高速無(wú)線技術(shù)-----FSO無(wú)線光纖技術(shù)介紹（速率可高達(dá)2.5G-10G）

光通信方式分為利用光纖技術(shù)的有線通信方式和利用光空間通信技術(shù)(Free - Space Optics：FSO)的無(wú)線通信方式兩種。光空間通信方式是將自由空間作為傳送媒體，主要用半導(dǎo)體振蕩器做光源，以激光束的形式在空間傳送信息。對(duì)該領(lǐng)域的開發(fā)研究曾經(jīng)風(fēng)行一時(shí)。
FSO技術(shù)的歷史可追溯到20世紀(jì)60年代。1960年，梅曼發(fā)明了自然界不存在的紅寶石振蕩器，作為相干性光源使用。第二年， HE-Ne 振蕩器在貝爾實(shí)驗(yàn)室開發(fā)成功。以后，1962年，又成功的開發(fā)了GaAIAs 半導(dǎo)體振蕩器。1970年，GaAIAs振蕩器在日本、美國(guó)以及前蘇聯(lián)實(shí)現(xiàn)了連續(xù)振蕩。小型、高速且可調(diào)制半導(dǎo)體振蕩器的出現(xiàn)成為光傳送研究得以大幅度發(fā)展的契機(jī)。

自從發(fā)明振蕩器后，很快就有人嘗試將其用于室外光通信。在日本，從1965年開始，用1年多的時(shí)間，利用 He-Ne振蕩器，進(jìn)行了6.3公里的折返傳送實(shí)驗(yàn)，以比較光空間通信與微波通信的區(qū)別。另外，NTT公司從1970年到1973年，利用3年時(shí)間在東京都中心地區(qū)設(shè)置了4個(gè)路徑，進(jìn)行了距離在520m～2.5Km的傳送實(shí)驗(yàn)。此次實(shí)驗(yàn)使用的是He-Ne振蕩器(波長(zhǎng)0.63μm)和半導(dǎo)體的LED(波長(zhǎng)0.8μm)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告表明，光源性質(zhì)的不同造成的傳播特性上的差異并非很大。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)還表明，空中傳播造成的偏振面的變動(dòng)較少，且傳播損耗的大小在很大程度上取決于視程。此后，由于低損耗的光纖的出現(xiàn)，使得光空間通信方面的研究紛紛轉(zhuǎn)向光纖技術(shù)領(lǐng)域，光空間通信的研究受到了冷落。

最近幾年，由于光空間通信所需要的各種設(shè)備的價(jià)格下降導(dǎo)致光空間通信裝置本身的價(jià)格降低，同時(shí)，光空間通信所持有的簡(jiǎn)便性、寬帶性、無(wú)電磁干擾性、無(wú)需申請(qǐng)市政批準(zhǔn)等特性，使得這種通信方式重新受到廣泛的關(guān)注。

自由空間光通信和光纖一樣，具有頻帶高的優(yōu)勢(shì)。FSO支持155Mbit/s-10Gbit/s的傳輸速率，傳輸距離在1-4公里之間。

FSO的基本原理及其特點(diǎn)

自由空間光通信系統(tǒng)（FSO）是以大氣作為傳輸媒質(zhì)來(lái)進(jìn)行光信號(hào)的傳送的。只要在收發(fā)兩個(gè)端機(jī)之間存在無(wú)遮擋的視距路徑和足夠的光發(fā)射功率，通信就可以進(jìn)行。

FSO原理圖（摘自http://www.chinafso.com.cn）波迪通訊

系統(tǒng)所用的基本技術(shù)是光電轉(zhuǎn)換。在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸?shù)那闆r下，每一端都設(shè)有光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)全雙工的通信。光發(fā)射機(jī)的光源受到電信號(hào)的調(diào)制，并通過(guò)作為天線的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，將光信號(hào)經(jīng)過(guò)大氣信道傳送到接收端的望遠(yuǎn)鏡。高靈敏度的光接收機(jī)，將望遠(yuǎn)鏡收到的光信號(hào)再轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。由于大氣空間對(duì)不同光波長(zhǎng)信號(hào)的透過(guò)率有較大的差別，可以選用透過(guò)率較好的波段窗口。光的無(wú)線系統(tǒng)通常使用850nm或1550nm的工作波長(zhǎng)。

FSO采用視線激光器生成的光束，通過(guò)空氣從一臺(tái)設(shè)備向另一臺(tái)設(shè)備傳送寬帶數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻。這種技術(shù)可以視為通過(guò)光纖電纜實(shí)現(xiàn)的光學(xué)有線傳輸?shù)耐�等光學(xué)無(wú)線技術(shù)。FSO設(shè)備通過(guò)TIA/EIA標(biāo)準(zhǔn)銅纜或光纖結(jié)構(gòu)化布線系統(tǒng)連接到網(wǎng)絡(luò)上，可以通過(guò)IP業(yè)務(wù)傳送的任何應(yīng)用，包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻和安全應(yīng)用，都可以通過(guò)FSO傳送。

FSO系統(tǒng)采用兩種不同的波長(zhǎng)傳輸窗口提供：780-850 nm和1520-1600 nm。780–850 nm系統(tǒng)可靠性和經(jīng)濟(jì)性高，適合大多數(shù)應(yīng)用，包括1 Gb/s以太網(wǎng)，1520-1600 nm系統(tǒng)則能夠以更高的功率傳送信號(hào)，從而在晴朗的天氣中傳送更遠(yuǎn)的距離。

業(yè)內(nèi)已經(jīng)發(fā)表了大量的文章，比較了780-850 nm FSO系統(tǒng)與1520-1600 nm系統(tǒng)在不同天氣條件下的性能，特別是在下霧時(shí)。如果設(shè)備之間的距離大于500米時(shí)，尤其是霧天，這兩種技術(shù)之間的性能會(huì)有很大的差異。

如果考慮到成本影響，那么采用1520 – 1600 nm波長(zhǎng)的系統(tǒng)成本要比780-850 nm系統(tǒng)高出5-10倍。但就可靠性和可用性來(lái)講，1520-1600nm波長(zhǎng)的FSO系統(tǒng)要比780-850nm系統(tǒng)可靠的多。