以下是小编精心整理的《光通信研究论文范文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。摘要：光纤通信在现代电信网络中占有重要地位，已成为当今社会的主要通信技术。随着信息理论的不断发展和通信技术的不断提高，现代光纤通信在通信领域越来越受到重视和广泛应用。本文主要从现代光纤通信的概念、特点、应用以及发展趋势四个方面展开论述。
第一篇：光通信研究论文范文
可见光通信及其关键技术研究
摘 要：随着社会的发展，科学技术也在不断的发展，移动通信已经是生活中不可缺少的一部分，但是我们所知道传统的移动通信很不稳定，特别是在人潮拥挤的地方，不能达到常运行的状态。目前，可见光通信技术已经是推动我国社会通信建设的重中之重，它以容量大且高频率等一些优点给我们的生活带来了很大的便利。它目前也是社会技术不断发展的研究方向，不断的推进社会科技的发展，是整个社会经济发展的推动力，而且是我们国家社会发展的重要手段之一。
关键词：LED;可见光通信;关键技术;发展研究;信号
当今社会迅速发展，可见光通信技术已经成为保证我国社会建设发展的关键技术之一。通过对可见光通信技术的探究，我们可以更加深刻的理解可见光通信技术以及可见光通信技术在生活中的应用发展。如果想要让此项技术在通信技术上不断的发展，就应该改进科技的创新，完全解决掉通信技术中有关可见光通信在实际使用中所存在的各种问题，从而促进我们国家社会经济的发展。
1.可见光通信的简述
我们所知道的发光二极管是日常生活中很常见的可见光，很多都是用在广告牌或者电视屏幕等设备上，而且它有很多优点，如寿命较长、能量效率较高，最重要的是绿色环保。现在的可见光通信就是在发光二极管的基础上发展的一项新的技术，它有很多的优势，第一，可见光的频段和无线电的频段是不一样的，它不需要申请，也不会对无线电通信构成影响，反而能实现其高速通信。第二，可见光通信是不运用无线的电磁波，所以它不会产生任何的电磁辐射，对人体是没有任何的伤害，因此它也运用到了医疗以及煤矿等不允许有任何电磁波的场合。第三，可见光通信不可以透过障碍物，特别像墙壁，所以它有很高的空间复用，两个近距离的屋内的可见光通信是不能相互干扰的，所以它提升了通信的安全性以及保密性，也防止了通信信息的泄露。第四，可见光通信它的收发机设备处理前端比较简单，所以它的价格相对于传统通信更加便宜。第五，可见光通信利用了通信和照明融合使用，不但节能环保，而且对建设发射接收的链路设施要求更加简单。
2.可见光通信的使用现状以及研究的目的
2.1可见光通信的使用现状
可见光通信是近几年才发展起来的一项技术，目前在我们国家的使用还不是特别的广泛，技术也不是特别成熟。可见光通信是指利用可见光波段的光作为信息载体，无需光纤等有线信道的传输介质，在空气中直接传输光信号的通信方式。这个系统的一部分构成是数字信号的光电转换器，然后再将数字信号进行调节，在天线上进行合理的配置，当调制电信号的时候，系统就会将信号自动的过滤，然后在发生器以及转换器的作用下变成可见光通信信号转入，可见光通信技术是我国一项巨大的科技工程，国家也会将此技术投入到发展的战略上，在调整以及开发的基础上让更多的用户接入。但是在我们国家多用户网络接入的系统还不是很完美，还是需要继续研究以及开发[1]。
2.2可见光通信的研究目的
