
二、光载无线通信技术的优势及现状
在现阶段光载无线通信技术中，对其中的光纤等光学元件具有非常高的要求，因为光载无线通信技术不同于传统的数字化传输，它需要在光纤等光学元件中通过模拟信号进行数据传输，所以光载无线通信技术对光学元件的性能、链路自身的色散以及非线性光学效应都有着严格的要求[1]。现阶段对于光载无线通信技术的技术探索还处在底层物理层上，如研究基于微型光子进行毫米波信号的传输，光学调节器的特性革新，滤波器的色散控制以及信号基站中的光载波控制系统的优化等等。
例如，在毫米波信号源生产技术中，如果使用传统的高频信号生产的本振源，那么就会增加高昂的成本。因此在光载无线通信技术中，可以利用微波外差混合技术来生产高频射波，从而节省生产成本。当前光载无线通信技术中的毫米波研究领域中，主要有如下几种技术解决方案：
（一）上/下变频技术
上/下变频技术是毫米波研究领域的重点技术方向，此技术在中心站上用中频信号作为副级载波，使传输的数据信息调制在中频信号中，进而使已经调制的中频信号直接调制光波。一般在移动通信的基站中，需要毫米波的本振源进行信号的调制变频，信号在经过基站进行中转时，需要进行中频信号与上频信号的变频工作，并分为应用于基站的上下行信号链路。上/下变频技术可以使信号在光纤链路的传输过程中，减少受到光纤色散的影响，从而保证信号的传输效率。但其也具有一定的不足之处，通信基站需要利用毫米波混频器得到毫米波信号，从而使基站的建设变得更复杂。
（二）电吸收光收发器技术
电吸收光收发器技术也是毫米波技术中的重要元器件，它可以在60GHz频段进行工作，并有两个射频以及光纤接口。电吸收光收发器主要由三个部分组成，分别是光调制器、无源波导以及光探测器[2]。在通信基站中，使用电吸收光收发器可以降低基站的建设成本，同时可以简化基站的控制系统，从而提升基站的运行效率。
（三）光学自外差技术
光学自外差技术的设备相对比较简单，但其却具有重要的作用，它可以使通信基站不需要毫米波的本振源以及高速光调制器，可以极大地节省建设成本。但同时它对信号光源的质量具有严格要求，因此可以利用Mach-Zehnder外调制器，通过DSB调制的方式进行光波的产生，从而会产生两种不停频率的光波，然后再利用光波的差位产生毫米波。由于两个光波具有一样的随即相位，所以差位的结果可以被有效的抵消掉，进而生产纯净高质量的光源。
三、光载无线通信技术的应用分析
光载无线通信技术最开始主要用于军事用途，随着技术的不断完善，之后逐渐开始商用，渐渐走入我们的日常生活，提升着我们的无线网络使用体验[3]。虽然目前光载无线通信在市场中的应用范围没有做到完全普及，但随着人们对于无线网络需求的不断增加与无线光纤的通信发展，光载无线通信技术一定会在未来逐渐走进人们的日常生活，加大光载无线通信的市场份额。
与传统通信技术相比，光载无线通信技术具有诸多优点，除了在无线宽带中的应用可以提升用户网络体验，还可以在室内网络覆盖、网络融合、智能交通等领域发挥出重要的作用。
（一）应用于无线宽带网络
随着科技的逐步发展，和我们生活最息息相关的就是我们天天使用宽带网络了，宽带网络丰富着我们生活，给我们的生活带来便利，为我们的工作提供辅助。但随着网络技术的发展与我们对生活的要求逐步提升，传统的宽带已经不能满足于我们的生产生活，于是光载无线通信技术开始逐渐应用于无线宽带中，有了光载无线通信技术的支持，宽带的无线接入可以做到速度更快，数据传输率更大，且实现低延时等效果[4]。虽然传统无线宽带在生活中仍有广泛的市场应用，但随着我国宽带提速、光纤入户等政策的逐步实施，未来一定会有更多的光载无线通信技术应用于宽带网络的无线接入，为人们日常的生产生活提供更便利的网络条件。
（二）应用于室内网络覆盖
