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1 FSO：無線寬帶接入的新選擇

云知道


提起無線接入，不少人就會談到藍(lán)牙、微波這些被炒得很熱的技術(shù) 。不過，還有一種無線技術(shù)卻鮮為人知，它就是自由空間光通信（FSO）技術(shù) 。作為一種新的“寬帶”選擇，在國外它已經(jīng)開始得到日益廣泛的應(yīng)用 。尤其是“9.11”事件后，它受到了更多人的青睞 。

在上個世紀(jì)末的光纖網(wǎng)絡(luò)建設(shè)熱潮中，業(yè)者把重點(diǎn)放在骨干網(wǎng)絡(luò)上，目前，我國許多城市已基本實(shí)現(xiàn)光纖到路邊（FTTC）、光纖到小區(qū)（FTTZ），但是從路邊、小區(qū)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(yè)務(wù)的瓶頸 。為解決這個問題，電信、廣電和一些網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(guān)注——它就是自由空間光通信（FSO）技術(shù) 。

FSO及其發(fā)展由來

自由空間光通信系統(tǒng)（FSO：Free Space Optical Communication System），是一種新型無線寬帶接入技術(shù) 。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(nèi)傳送分組數(shù)據(jù)的通信系統(tǒng) 。盡管60年代就有人對無線光通信進(jìn)行過研究，但當(dāng)時主要用于軍事及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。80年代初期歐美、日本、以色列等國家在軍事國防、航天領(lǐng)域上已有頗多成功的應(yīng)用實(shí)例 。80年代后期開始有廠商投入商品化產(chǎn)品的開發(fā)，不過由于傳輸距離等技術(shù)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(shù)的飛速發(fā)展，無線光通訊器件變得便宜而可靠耐用，使FSO設(shè)備的造價大大降低 。人們才又逐漸開始其商業(yè)應(yīng)用的研究 。

在國外，F(xiàn)SO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(yè)服務(wù)，如在美國，有幾乎90%的辦公大樓與電信業(yè)務(wù)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(tǒng)，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(nèi)，F(xiàn)SO的應(yīng)用在2002年以前還沒有先例 。2001年12月，清華同方研究發(fā)展中心致力于“Last Mile”解決方案的探索，成立了“FSO技術(shù)跟蹤研究小組”，今年8月，完成了1000米點(diǎn)到點(diǎn)通訊樣機(jī)的檢測 。目前，該方案可以應(yīng)用在兩辦公樓、小區(qū)樓與樓之間、穿越河流、公路等場合 。

FSO工作原理及技術(shù)難點(diǎn)

FSO網(wǎng)絡(luò)主要有3種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)（星形）和網(wǎng)狀，也可以把它們組合起來使用 。FSO技術(shù)相對是簡單的，相連的二個FSO 單位均由一個激光發(fā)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(diào)制后的激光通過透鏡發(fā)送，另一方的透鏡接收后將信號經(jīng)由光纖連至一個高敏感接收器加以解調(diào) 。（見圖1）

然而，F(xiàn)SO是一種視距寬帶通訊技術(shù)，傳輸距離與信號質(zhì)量的矛盾非常突出，當(dāng)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(diǎn)正確接收 。目前，在1km以下才能獲得最佳的效果和質(zhì)量 。多種因素影響其達(dá)到99.999%(五個9)的穩(wěn)定性 。
圖一：FSO系統(tǒng)的工作原理

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