我们所知道的无线通信系统的传播是有很多种的方法，可见光通信是目前最主要的一种，它以射频传播为传播途径，运用频段的移动规律来进行查对和转变。和我们以前知道的传统的通信系统相比，可见光通信的优点非常突出。优点也包括了以下几种，首先就是它的模式可以让数据宽带的质量和数量大幅提升。而且它的使用方法和途径也不一样，它没有任何管理权限的限制，在我们知道的传统通信技术中，可以说管理方面是非常严格的，任何程序都要有相对应的体系控制，只有在提高维护成本下才能得到合理的运用。其次就是可见光通信的平台比传统通信的平台更为安全，这是由于它不同的构建方式导致它的传播位置是有限的，它是不能够穿过障碍物来传播，这样就可以在组当下起到干扰性信号的派出，还能保障信息的安全性和可靠性。最后一点就是可见光通信的网络平台是属于灵活的应用，它可以在大数据花的系统上进行工作。修改为“因此，提高可见光通信技术在生活中的运用，可以为我们的生活带来更大的便利，推动可见光通信技术的改革，可以更好的将可见光通信技术应用到社会科技的建设中，加强对可见光通信技术的研究，可以促进我国光通信技术的发展，加强我国社会科技的建设。”
3.可见光通信的运用
3.1白光LED可见光的发展趋势
白光LED可见光通信技术已经得到了很多國家的高度认可及重视，目前在通信性能的道路上需要实现高速和高可靠还是需要进行很多的实际问题的研究，需要实现此技术的应用，未来的LED可见光通信技术需要长足的发展。
3.2改善可见光通信的技术
我们国家提倡绿色环保通信的首要任务就是改进可见光通信的发展方向，对可见光通信技术的研究也是实现社会经济改革发展的重要方向。在对可见光通信技术的发展上，我们对传统的发光二极管的长期使用，也是需要不断地完善，也是社会科技理念的重要发展体精，也是电光源科技利用在可见光通信技术的关键，需要不断的完善其结构，以使可见光的使用效率提高，推进科技创新的理念对我国通信技术的发展，改善我们国家在节能光源的使用方面。
3.3可见光通信技术的光源
我们如果想了解可见光通信的技术，就要对它的光源进行探索，众所周知，可见光是光照的闪灼规律形成的，就是通过LED信号传输的，这种信号的传输是因为高效的立体系统，是不能用我们普通的肉眼识别的，它是需要用合理的条码来标注，首先系统会把标注好的编码进行分类，然后在完成以数字传送的方式达到信息传输的任务，从而完成整个的发送。第二就是把光源在接洽上进行相应的过滤，调整它的解码模式。最后在通过客户端把光源所代表的数字，在室内进行接收，因此在整个工艺的结构上，系统需要对整个光源的LED模式进行合理的安排布局，它自己会找到光源的覆盖点，然后在利用其通信技术接收信号。
4. 对于可见光通信技术的研究
可见光通信的研究和使用，是我们国家社会建设经济发展的方向，是我们国家社会科技创新进步的重要点，在其使用中，把绿色节能这一特点应该全面的表现到通信技术的发展探究上，将照明以及通信技术的发展需要不断的提升，以此来满足全国人民日常生活对通信技术的需求[3]。
结束语：
通过我们对可见光通信的理解以及应用，我们可以看到在通信技术上面的发展以及研究中，通信技术对可见光运用是十分重要的。可见光通信技术现在属于全球热门的一项技术研究，科学技术的进步带动了可见光通信的发展，主要就是利用可见光通信技术的研究为基础点，对它的工作性能以及原理进行全面的探索，包括了它的应用领域进行探知。可见光通信技术是以光源为关键性的技术，以编码数字的方法来进行分析从而在一定程度上环节通信的干扰性，以此来达到通信数据的传送，我们国家需要对可见光通信采用更为重要的发展手段，利用它的技术来发展白光LED可见光对社会的促进，以此推进我们国家社会经济建设的发展。
参考文献：
[1]蒋沐岑.可见光通信及其关键技术浅析[J].通讯世界. 2015(16).：32.
[2]黄玺如，莫楠，姜荣旭，王鑫. 可见光通信技术的研究与设计[J]. 现代工业经济和信息化. 2018(14).：121-122+124.
[3]王辰阳，高勇，李恒武.基于可见光通信的数据单向传输系统研究[J].网络安全技术与应用. 2018(10).：81-82.
作者简介：
韩桂云(1991-)、女、汉族、天津、中电晶锐(天津)激光技术有限公司、助理工程师、本科工学学士、电子信息工程、激光器光通信方向、激光器研发.
