38、自由空间光通信（FSO）技术全面解析

自由空间光通信（FSO）技术全面解析

1. FSO面临的物理问题

FSO系统在实际应用中会面临多种物理问题，这些问题会对其性能和可靠性产生影响。
- 大气效应 ：光在传输过程中会经历畸变，表现为波前光强不均匀，即闪烁现象。当大气中不均匀气团尺寸大于激光束直径时，光束会随机偏离原路径，产生光束漂移。闪烁和光束漂移共同作用，导致信号整体稳定性波动，使光信号在不均匀的时空路径中随机传播，产生噪声，而大气衰减是自由空间通信系统中错误突发的主要原因。
- 建筑物移动 ：高层建筑有时会因重型发电机等物体的移动或振动而产生轻微摆动或抖动，尽管人类难以察觉，但这对于需要精确对准的光收发器来说，可能会导致传输误差增加。
- 飞行物体遮挡 ：飞行物体如鸽子或鸟类可能会遮挡光束，影响FSO系统性能。对于点对点或星型拓扑网络，这可能会带来潜在问题，因为这些拓扑只有单一传输路径；而网状或环形拓扑网络则可通过备用路径传输信号，不受此问题影响。
- 眼睛安全问题 ：目前大多数FSO无线光激光收发器工作在785 - 1550 nm波长范围内，这可能对人眼造成激光伤害。不同波长的光对眼睛不同组织的影响各异，例如中红外到远红外光可能导致角膜和晶状体损伤。因此，必须严格执行激光安全标准，如国际电工委员会（IEC）的IEC 60825 - 1标准，该标准对激光产品进行了分类，如下表所示：
| 类别 | 描述 | AEL |
| — | — | — |
| 1 | 在合理可预见条件下安全的激光器 | 0.39 mW |
| 2 |