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在一个依赖高速互联网和无缝通信的世界里，缺乏可靠的光纤连接可能是一个重大障碍。幸运的是，一种被称为自由空间光通信(FSO)的尖端技术为在光纤连接不可用的地区现场部署高速无线通信提供了灵活的解决方案。
FSO因其在各种操作规模上的通用性而受到关注。在全球范围内，它在建设“星链”等高速卫星互联网项目方面发挥了至关重要的作用，确保了全球互联互通。在地面，特别是在低空情况下，FSO作为最后一英里连接、灾难恢复工作和军事通信的诱人选择而闪耀。
在一次重大的技术飞跃中，南京大学(NJU)的研究人员开发出了一种小型化的FSO系统，有望彻底改变高速无线通信。
据《Advanced Photonics Nexus》报道，这个非凡的系统在1公里(km)的链路上实现了每秒9.16千兆字节(Gbps)的惊人通信带宽。使它与众不同的是，它使用现成的商用光纤通信收发模块(不需要光放大)实现了如此高的FSO性能。
该微型化FSO系统的核心由一对FSO器件组成。每个FSO装置都很紧凑，尺寸仅为45厘米× 40厘米× 35厘米，重量为9.5公斤，配有一个电源耗电量约为10瓦。每个都有一个光收发模块、一个采集、指向和跟踪(APT)设备及其co控制电子设备，所有安全密封在一个盒子内坚固的户外操作。APT器件以其低衍射光学设计和高效的4级闭环反馈co而脱颖而出控制系统。
通过集成多个传感器和复杂算法，FSO系统显示出卓越的跟踪能力，可在10分钟内实现自动、快速、高精度的采集和精细跟踪。这种精度使跟踪误差保持在令人印象深刻的3微弧度(μrad)以内，从而在1公里的链路上实现低平均链路损耗，仅为13.7分贝(dB)。这样的精度也消除了对光学放大的需要。值得注意的是，FSO系统可以在1公里链路上实现平均9.27 Gbps的双向数据速率，仅使用商用收发器模块。
根据NJU电子科学与工程学院教授、Advanced Photonics Nexus文章的通讯作者Zhenda Xie的说法，“这项工作突出了使用商用光纤收发器模块实现FSO的潜力。”谢指出，1公里的有效距离可能会延长;他的团队还测试了高达4公里的光学链路，其中平均损耗增加到18db，可能是由于雾蒙蒙的测试环境。“有了更好的天气条件和光学放大，可以期待更长的FSO，”谢总结道。
这一成就的含义是深远的。这种小型化的FSO技术突破开启了高速无线通信在任何地方的潜力，即使在最具挑战性的环境中也能实现连接。展望未来，这些设备将在未来的FSO网络中发挥关键作用，提供即插即用配置，可以在几分钟内建立高速FSO通道。
这一创新解决了对可现场部署的高速无线通信解决方案日益增长的需求，弥合了当今世界中保持连接比以往任何时候都更加重要的连接差距。
更多信息:刘华英等，高速自由空间光通信使用标准光纤通信组件无光放大，Advanced Photonics Nexus(2023)。引用本文:小型化自由空间光学突破解锁高速无线通信无处不在(2023,10月17日)检索自https://techxplore.com/news/2023-10-miniaturized-free-space-optical-breakthrough-high-speed.html。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