作者：韩桂云 张鹏 张培培 李岩 王宽
第二篇：现代光通信发展趋势研究
摘要：光纤通信在现代电信网络中占有重要地位，已成为当今社会的主要通信技术。随着信息理论的不断发展和通信技术的不断提高，现代光纤通信在通信领域越来越受到重视和广泛应用。本文主要从现代光纤通信的概念、特点、应用以及发展趋势四个方面展开论述。
关键词：光纤通信的特点、光纤通信发展趋势
一、光纤通信的概念
光纤通信是一种以光波为信息载体，以光纤为传输介质，将信息从一端传输到另一端的通信方式。它已成为世界范围内最常见的一种通信传输方式。时至今日，光纤通信已经过了半个多世纪的发展历程。它彻底改变了人们的通信方式，是当代通信技术的重要标志[1]。
二、现代光纤通信的特点
现代光纤通信具备以下几个方面的特点：(1)保密性能强。由于普通电缆在传输信号时容易发生电磁信号泄露，如果有探测设备进行检测，很容易监听到信号内容。并且随着使用年限的增加，电缆线会发生线路老化，进而容易受到外界电磁环境的干扰，降低信号传输质量。这些都容易造成泄密问题。光纤通信是根据全光反射原理将光信号完全限制在光导纤维中，封闭性强。加之外部环绕的保护层，使其保密性能大大增强。(2)通信容量大。由于光频谱拥有非常宽的带宽，高达太赫兹，相比传统的通信方式带宽增加了一百多倍。这进一步促进了密集波分复用技术的发展，使得单根光纤传输容量高达上百吉赫兹。(3)抗干扰能力强。光纤的组成原料是二氧化硅，是组成沙子的主要材质，其具有较强的抗腐性。所以能保证其长距离传输时不受干扰。除此之外，由于光纤通信是依据全光反射来进行信号传输，因此也能防止外界电磁波的干扰。(4)通信距离远。光纤在传输过程中损耗极低，目前单模光纤最大通信距离可达几十甚至几百公里[2-3]。
三、现代光纤通信的应用
现代光纤通信的应用主要体现在以下几个方面：(1)光纤接入网技术的应用。当今的网络建设已经逐渐向光纤接入网的方向发展，即光纤到户、光纤到楼等形式。光纤到楼是指光网络单元直接进入商楼或住宅小区，然后通过多对绞线将光纤业务接入商楼或住宅的各用户。它是一个从一点到多点的放射状结构，相比传统的点对点结构更经济。(2)全光交换(OXC)技术。光纤通信技术的难点主要是解决光信号交换和传输的问题。传统的通信网在进行光信号交换时，往往采用“光-电-光”转换的方式进行交换。这样不仅浪费能源，而且效率低下。随着全光交换技术的发展和应用，在传输交换节点将实现“光-光”的直接转换。(3)单纤双向传输技术。目前大部分行业使用的光纤是双纤双向的传输技术。通过将收发信号调制到不同的光信号波段中，可以实现单纤双向传输的效果。这样可以进一步节省光纤资源。
四、光纤通信技术的发展趋势
随着通信网的不断扩大以及通信技术的发展，传输网中的数据业务大大增加，光纤通信网络也开始慢慢显现带宽不足的问题。如何才能更好的解决光纤网的传输带宽问题?从总体来看，还是两个思路。一，是通过更先进的技术，把传输网网络的物理带宽变得更大。二，是加强网络的调度能力，提升效率。目前，光纤通信的单波100G已经广泛商用。200G、400G的光模块光通道，基本上都是基于单波100G。400G光模块在2019年左右就已经成熟商用，国内并没有广泛采用400G，一方面是因为要循序渐进(考虑成本)，另一方面是基于网络架构的需求。未来，单波400G将是下一代OTN技术的基础传输速率。从底层技术来看，一方面可以采用更先进的调制技术，或者使用更大的频谱带宽。一般情况下，波道采用C波段，频谱资源是4THz。如果采用C+L波段，是11THz，相比C波段提升了175%。这可以显著提升光纤资源的利用率。另一方面研发新型光纤，提高单根光纤中的纤芯数，或引入材料学技术，降低光纤传输过程中的损耗。此外，人工智能技术的发展也有可能改善网络的运维环境。通过建立人工智能算法模型，使得AI能够接管网络的运维工作，真正形成智能化网络[4]。
五、结语
现代光纤通信具有安全性强、通信容量大、抗干扰性能好、传输距离长等特点。它已广泛应用于通信领域。在日常生活中，計算机、网络会议、数字电视、移动电话网络和可视电话都将通过现代光纤通信技术传输信息。随着人们对各种通信服务需求的不断增加，光纤通信技术的发展和进步必将进一步推动通信产业的发展。
参考文献
[1]吕向东，梁雪瑞，喻千尘，马卫东.光通信技术研究现状及发展趋势[J].电信科学，2019.
