跨越“最后一公里”——FSO自由空間光通信

時間：2016-08-19作者：深圳市銓順宏科技有限公司瀏覽：277

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多地區(qū)的人們對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笤絹碓酱螅^有研究表明通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展直接影響國家的GDP。
美國花了數(shù)十億美元建造光纖骨干網(wǎng)絡(luò)，但后來卻發(fā)現(xiàn)好像不夠長。在員工**過100人的美國企業(yè)當(dāng)中，十家有九家覺得光纖骨干有點短，差了不到“一公里路”的距離。那么，如何突破這“最后一公里”的瓶頸，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信全面覆蓋，成為一個難題。
那么，光纖通信和微波通信為什么不能解決這一難題呢？
光纖鋪設(shè)時間長成本高，有些地方也非常不適合在地面挖設(shè)。雖然微波技術(shù)日漸成熟，但這種接入方式需要高額的初始投資（頻譜許可證），而且易受干擾。而自由空間光通信FSO，作為一種新興的寬帶無線接入方式浮出水面，是解決寬帶網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”的傳輸瓶頸的有效途徑。
FSO是自由空間光通信（Free-Space Optical Columniation，簡稱FSO）是一種通過激光在大氣信道中實現(xiàn)點對點、點對多點或多點對多點間語音、數(shù)據(jù)、圖像信息的雙向通信技術(shù)。
FSO的工作原理就是光電的轉(zhuǎn)換。在點對點傳輸?shù)那闆r下，每一端都設(shè)有光**機和光接收機，具有全雙工（雙向）的通信能力。光**機的光源受到電信號的控制，并通過作為天線的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，將光信號經(jīng)過空間送到接收端的望遠(yuǎn)鏡，高靈敏度的光接收機將望遠(yuǎn)鏡收到的光信號再轉(zhuǎn)換成電信號。
以下是FSO與光纖及微波系統(tǒng)的優(yōu)點對比 
性能	光纖	微波	FSO
帶寬	Gbps以上	較低	100Mbps~2.5Gbps
保密性	好	較差	好
傳輸距離	120公里以上	60公里	4公里
成本	高	低	低
建設(shè)速度	4-12個月	2-3天	2-3天
**許可	需要	不需要	不需要
頻率許可	不需要	需要	不需要
便攜性	困難	一般	方便
維護	復(fù)雜	一般	簡單
從對比中可以看出，F(xiàn)SO具有以下的特點和優(yōu)勢：


　?。?）頻帶寬，速率高，容量大
這是各種通信的基本原理所造成的。由于光纖內(nèi)部是玻璃，因此光的傳播速度被限制在每秒20萬千米左右，只有激光在空氣中傳播速度的2/3。此外激光可以在兩點之間直線傳播，而光纖的布設(shè)需要考慮建筑的影響。

　?。?）架設(shè)靈活便捷

　　FSO可以翻越山頭，以及在江河湖海上進行通信，可以完成地對空、空對空等多種光纖通信無法完成的通信任務(wù)。FSO可以在幾小時內(nèi)把寬帶信道接到任何地方，而*埋設(shè)光纖，因此在大縮短了施工周期。 

　　（3）適用任何通信協(xié)議

　　FSO產(chǎn)品作為一種物理層的傳輸設(shè)備，可以適應(yīng)任何通信協(xié)議，如SONET、SONET/SDH、ATM、FD-DI、以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)等，并可支持2.5Gbit/s的傳輸速率，用于傳輸數(shù)據(jù)、聲音和影像等各種信息。

　?。?）頻譜資源豐富

　　目前，微波無線通信及其它無線通信方式的頻面幾乎被瓜分完畢，空間發(fā)展余地已所剩無幾，而目前世界上各廠商所提供的FSO設(shè)備，多采用紅外光傳輸，有相當(dāng)豐富的頻譜資源，不會受到頻譜管制的束縛，不需要申請頻率使用權(quán)，因而為FSO靈活地應(yīng)用提供了良好的條件，這是一般微波通信和無線通信無法比擬的。

　?。?）傳輸保密性好

　　因為FSO的波束很窄，且不可見，因此形成通信鏈路后很難發(fā)現(xiàn)。而且，這些波束的定向性很強，如果對準(zhǔn)了某個接收機，要想截獲它，就必須用另一部接收機在視距的范圍內(nèi)與該系統(tǒng)的**機對準(zhǔn)，并要了解如何接收信號等等，這些都是很難做到的。即使波束被截獲，也會很快被用戶發(fā)現(xiàn)，因為鏈路被插入的接收機中斷了。因此，F(xiàn)SO比通常的無線通信系統(tǒng)有高得多的安全系數(shù)，這也一般微波、無線通信無法比擬的。特別是對于軍事通信來說，安全系數(shù)高是較其重要的。

　　（6）小型化

　　FSO的光學(xué)天線尺寸很小，一般只有10cm～30cm（同樣功能的微波通信系統(tǒng)，天線的直徑要有1m到多m），對于激光有很好的聚束作用，即擴束損耗很小，增益很高。另外，F(xiàn)SO所使用的固體和半導(dǎo)體激光器，發(fā)光效率很高，功耗卻很小，不需要有龐大的能源供給設(shè)施，因此系統(tǒng)設(shè)備較易小型化。由于FSO體積較小，無論由機載、艦載、還是衛(wèi)星承載都是十分理想的，如使FSO與定位系統(tǒng)和激光跟蹤系統(tǒng)相結(jié)合，就會有望實現(xiàn)“動中通”。
因此FSO可以視為跨越“最后一公里的”的較終途徑。除此之外FSO還能應(yīng)用在1.一些不宜布線或是布線成本高、施工難度大、經(jīng)**部門審批困難的地方，如市區(qū)高層建筑物之間、公路（鐵路）兩側(cè)的建筑物之間、不易架橋的河流兩岸之間、古建筑、高山、島嶼以及沙漠地帶等。2.移動基站的環(huán)路建設(shè)、場所比較分散的 企業(yè) 、局域網(wǎng)子網(wǎng)之間的連接和應(yīng)急通信。3.于銀行、證券、**等需要穩(wěn)定服務(wù)的商業(yè)應(yīng)用的光纖備份設(shè)備
美國Trimble公司提供了FSO無線解決方案，用戶可以按照自己的需求選擇合適的系統(tǒng)。
 
深圳銓順宏作為美國Trimble的代理商，竭力為客戶提供高品質(zhì)的FSO產(chǎn)品。Trimble FSO 體型小巧，頻帶寬，速率高，安全、保密性強，抗干擾性好，自動對焦，穩(wěn)定可靠。


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