光纤光缆通知fs的关键技术

FSO本来是一种历史悠久的通信技术,但是因为大气对光信号的衰减很大,而且也很不

稳定,不容易建设衰减较小、性能稳定的光通道。现在要建设FSO的光城域网,必须解决相

关的技术问题。

(1)寻找大气传输中的低损耗窗口

光在大气中传输时,其能量会因为吸收和散射而减少。根据观察,光在大气中传输遭受

到的吸收与散射损耗比普通微波要大得多。例如,在每小时降雨量为100mm的暴雨中,

6Hz微波的损耗系数约0.5dB/km,对0.83μm激光的衰减可达100dB/km以上。

设发射点的光功率为P(A),传输距离x后的光功率为

 P()=P.()E-L() +(A) )=P.()e-a()

则大气的透射率为

T(A)=Po()式中,(A)是大气的吸收系数,y(A)是大气的散射系,a()=()+y(A)是大气的衰减系数,它们都随传输光波长的改变而变化。观察太阳光被大气的吸收情况发现,波长小于0.3m的紫外光几乎完全被大气中的氮气和氧气完全吸收,波长大于20μm的远红外光则几乎完全被大气中的水汽完全吸收。即使是位于0.3~20m之间的光,也还有许多波长被CO2、水汽、CH4等物质强烈吸收。只有0.85、1.0m和1.5~1.6μm等几个波段的吸收极小,几乎可以忽略,这些波段可以称为大气光传输的几个窗口。这时光在大气中传输的损耗主要是由于散射引起,特别是米氏散射。研究表明,在低层大气层中水平传输光的衰减主要是米氏散射,大气的吸收和与波长的四次方成反比的瑞利散射都可忽略。这时光的衰减系数(用dB/km作单位)可以用与能见度V有关的经验公式

16.995(入9 a=.(0.550来表示。其中,能见度V是正常人在白日水平天空背景下可分辨足够大的绝对黑体的最远距离,也就是光功率衰减到初始光功率的2%的距离,单位是km;波长A的单位是μm;q与大气中微粒的尺寸和能见度有关,一般可以如下取值:

1.6-

---V>50km

1.3--

 --6km

q={0.16V+0.34--

 --1km<<6km

V-0.5-

--0.5km

0--

--V<0.5km

例如,能见度为10km时,q=1.3,采用0.85μm光波时,带上式得

a16.9950.85=0.965dB/km

-1.3

100.550

与表8-1实际测得的衰减系数基本相同。

非常晴朗

50~20km

FSO光源的选取,首先应考虑工作波长。一方面要考虑大气吸收、散射造成光信马的