[2]李可.浅析光纤通信技术及其应用[J].通信设计与应用.2019.
[3]王佳璇.浅析现代光纤通信的特点及其应用[J].中国新通信.2013.
[4]姚志刚.现代光纤通信技术的现状和发展探讨[J].中国新通信.2015.
作者：孙鲁兵
第三篇：白光LED无线光通信系统研究
摘要：可见光通信技术是基于白光LED照明光源的无线光通信技术，在电磁干扰场合可代替射频通信，应用前景很广阔。目前白光LED在提供室内照明的同时，已被用作通信光源实现室内无线高速数据通信。本文主要研究的是白光LED加载数字信号，并将信号编码发送，经过空气中长距离传输，接收信号通过电流电压转换、电压放大、比较整形、解码还原发送信号的技术，并在此技术之上加载语音信号传输，展现了本文所介绍的白光通信系统的实用价值。
关键词：白光LED，光通信，无线高速数据通信，语音信号传输。
1 引言
可见光通信技术(VLC，Visible Light Communication)的研究与发展与射频无线通信相比，具有无需频带申请、造价低，小尺寸，高增益接收等众多优点。可见光通信技术最早由日本科研人员提出并展开研究，而我国也早在2008年由暨南大学教授陈长缨研制出国内首台白光LED可见光通信样机。但目前光通信系统大多仍在实验阶段，且LED白光灯响应频率低、传输距离有限、光的散射等因素都是影响LED光通信发展的巨大问题。
2 光通信相关技术研究
本系统以FPGA为核心，通过PIN光电二极管获取白光LED的光信号，经过电流-电压转换，电压放大，电压比较，将发送端传播的信号完整的还原。本系统设计可分为以下模块：信号的AD转换模块(analog to digital)、编码模块(coding block)、白光LED的驱动模块(white LED drive block)、白光LED的接收模块(optical receive block)、解码模块(decoder block)、DA转换模块(digital to analog block)、滤波模块(filter block)、语音模块(voice block)。下面对白光通信系统各模块进行逐一论证分析。
2.1白光LED的驱动模块论证与选择
DD311芯片是单通道输出的LED横流驱动器，内部建有电流镜与电流开关组件，它是专门为驱动大功率LED而设计的芯片。DD311可以驱动高达1A的渗入电流，并可通过调整参考输入(IREF)电流来任意设定输出电流的大小。输出电流约为100倍的输入电流，输入电流可由调整外挂电阻或偏压电压来设定。微调或使能偏压电压可校正LED的亮度，芯片的输出端可以承受高达33V的电压，可以支持多个大功率的LED串接使用。内建输出使能端，可轻易的实现大功率LED的高灰阶应用 。
2.2白光LED的驱动模块论证与选择
SFH206光敏二极管(light sensitive diodes)的接收面积比较大，可以大幅度提高信号灵敏度和传输距离，价格也比较便宜。
2.3比较器的选择论证与选择
LM311是高灵敏性的电压比较器，能工作在5.0到30伏单位电源或正负15伏分离电源上，它的输出可以驱动以地为参考或以正电压为参考、或以负电压电源为参考驱动的负载。可以驱动各种逻辑。在电流达到50毫安时，此输出还可以把电压切换到50伏。并且此电压比较器适用于高速比较电路，较LM393等常用芯片比较速度快的多，适合于本设计中高速信号的比较。
2.4编码方式的论证与选择
编码方面选用4B5B编码，4B5B编码是一种冗余编码体系，用5比特(bit)的编码来编码4比特的输入数据。这种编码方式要求每个5比特码组中不含多余3个“0”， 或 者不会少于2个“1”。将5比特码组转换成电信号的波形采用了NRZI，及不归零制，且在每个“1”的持续时间的开始处都有电平跳变。该编码方法已经广泛用于100Mbps以太网和FDDI环形网。这种编码的特点是将欲发送的数据流每4bit作为一个组，然后按照4B/5B编码规则将其转换成相位5bit码。5bit码总共有32种组合，但只采用其中的对应4bit码的16种，其他的16种或者未用，或者用作控制码，以表示帧的开始和结束，光纤线路的状态(静止、空闲、暂停)等。