在无线网络的发展初期，室内外的无线信号覆盖主要使用第二代无线通信技术，第二代无线通信技术因为其信号波长的特点，其具有信号覆盖广的优势。如其主要应用于地铁、火车站、商场、会展中心、机场等大型场所，在这些信号覆盖的场所中，对信号质量的要求非常高，因为这些场所往往会有使用人多且并发量大的特点，如果信号的质量较差，那么会影响场所内所有人的信号质量。但第二代无线通信技术虽然可以进行范围较大的信号覆盖，但其信号质量却不容乐观，尤其在使用量增大，进行高并发的时候，信号就难以满足日常的需求。因此为了解决信号质量差的问题，可以在大型场所室内布置一个专用基站，并把天线做成分布式系统，这样可以有效提升信号的覆盖率，从而增强信号强度[5]。天线的分布式系统能将模拟射频的光子信号以中心基站为起点，逐步分布到各个天线，因此建设这样的信号传输系统，可以充分利用光载无线通信技术。随着通信行业的快速发展，现阶段光载无线通信技术在大型场所具有15%左右的市场份额，并有逐步增加的趋势，目前光载无线通信技术的主要成本来自于微型的光学元件，所以随着光学元件的成本逐步降低，光载无线通信技术一定会有更高的市场份额。
（三）应用于网络融合中
光载无线通信技术在移动通信中具有重要作用，光载无线通信技术可以使移动通信的传输效率增强，信号覆盖范围加大，可以使基站等信号发射装置有更好的信息吞吐量，并还有降低能耗的作用，这些都是光载无线通信技术在其中具有的优势。另外光载无线通信技术在信号的调节格式上具有一定的透明性，因为它只通过光纤的传输媒介作为底层传输，所以在无线网络的中心控制器之间可以看成是天线点到点的透明链路。因此，在网络融合中利用光载无线通信技术可以有效降低成本，提升信号传输效率。此外光载无线通信技术通过网络的融合，还可以做到网络的集中控制、共享信号器件、自动分配网络地址与容量等作用。因此在移动通信网络与光载无线通信技术进行整合，可以极大地降低成本，进而可以使移动网络基站做到更广泛的分布。而且光载无线通信技术与无源光网络进行融合，可以有效使有线和无线网络在光纤传输的过程中实现分离，从而利用现阶段FTTH已经完成的光纤布置，进而降低网络扩充的成本。
（四）应用于智能交通系统中
随着计算机技术的不断发展，智能化系统越来越多的进入到人们的视野，如智能家居、智能汽车、乃至于我们将要提到的智能交通系统。智能交通系统可以在现在以及将来的道路交通应用中发挥出重要的作用，伴随着我国汽车保有量的日益增加，交通问题逐渐成了人们日常关注的焦点。因此亟需建立一个智能交通系统，以缓解日益增加的交通压力，使人们的出行更方便、更快速[6]。为了实现智能交通系统的及时性通信以及大量数据频繁交换的需求，逐渐在智能交通系统中加入光载无线通信技术的应用，从而解决智能交通系统的信号传输问题。在智能交通系统中，利用光载无线通信技术可以有效的实现视频、语音等及时通讯服务，并可以为移动用户提供实时连续的数据更新。所以搭载光载无线通信技术的智能交通系统是未来交通发展的趋势，从而实现交通通行的效率最大化。
结束语：
随着网络的日益发展，我们的生活越来越与网络分不开，基于网络建立的各种软件应用丰富着我们的生活，所以人们的网络需求反过来也在促进网络技术的更新迭代。其中光载无线通信技术的出现，更加速了网络的发展迈向一个新台阶。光载无线通信技术满足了无线网络的大容量高速通信的需求，它将光纤通信与无线通信进行了完美的结合，并结合两者的特点实现了无线网络具有光纤通信的特性。也正因如此，光载无线通信技术逐渐应用于各种网络应用中，从而使我们的生活更加科技化、便捷化。
参考文献：
[1]寇德玉,谢迪凡,田润. 光载无线通信技术的应用[J]. 信息技术与信息化,2015(07):97-98.
[2]程远,胡倩倩,胡光宇,樊强. 光载无线通信技术在智能小区系统中的应用[J]. 电力系统通信,2013,34(01):21-25.
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[5]张红芹. 高线性光载无线系统及其频率变换技术研究[D].西安电子科技大学,2014.
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[7]曾羽婷,周慧,陈明,莘云龙,费楚媛. 基于18倍频技术的60 GHz光载无线通信系统研究[J]. 光电子·激光,2019,30(07):704-711.