自由空間光通訊

概述

自由空間光通訊（Free-space optical communication）是利用光在自由空間傳播去傳輸運程通訊或計算機網路數據的光通訊技術。“自由空間”意指空氣，外空間，真空，或類似的。這與用固體，如，光纖電纜，或光發射線不同。由於高價使物理聯接不現實或其它考慮時，這種技術就有用。

各種形式光通訊已使用幾千年了，古代戰爭中磨亮他們的盾送信號。現代，用信號燈和發展無線太陽電報稱為日光反射器，利用有碼信號通訊。

1880年亞歷山大·格雷厄姆·貝爾和他的助手產生了光線電話機。這器件可用光傳送聲的信號。

1880年6月貝爾在相距約213米運的二個建築物間建造世界上第一座無線電話通訊設備。幾十年後在軍隊中實用。

蔡司耶拿發展光對話80，是直接翻譯光語言的儀器。第二次世界大戰中德國軍隊的防空設備。

1960年發明雷射，自由空間光通訊發生了革命。軍事組織對它特別有興趣，並加速它的發展。但當民用這技術時要用光學纖維，便缺少了市場的動力。

許多簡單便宜消費者用紅外光低速通訊，稱為紅外技術。

雖然用發光二極體進行低數據率短距離通訊是可能的，但點對點自由空間聯繫可用紅外雷射。紅外數據聯合技術是自由空間通訊的很簡單形式。自由空間光學還在宇宙飛船間通訊使用。陸地聯繫最大範圍為2-3km數量級。但聯繫的穩定性和質量與大氣因素關係極大；如，雨，冰雹，灰塵和熱等。

在外太空，自由空間光通訊現在的範圍是幾千千米，但用光學望運鏡作擴充器，有潛在可能達到百萬千米的距離。

可見光通訊

研究者將一發白光二極體為基的空間光系統用到室內局部網路通訊。此系通比以紅外為基的系統好。2003年，日本形成了可見光通訊財團。低值發白光二極體可作空間通訊；典型的可調製高達20MHz，利用有效調製方案數據超100Mbit/s；2010年方案數據率可達100Mbit/s。

使用的典型情況有：

區域網路與區域網路間的聯繫

通過公共道路或某一壁壘

高頻寬入口快速傳遞到光纖網路。

會聚聲-數據-連線

臨時網路安裝

快速重建高速連線

作為供選擇或升級追加的無線技術

作為安全追加重要纖維連線

宇宙飛船間通訊，包括衛星星座的元件

晶片間或內晶片通訊

容易部署

不用許可證長期工作（與無線電對照）

高位傳輸率

低位誤碼率

不受電磁干擾

完全雙重操作

由於高方向性和光束很窄，很安全。