2.5缓存方式的论证与选择
双口RAM缓存。双口RAM是常用的多端口储存器，是可以允许多CPU同时访问的储存器，可以大大提高通信效率，并没有对CPU过多的要求，特别适合各种异种CPU之间异步高速系统中。双口的RAM是最常见的共享式多端口存储器，它最大的特点就是存储数据共享。一个存储器配备两套独立的地址、数据和控制线，可允许两个独立的CPU或控制器同时异步的访问储存单元。数据共享后，必须存在访问仲裁控制。内部仲裁逻辑控制提供以下功能：对同一地址单元访问的时序控制;存储单元数据块的访问权限分配;信息交换逻辑(例如中断信号)等。
2.6 滤波器的选择与论证
数字滤波(digital filter)稳定，可靠性高，并不存从在阻抗匹配(impedance matching)、特性波动、非一致性等问题，最重要的是数字滤波器可以轻松实现高阶滤波器(higher order filters)设计，衰减系数大。此方案中采用基于窗函数(window function)的FIR数字滤波器设计，滤波效果明显。
3 系统理论分析与计算
3.1 总体框图设计
3.2白光LED电路
白光驱动DD311是专门驱动LED灯的芯片，是单通道的LED横流驱动器，可以驱动高达1A的渗入电流
3.3参数计算及原理论述
白光LED的接收电路，由三个运放组成，第一个为电流-电压转换器，第二个为电压放大器，第三个为电压比较器。在高增益的情况下，给电流-电压转换器增加电压增益会增大带宽。由于有了这部分的增益，转换器相应的阻抗就会减少，而此时相应的总跨阻抗不会减少。这样随着阻抗的减少，寄生电容旁路造成的带宽限制会相应的增加。然而电流-电压转换器与电压增益之间的结合降低了噪音性能，产生了一个带宽和噪音之间平衡的问题。明智的设计可以令带宽的增加程度大于噪音的降低程度，经分析之后有两种方案可以解决此问题，一个是简单的在电流-电压转换器后面增加一个电压放大器，另一个就是给电流-电压转换器自身增加电压增益，在这里我们采用的是第一个方案，因为它可以提高更多的带宽。在图2中，位于电流-电压转换器后面的放大器是提供电压增益，并产生一个总的输入到输出的互阻。值很大时，这个阻抗的降低会减小电阻对寄生旁路的敏感度，同时也会使带宽以因子提高。然而由于增加的放大器的带宽有限，造成了带宽可以提高的上限，但在本次设计当中，带宽足够，所以就不再考虑增加带宽的更优化的电路。第三个运放是比较器。它将一个模拟电压信号和一个参考固定电压相比较，在二者幅度相等的附近，输出电压将产生跃变，相应输出高电平或低电平。比较器可以组成非正弦波形变换电路及应用于模拟与数字信号转换等领域。由于接受到的信号有些变形和失真，因此对信号应该再次进行判决和处理，将信号还原。通过幅度检测来实现信号的判决再生，把输出的信号与参考电压进行比较，在输出端以数字信号“0”或“1”表示比较结果，从而将PIN输出的信号还原为数字信号。
4 总结
可见光通信因其保密性好，无需频带申请等优势，已成为一种新兴的無线通信技术，各国都对其不断经行研究分析，随着研究分析的深入，可见光通信系统的应用必将越来越广泛。
参考文献
[1]胡国永，陈长缨，陈振强.白光LED照明光源用作室内无线通信研究[J].光通信技术，2006， 30(7)：46-48
[2]于志刚，陈长缨，赵俊.白光LED照明通信系统中的分集接收技术[J].光通信技术，2008，32(9)：52-54
[3]傅倩，陈长缨，洪岳，等.改善室内可见光通信系统性能的关键技术。自动化与信息t程，2010，(2)：4—7.
作者：黎之恒 赵升