光纤通信:充满生机的无线光接入

1/1/2008来源:无线技术人气:2377


  在2000年悉尼奥运会上,Terabeam公司成功地使用FSO设备进行图像传送,并在西雅图的四季饭店成功地实现了利用FSO设备向客户提供100Mb/s的数据连接。该公司还计划4年内在全美建设100个FSO城市网络。
  
  在国内,清华同方研究发展中心一直致力于“Last Mile”解决方案的探索,于2001年12月成立了“FSO技术跟踪研究小组”,并在今年推出自由空间光通讯产品TFOW 100-1,完成了1000米点到点通讯样机的检测。
  
  任何一种技术的崛起源于市场的需求。随着FSO技术发展成熟,FSO技术必定成为脱颖而出的通信手段。
  
  具有“虚拟光纤”美誉的FSO技术以激光为载体,用点对点或点对多点的方式在空气中实现连接,FSO技术不是一项新技术,30多年前就被美国军方以及美国太空总署用在偏远的地方提供高速连接
  
  FSO技术具有与光纤技术相同的带宽传输能力,使用相似的光学发射器和接收器,甚至还可以在自由空间实现波分复用(WDM)技术。
  
  FSO作为一种宽带接入方式,可以传输数据、语音和影像等内容。目前市场上的产品最高支持2.5Gbps的传输速率,最大传输距离为4000m。不过FSO技术在理论上没有带宽上限,160Gbps的设备正在研制当中。FSO具有高带宽、低误码率、安装快速、使用方便、伸缩性好、安全性高等特点,但是也受诸如受恶劣天气(雾、散射和风雪等)等的影响。
  
  FSO技术以前更多是作为一种宽带接入的补充方式出现,其用以城市密集区的短距离连接方面有很大的优势(其施工方便、工期短、价格低廉),因此,在有难以逾越的布线障碍物或对建网速度要求快的情况下,FSO可在建筑物之间成为替代光纤的一种网络连接方案。
  
  物美价廉的技术
  FSO系统是一种物美价廉,有广泛应用前景和巨大市场潜力的通信系统。由于它的技术特点,在解决宽带网络“最后一公里”瓶颈方面有着重要意义和作用:
  
  骨干网的扩展:通信服务厂商在骨干网建设上花费大量资金,以提升网络整体性能与快速发展的市场需求。但是,在最后一公里的建设上,通信服务厂商却着力不多,而其实很多网络应用的瓶颈不在骨干网上而是在最后一公里。为了在现有的骨干网上,快速进行扩展和向外延伸,FSO是一种不错的选择。
  
  光纤网络的备援:目前大多数电信运营商都采用两条光纤连接来保证所构建的商业应用网的安全。现在,运营商无需部署两条光纤链路,可以选择FSO系统作为备份光纤的冗余链路,以节省投资。
  
  宽频接入:目前主干网的频宽容量急剧增加,从622 Mbits到10 Gbits,再到更高的40Gbits DWDM。同样,客户端网络的频宽也从10 Mbits增加到100 Mbits,再到Gb的以太网络。仅网络接入部分仍未有可突破频宽成本与容量瓶颈的有效解决方法。无线通信的宽频网络接入瓶颈更为严重,因此,在此部分FSO有很大的发展空间。
  
  企业应用:由于FSO是以小功率的红外激光束为载体,可将收发器装设在楼顶或窗外传输数据。FSO的灵活性使它可以应用于许多企业和学校,例如企业LAN到LAN的连接及校园网的连接。以FSO来代替光纤接取各局端,不但能降低成本,而且具有更高的传输速度。
  
  无线基地台数据的回传:FSO亦可用来接取行动电话基地台与交换中心,将基地台接收的信号传至与有线公用电话网相连的交换中心设备。
  
  其它需要高速接取的终端:由于FSO网络建设时成本低、操作简单,因此可以用在其它高速连接的终端应用。如:楼与楼之间、横跨诸如公路与河流之类复杂地形、灾难恢复及临时解决方案的网络快速部署方案。
  
  瑕不掩瑜
  当然,FSO在应用过程中也存在一定的瓶颈,基光束在传输中极易受大雾等恶劣天气的影响。在恶劣的天气下,光束传输的路径可能会发生改变,而降低通信的可靠性。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。此外,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。
  
  随着城市建设步伐和力度的不断加大,城市的覆盖面积也在不断增加。各大运营商在抢占通信市场的时候,纷纷着手建设自己的基础网络设施。目前,城域网的建设可谓日新月异,通信带宽可达10G,已基本上能够满足数据通信的需求。如何高效、低成本地实现城域网的扩展,快速占领新市场,越来越受到各大电信运营商的关注。而采用无线光通信可以满足城市边缘网通信中对数据通信带宽的需求。
  
  同样在校园网、小区网或大企业的内部网建设中,经常会碰到这样一种情况:马路对面的新建大楼急需接通,可挖路许可证却迟迟不能得到批准或者根本就无法取到。这时候无线光通信技术便可以大显身手。无线光通信设备配备标准RJ45接口或光接口,且对协议透明,可以非常方便的完成局域网的连接。
  
  目前,随着移动电话用户的迅猛增长和移动数据业务的推广,无线网络需要具有更高的带宽和容量。现有的第二代移动通信系统已不能满足这一要求,从而使3G成为当今电信业的热点。如何充分地利用现有资源,在最低投入、最快速度的情况下实现从现有的第二代网络2G向第三代网络3G平滑过渡,成为移动网络运营商最为关注的问题。FSO作为一种接入技术,因为其自身的特点和在施工、带宽、成本等方面的优点,已逐渐成为各大运营商的首选方案之一。
  
  FSO尽管仍存在不少问题,但其技术优势更为明显。目前,FSO的优势正在逐渐吸引运营商,而其劣势正在被技术的进步所抵消。据悉,由于技术的进步,FSO在大气中的可视距离范围内,实现全天候“最后一公里”无线光通信已经没有技术障碍。但章志坚表示,在发展中还应采取积极务实的科学态度,避免使FSO的应用误入歧途。为提高FSO的可靠性,应着重于“最后一公里”的短距离高速传输。相信随着FSO技术发展成熟,在未来几年内,FSO技术必定成为脱颖而出的通信手段。
  
  在过去的几年中,FSO备受一些用户的青睐。纽约世贸中心受到袭击的第一时间,纽约州联合法院系统选择了FSO,双塔倒塌后不到一周的时间内,3个FSO系统迅速恢复了通向曼哈顿法院的业务。