自由空间光通信浮出水面 [转帖]

zz2784

宽带无线接入技术真是层出不穷，从MMDS、LMDS接入到以IEEE802．11系列和HiperLAN为代表的无线局域网接入，再到VSAT宽带卫星接入，再加上以蓝牙、红外为代表的短程无线互联技术，真是百花争艳，令人目不暇接。然而就在此时，又有一种宽带无线技术——自由空间光通信（FSO：Free Space Optical Communication）技术浮出水面。作为解决“最后一公里”瓶颈的有效途径，FSO引起了业界的关注。 FSO的技术优点 自由空间光通信是光纤通信与无线通信相结合的产物。它以大气为媒质，通过激光或光脉冲来传送数据信号。概括说来，FSO具有下列优点： 1．不需频率许可证。与大多数中低频段电磁波不同的是，300GHz以上的电磁波频段的应用在全球都不受管制，可以免费使用，唯一的要求是设备功率不能超过国际电子技术委员会规定的功率上限（IEC60825－1标准）。 2．频带宽。自由空间光通信和光纤通信一样，具有频带宽的优势。FSO网络有点到点、点到多点和格形三种组网方式。目前，当采取点到点的组网方式时，FSO能支持155Mbit／s－10Gbit／s的传输速率，传输距离在2公里～4公里之间；当采取点到多点的组网方式时，FSO同样能支持155Mbit／s－10Gbit／s的传输速率，但传输距离为1公里～2公里；当采取格形的组网方式时，FSO支持622Mbit／s的传输速率，传输距离为200米～400米。 3．成本低廉。由于以大气为传输媒质，免去了昂贵的光纤铺设和维护工作。有资料表明，FSO系统的造价仅为光纤系统造价的五分之一左右。此外，由于只须在通信点上进行设备安装，因此FSO系统的工程建设很快，只需几天甚至几小时，而且安装灵活，特别适合临时使用和复杂地形中的紧急组网。 4．安全性能好。由于激光有着非常优良的定向特性，保持窄波束，因此除非其通信链路被阻截，否则数据不会外泄。另外FSO通信系统本身也对数据链路进行加密，保证了通信的安全性。 FSO存在的主要问题 尽管激光的定向性很好，但波束还是会随传输距离的增加而慢慢变宽，超过一定距离后就难以被正确接收。目前测试表明，在1公里以下FSO系统才能获得最佳的效率和质量。另外，由于波束的传输不能受到阻挡，飞鸟也会对FSO产生影响。 由于光信号裸露在大气中进行传输，势必会受到气象条件的影响。风力和大气温度的梯度变化会产生气穴，气穴密度的变化将带来光折射率的变化，这会造成光束强度的瞬时突变，即所谓的“闪光”，严重影响FSO的质量。另一个严重降低FSO质量的天气因素是雾气。此外，下雪、下雨也会降低FSO的质量。 影响FSO性能指标的另外两个因素是大风和地震。由于FSO系统的收发设备一般都安装在高楼之上，因此，大风引起建筑物的晃动或地震都会造成光路的偏移。目前已有“偏光法”和“动态跟踪法”两种手段用以解决这一问题。 FSO的市场潜力 尽管存在不少问题，但自由空间光通信的技术优势更为明显。不过，任何技术要想取得真正的成功，必须经受住市场与用户的考验。由于光纤成本过高，用户无法在短期内实现光纤接入，而他们却渴望享受宽带接入带来的便利，于是，FSO成了他们实现“最后一公里”宽带接入的替代选择。需要指出的是，DSL、LMDS和以太网是目前宽带接入的主流方式，但和FSO相比，它们建设成本要高、建设周期要长、所提供的带宽更是远远不及FSO。FSO的另一个主要应用是作为光纤通信系统的备份，即对光纤通信设施进行冗余备份设计时，选用FSO作为备份链路，以节省投资。FSO还可以用于城域网的扩展，即在现有城域网上向外延伸、连接新的网络；FSO还非常适用于企业网、校园网等局域网，实现各局域网网段的互联。可见，自由空间光通信技术有着广阔的市场需求。StrategisGroup曾预测FSO设备的全球销售额将在2005年达到20亿美元。这也表明了业界对FSO技术的看好