FSO：無線寬帶接入的新選擇（1）

2019-11-05 02:18:08

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供稿：網友

　　　　提起無線接入，不少人就會談到藍牙、微波這些被炒得很熱的技術。不過，還有一種無線技術卻鮮為人知，它就是自由空間光通信（fso）技術。作為一種新的“寬帶”選擇，在國外它已經開始得到日益廣泛的應用。尤其是“9.11”事件后，它受到了更多人的青睞。
　　　　
　　　　在上個世紀末的光纖網絡建設熱潮中，業者把重點放在骨干網絡上，目前，我國許多城市已基本實現光纖到路邊（FTTC）、光纖到小區（FTTZ），但是從路邊、小區到用戶的所謂“最后一公里”卻仍然是窄帶的，已成為用戶享受寬帶業務的瓶頸。為解決這個問題，電信、廣電和一些網絡運營公司都為之付出了努力，分別提出了XDSL、Cable Modem、光纖和微波通訊等解決方案。目前，又一種新型的傳輸手段逐漸引起人們的關注——它就是自由空間光通信（FSO）技術。
　　　　
　　　　 FSO及其發展由來
　　　　
　　　　自由空間光通信系統（FSO：Free Space Optical Communication System），是一種新型無線寬帶接入技術。FSO不是用光纖作為傳輸媒介,而是在空氣中用激光或光脈沖在太赫茲（THz）光譜范圍內傳送分組數據的通信系統。盡管60年代就有人對無線光通信進行過研究，但當時主要用于軍事及實驗目的。80年代初期歐美、日本、以色列等國家在軍事國防、航天領域上已有頗多成功的應用實例。80年代后期開始有廠商投入商品化產品的開發，不過由于傳輸距離等技術問題無法突破而告終。直到90年代后期，由于光通訊器件制造技術的飛速發展，無線光通訊器件變得便宜而可靠耐用，使FSO設備的造價大大降低。人們才又逐漸開始其商業應用的研究。
　　　　
　　　　在國外，FSO主要被作為“最后一公里”解決方案之一和用于比較非凡的商業服務，如在美國，有幾乎90%的辦公大樓與電信業務提供商之間沒有光纖連接，假如采用光纖連接，每公里成本約10-20萬美元，通常需要4-12個月才能連通。相反，假如采用FSO系統，每幢大樓的成本約為2萬美元，安裝時間也只需要2-3天。
　　　　
　　　　在國內，FSO的應用在2002年以前還沒有先例。2001年12月，清華同方研究發展中心致力于“Last Mile”解決方案的探索，成立了“FSO技術跟蹤研究小組”，今年8月，完成了1000米點到點通訊樣機的檢測。目前，該方案可以應用在兩辦公樓、小區樓與樓之間、穿越河流、公路等場合。
　　　　
　　　　 FSO工作原理及技術難點
　　　　
　　　　 FSO網絡主要有3種拓撲結構：點到點、點到多點（星形）和網狀，也可以把它們組合起來使用。FSO技術相對是簡單的，相連的二個FSO 單位均由一個激光發射器和一個接收器所組成，以提供全雙工能力。FSO一方通過將調制后的激光通過透鏡發送，另一方的透鏡接收后將信號經由光纖連至一個高敏感接收器加以解調。（見圖1）
　　　　
　　　　然而，FSO是一種視距寬帶通訊技術，傳輸距離與信號質量的矛盾非常突出，當傳輸超過一定距離時（一般為幾公里）波束就會變寬以致難以被接收點正確接收。目前，在1km以下才能獲得最佳的效果和質量。多種因素影響其達到99.999%(五個9)的穩定性。
　　