無線光通信(FSO)技術是什么意思

FSO是光通信和無線通信結合的產物，是用小功率紅外激光束在大氣中傳送光信號的通信系統，也可以理解為是以大氣為介質的激光通信系統。

FSO有兩種工作波長：850納米和1550納米。850納米的設備相對便宜，一般應用于傳輸距離不太遠的場合。1550納米波長的設備價格要高一些，但在功率、傳輸距離和視覺安全方面有更好的表現。1550納米的紅外光波大部分都被角膜吸收，照射不到視網膜，因此，相關安全規定允許1550納米波長設備的功率可以比850納米的設備高兩個等級。功率的增大，有利于增大傳輸距離和在一定程度上抵消惡劣氣候給傳輸帶來的影響。FSO和光纖通信一樣，具有頻帶寬的優勢，能支持155Mbps～10Gbps的傳輸速率，傳輸距離可達2～4公里，但通常在1公里有穩定的傳輸效果。

點對點的無線通信在技術上說起來容易，真用起來挺麻煩的。最大的麻煩就是要到無線電管理部門辦理許可證，辦不辦下來是個問題，真辦下來了，還要交一大筆頻譜占用費。無線光通信（Free Space Optical，FSO）則省卻了這一系列的麻煩。它用光代替無線電波在空間中傳輸信號，單束光的帶寬比整個無線波譜都寬，信號間無干擾，保密性強，也無需到無線電管理部門辦許可證。
????
???? 代替光纖連接企業網
????
???? FSO通信設備最初是無線設備生產商為寬帶服務運營商開發的一種在不易進行光纖布線的地段代替光纖設備的網絡連接方案，沒想到被很多企業用戶看好，紛紛用在了企業內部網的互聯建設上，這實在出乎設備生產商的意料。企業看好FSO的理由有三點：一是綜合成本低，用它可以省去租用專線和鋪設光纖的一大筆費用；二是通信質量好，無線光通信是一種本地環路技術，最低速度為45Mbps（相當于T3線路），最高為2.5Gbps（相當于OC-48線路）；三是運營商級的通信質量足以滿足企業網絡應用的各種要求。目前，很多企業把FSO網絡與光纖網、微波網和高頻段無線網結合起來使用，發揮各自的優點，彌補彼此的不足。
????
???? FSO不用激光而是采用紅外光作為傳輸媒質，當收發器架設在大樓間時，不至于對人們的正常工作和生活造成影響。FSO通信系統隨著通信距離的增加信號功率會不斷衰減，但通信速率卻不受影響。如果在某段距離內，FSO通信設備能正常工作在10Mbps的速率上，那么它在10Gbps甚至10Tbps的速率上也能很好地工作。要保證FSO設備高速穩定地工作，往往要在光纖設備端增大光功率，而不是再生新的信號，這樣，就可以充分利用DWDM以及其它常規光纖通信設備的功能。LightPointe公司就推出了基于這個原理的新產品。LightPointe的系統以超快的帶寬速度提供安全可靠的無線傳輸，速度最高可達2.5Gbps，產品適應性強，不依賴于通信協議，可解決城市地區的連接問題，而且可提供電信公司等級的網絡可用性。
????
???? 影響FSO效率的因素
????
???? 距離對FSO通信的影響主要表現在可靠性上。衡量可靠性有個指標叫LINK MARGIN，單位為dB，其意義為FSO設備正常工作所允許的最大功率損耗。一個典型的FSO系統的LINK MARGIN值為20dB，在天氣晴好的條件下，每公里光信號的功率損耗大約為1dB，所以，無線光通信系統的最大工作距離就是20公里。FSO采用的紅外光在空氣中傳播時易受各種氣候因素的影響，如雨、強烈日光引起的光的散射和霧。在大霧天氣下，信號衰減可達到每公里400dB，這使FSO系統的有效工作距離不到50米，比無線LAN還要短。陽光強烈照射下，空氣溫度和密度不均產生的光的散射現象也會使光信號衰減。影響可靠性的另一個因素是光束聚焦的準確性。有的系統采用精密的跟蹤系統，消除接收器的微小偏移對精確聚焦的影響，還有的系統以一定的偏移角度發射光束，不但能消除接收器位移帶來的聚焦不準問題，還能應付鳥或樹葉對光束的短暫遮擋。
????
???? 其他無線方式做補充
????
???? 為克服惡劣天氣對光傳播的影響，不少公司都提出了各具特色的設想和產品，做得最好的能將LINK MARGIN值提高到40dB。Attochron公司已經做出了對付大霧的產品。但是從技術上說，對付大霧的最佳方案還是無線電波。無線電波的頻率比光低很多，可以輕松穿過濃霧；但在普通的無線頻譜內，不可避免地又會遇到普通無線電技術所無法回避的一系列麻煩。因此，專家們打起了傳統無線頻譜之外的無線頻譜的主意。目前，還未被開發利用的頻譜基本集中在T-RAY頻段，這一頻段與紅外光極其接近。工作在這一頻段的FSO設備可以將無線電波和可見光的優點結合起來，在濃霧天氣中也可以高速傳輸數據。目前，T-RAY頻段的光通信設備還在研制階段。同時，另一類工作在高頻段的無線通信設備已經面世。2001年，FCC公布了無需辦理許可證的W頻段，該頻段下起59GHz、上至64GHz，足有5GHz的帶寬，是所有廣播、手機、WLAN帶寬總和的好幾倍。工作在W頻段的微波通信設備通過高效的調制技術能使數據傳輸速率高達1.25Gbps，FCC的專家估計，這類設備的最高數據傳輸速率可達100Gbps。Harmonix公司已經推出了最高傳輸速度為1.25Gbps的W頻段產品。
????
???? W頻段微波設備也有其弱點：大霧奈何不了它，但雨天對它則有很明顯的影響。因此，在部署這類設備前，要分析當地降雨的年平均分布規律。FCC將北美劃分成許多降雨帶，對于W頻段無線設備而言，每個降雨帶的信號傳輸距離和可靠性都不相同，同一套設備在弗吉尼亞有99.9999%的接通率，而在佛羅里達則可能只有99.99%。顯而易見，在終年無雨的地區，W頻段設備是最佳選擇，在常年沒有霧的地區，用FSO最合適。除此之外，把二種設備結合起來使用是最現實的選擇。
????
???? 現在，已有廠商推出了結合FSO技術和W頻段無線技術的復合型產品，在極端天氣出現時，設備可自動在FSO和W頻段模式間切換。在一般天氣里，兩類設備同時運行，其中一臺作為冗余備份，這一方面可將可靠性從單臺的99%提高到99.99%，另一方面還可防止意外的光線遮擋。綜合W頻段無線技術和FSO技術的復合型設備現在還比較昂貴，但不久價格會有大幅下降。專家介紹，要把在寬帶建設大潮中鋪設的光纖資源充分利用起來，W頻段無線技術和FSO依然是最佳的選擇。據RHK分析公司的統計，在美國，只有5%的公司擁有光纖網絡，而其中的75%的公司網絡與光纖骨干網的距離在1英里之內。FSO和W頻段無線技術既可以將本地光纖網進行互聯，同時也可作為寬帶接入網。
????
???? 寬帶應用熱的姍姍來遲使很多無線設備供應商的日子很不好過，但無線光通信設備的發展一直呈穩健之勢。據技術與市場研究公司Strategies估計，2001年無線光設備的研發總投資達10億美元，比2000年增長了60%。除了企業應用，無線光網還可用來連接3G網絡的基站，這樣，FSO的應用前景將更加廣闊。