通信網(wǎng)banner.jpg)
相關(guān)專題：
王集
隨著通信網(wǎng)建設(shè)的飽和，局域網(wǎng)以及千兆以太網(wǎng)開(kāi)始快速增長(zhǎng)。將這些高速的局域網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)連接到營(yíng)運(yùn)商的通信網(wǎng)絡(luò)，必須依靠容量巨大的接入網(wǎng)絡(luò)。更高速度的寬帶接入方式，當(dāng)前主要限于光纖、寬帶無(wú)線接入LMDS、以及DSL等。如何提供快速、低價(jià)的寬帶接入，成為迫切需要解決的問(wèn)題。
光的無(wú)線寬帶傳輸是新近發(fā)展的接入方式，它利用光束信號(hào)通過(guò)大氣空間，而不是通過(guò)光纖傳送信號(hào)。其傳送終端在原理上與光纖傳送終端十分相似，但由于用在接入系統(tǒng)，因而組成更為簡(jiǎn)單。其主要的特點(diǎn)是：無(wú)需申請(qǐng)無(wú)線頻率，起始投資低，運(yùn)營(yíng)費(fèi)用低，能快速裝設(shè)，且可提供與光纖系統(tǒng)相似的傳送帶寬。已商用的這類系統(tǒng)，容量從100Mbps到2.5Gbps 。也有一些試驗(yàn)采用波分復(fù)用，達(dá)到160Gbps的速率。盡管受到氣象條件的限制，只能在較短的距離內(nèi)使用，一般限于2公里以下。但在許多場(chǎng)合之下，作為一種獨(dú)特的方式，光無(wú)線接入可以起到很好的作用，成為當(dāng)前已有幾種寬帶接入方式很好的補(bǔ)充手段。
系統(tǒng)特色
一個(gè)光的無(wú)線傳輸系統(tǒng)，所用的基本技術(shù)也就是光電的轉(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)，具有全雙工〔雙向〕的通信能力。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)空間送到接收端的望遠(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0.85微米或1.5微米紅外波段。但是，發(fā)送端和接收端之間，必須是互相視線可見(jiàn)的，兩終端之間不能有阻擋。
這種寬帶接入系統(tǒng)最大的特點(diǎn)是其價(jià)格優(yōu)勢(shì)，其中包括：
設(shè)備的價(jià)格，尤其是對(duì)每一用戶傳送單位帶寬的價(jià)格低。初始投資，指最初接入少數(shù)幾個(gè)用戶時(shí)的起始投資低。
網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)公司都希望得到理想的寬帶接入系統(tǒng)。首先要能夠迅速提供業(yè)務(wù)，以便及時(shí)收回投資。這就要求系統(tǒng)能快速安裝和開(kāi)通使用。其次，需要有充足的帶寬容量，為用戶提供更多的業(yè)務(wù)。另外，系統(tǒng)應(yīng)容易擴(kuò)展，不僅總?cè)萘�，而且用戶的�?shù)目，也要便于增加。優(yōu)良的接入方式還應(yīng)能跨越一定的距離，并能達(dá)到較好的可用性。事實(shí)上，已有的接入方式都具有一些特點(diǎn)，在某一定的實(shí)際條件下發(fā)揮其作用。但很難找到一種能滿足上述所有的要求。
光纖接入系統(tǒng)可傳送巨大的容量，但其投資偏大，需要敷設(shè)管道，涉及到諸多的申報(bào)審批手續(xù)，因此開(kāi)通需要等候很長(zhǎng)的時(shí)間。在某些情況下，甚至是不可能裝設(shè)的。近年出現(xiàn)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)〔PON〕，是很有吸引力的方式，其平均到每戶的價(jià)格可大為下降。但光纖的容量也為多戶分享，每戶的實(shí)際帶寬也就不能太大了。而且裝設(shè)的時(shí)間與一般光纖傳送沒(méi)有太大的改善。
固定的微波無(wú)線接入，如LMDS，傳送的總帶寬仍受限制，常在622Mbps以下，并為多用戶分用。此外，必須進(jìn)行頻率執(zhí)照的申請(qǐng)。這種方式的另一個(gè)問(wèn)題是容易受到大雨引起的衰落影響，相對(duì)而言每戶承擔(dān)的價(jià)格也較高。
由此可見(jiàn)，接入方式的選擇，要根據(jù)工程的實(shí)際情況，特別是按照具體的要求，選出最佳的方式。
