無線激光通信是指利用激光束作為信道在空間(陸地或外太空)直接進行語音、數(shù)據(jù)、圖像信息雙向傳送的一種技術，又稱為“自由空間激光通信",“無纖激光通信”或“無線激光網(wǎng)絡”。無線激光通信以激光作為信息載體，不使用光纖等有線信道的傳輸介質(zhì)，屬于新型應用技術，早期的研究應用主要是在軍用和航天上,隨著技術的發(fā)展，近年來逐漸應用于商用的地面通信，技術也在逐步完善。

　　不久前，美國國家航空航天局宣布，該機構利用新型激光通信裝置成功從國際空間站向地球傳送高清晰度視頻，這段175兆比特的視頻名為“你好，世界”，僅用3.5秒就完成傳送，數(shù)據(jù)傳輸速率達到目前通用的太空通信方式——無線電波通信的10倍到1000倍。

　　激光無線通信技術源于“烽火臺”

　　我國光通信與光網(wǎng)絡專家、華中科技大學劉德明教授接受記者采訪時表示，此次美國國家航空航天局采用的是一種光無線通信技術。光無線通信并不神秘，其歷史可以追溯到中國的遠古時期的“烽火臺”，人們利用在山頭上一站一站接力點燃“烽火”的方式，將千里之外的邊關戰(zhàn)事信息傳至內(nèi)地。二十世紀六十年代激光發(fā)明之后，人們開始研究利用激光來進行光無線通信。

　　據(jù)介紹，光無線通信是光通信的兩種方式之一，光通信的另一種方式是人們熟知的光纖通信。與傳統(tǒng)的以電波作為載波的電通信不同，光通信是以光波作為載波的一種通信方式，也就是將數(shù)據(jù)信號調(diào)制到光載波上進行傳輸。由于數(shù)據(jù)傳輸速率與通信的載波頻率成正比，而光波的頻率是常規(guī)電波的數(shù)千倍，所以光通信的數(shù)據(jù)傳輸速率可以是電通信的數(shù)千倍。因此，對于高清晰度視頻傳輸這樣的業(yè)務應用，光通信無疑具有十分顯著的優(yōu)越性，例如，美國這段175兆比特的視頻僅用3.5秒就完成傳送，若采用傳統(tǒng)下行鏈路方式，則需要10多分鐘時間。

　　劉德明說：“此次美國國家航空航天局的新型激光通信實驗，就是在三個方面取得了重要技術突破：一是空地激光通信的距離達到了400公里;二是解決了高速運動的空間站(時速約2.8萬公里)與地面接收站之間的激光束的高精度瞄準、跟蹤和定位;三是在減小激光通信系統(tǒng)的體積、重量和能耗方面取得重大進展。”

　　據(jù)介紹，我國在光無線通信與國外先進水平的差距并不大。例如，我國已經(jīng)實現(xiàn)了地面激光水平傳輸距離10公里，這與美國空地激光通信400公里技術相當，因為空地垂直傳輸大氣層也就是10公里左右，另外的390公里基本上可以看成為太空傳輸，衰耗很小。不過我國在光無線通信系統(tǒng)的高精度瞄準、跟蹤和定位方面的研究水平和美國尚有差距。

　　光無線通信在地面上應用會受阻

　　雖然光無線通信在太空中可以暢通無阻，但在日常生活中，卻并不常見。

　　劉德明表示，這是因為太空中沒有空氣，呈近乎“真空”狀態(tài)，導致光在太空中幾乎不衰減，其傳輸距離可以達到幾千公里甚至幾萬公里。但在地面，無線通信的信號通道是大氣空間，而光的大氣衰減很大，且受環(huán)境影響極為嚴重，所以地面上的應用受到很大制約。

　　劉德明說：“例如，在晴朗天氣里，光的傳輸距離可以達到數(shù)十公里，而在霧霾天氣，光的傳輸距離大概幾米。另外，大氣空間對于光無線通信的信號傳輸性能也有很大影響，致使數(shù)據(jù)傳輸速率只能達到幾十到幾百兆比特，無法與光纖通信相比擬。在一些無法鋪設通信光纜的特殊應用場合，例如海島之間的通信、城市大樓之間的通信、野外應急通信等，光無線通信倒是可以起到光纖通信所無法替代的作用。”

　　光無線通信將來或可應用于互聯(lián)網(wǎng)

　　光無線通信在未來會有哪些應用呢?

　　劉德明表示，光無線通信技術在下一代互聯(lián)網(wǎng)或者未來互聯(lián)網(wǎng)中也可以發(fā)展一些重要應用。例如短距離光無線通信接入網(wǎng)技術，在提升無線通信接入速率方面與現(xiàn)有的3G/4G比較，具有顯著優(yōu)越性。此外，光無線通信是真正的“綠色通信”技術，非常符合人們追求健康生態(tài)環(huán)境的理念，如果能夠解決一些關鍵的制約技術問題，相信能夠發(fā)掘更多的典型應用。

　　成都信息工程學院王天寶教授介紹，美國國家航空航天局目前正在利用光無線通信技術，開發(fā)一套新型激光太空通信系統(tǒng)，以此來實現(xiàn)“太空—地球”遠距、大數(shù)據(jù)通信。美國研究的這一套系統(tǒng)的主要部件包括激光器、望遠鏡、光學系統(tǒng)、探測器組合以及信號處理線路。一旦建立激光太空互聯(lián)網(wǎng)，人類或?qū)㈤_啟至月球的快速可靠的數(shù)據(jù)連接網(wǎng)絡，甚至還可以連接至火星和更遙遠的星球。將來在太空生活的人們，將可以利用激光太空通信系統(tǒng)與地球上的家人、朋友進行高清晰視頻聊天等。

　　有了激光無線通信技術為人類探索太空提供了更多有利的條件，想象以下人類可以和太空互聯(lián)，能了解到其他星球的情況是不是很令人期待!