光無(wú)線的方式可以在一定程度彌補(bǔ)上述兩種方式的不足。它的容量與光纖相近，但價(jià)格卻低得多。它可以直接架設(shè)在屋頂，由空中傳送。既不需申請(qǐng)頻率執(zhí)照，也沒(méi)有敷設(shè)管道挖掘馬路的問(wèn)題。使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的系統(tǒng)，在確定發(fā)收兩點(diǎn)之間視線不受阻擋的通道之后，一般可在數(shù)小時(shí)之內(nèi)安裝完畢，投入運(yùn)行。在考慮到當(dāng)?shù)貧庀蟮臈l件以后，光無(wú)線系統(tǒng)一般可得到99.9%的可用性。如果采用其他系統(tǒng)構(gòu)成主備用，甚至可達(dá)到99.999%電信級(jí)的可用性要求。另外光無(wú)線系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)的連接，還可以有如下的特點(diǎn)：
對(duì)運(yùn)行的協(xié)議透明�，F(xiàn)在通信網(wǎng)絡(luò)常用的SDH、ATM、IP等都能通過(guò)。
系統(tǒng)價(jià)格
光無(wú)線接入傳送每兆畢特，每月的價(jià)格最低，可以低到4美元。這一數(shù)值，只及與之最接近的微波無(wú)線接入的一半。對(duì)光無(wú)線接入技術(shù)，價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)性主要來(lái)自其傳送的大容量和設(shè)備的低價(jià)。加上其附加投資不多，比如同一般的微波無(wú)線接入相比，可省去頻率申請(qǐng)使用的開(kāi)銷，甚至可節(jié)省規(guī)劃的費(fèi)用，安裝又便利。實(shí)際上，已投入運(yùn)用的光無(wú)線系統(tǒng)，容量已達(dá)622Mbps 。
癥結(jié)所在
對(duì)大氣傳輸?shù)墓鉄o(wú)線系統(tǒng)，業(yè)界傳統(tǒng)的觀念，是認(rèn)為其不夠穩(wěn)定，受外在條件影響難以保證可用性。另外，對(duì)人身安全性及傳送的保密性，也存在疑慮。實(shí)際上，經(jīng)過(guò)多年的探索，問(wèn)題逐漸明朗，而且也找到了辦法。
首先，最大的問(wèn)題是大氣介質(zhì)對(duì)光信號(hào)的衰減。多年的研究對(duì)這一影響已經(jīng)比較清楚。波長(zhǎng)為0.8和1.55微米的光信號(hào)，主要的衰減來(lái)自霧。霧對(duì)紅外光的作用，類似于雨引起微波的衰落。由于霧中水氣微粒對(duì)光線的散射作用，使得傳送的光線逐漸變?nèi)�。霧的濃度變化，對(duì)光線衰減的數(shù)值有很大的關(guān)系。輕霧只有每公里50分貝的損耗，濃霧時(shí)可高達(dá)每公里300分貝。
對(duì)于這種大氣現(xiàn)象處理的方式，與微波通信中對(duì)待雨衰相似。要在系統(tǒng)傳輸?shù)挠?jì)算中，為光信號(hào)的衰減，留有足夠的系統(tǒng)功率余度。以便在出現(xiàn)濃霧最大衰減的情況下，仍能接收到所需的光信號(hào)功率。重要的是要獲得所在地長(zhǎng)期的氣象統(tǒng)計(jì)資料，能夠知道不同等級(jí)〔能見(jiàn)度〕的霧，即不同衰減的大氣介質(zhì)出現(xiàn)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。如果了解到衰減值大于某一指標(biāo)出現(xiàn)的概率，就能確定光無(wú)線系統(tǒng)為了保證可用性的指標(biāo)，需要容納多大的大氣損耗。
顯而易見(jiàn)，在經(jīng)常出現(xiàn)濃霧的地區(qū)，同樣的光無(wú)線系統(tǒng)，可能傳送的距離，要比無(wú)霧或少霧的地區(qū)，短得多。所以，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，一定要考慮地區(qū)的氣象條件，以保證良好的性能。
實(shí)用的光無(wú)線系統(tǒng)還需要保證收發(fā)兩點(diǎn)之間，光信號(hào)良好的準(zhǔn)直穩(wěn)定。使發(fā)送的光信號(hào)在接收端，光瓣能夠覆蓋接收望遠(yuǎn)鏡，不會(huì)因?yàn)榇髿庹凵渎实钠鸱x目標(biāo)。克服這缺陷的常用方式，是有意使發(fā)射光束展寬。還有一些產(chǎn)品，采用動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的跟蹤技術(shù)，不僅能應(yīng)付由大氣引起的漂移，還可以在端機(jī)所在的建筑物輕微擺動(dòng)時(shí)，保持信號(hào)的穩(wěn)定。
此外，激光信號(hào)對(duì)人體安全的威脅，也一直受到關(guān)注。其中，主要是操作人員或偶爾受到光信號(hào)照射的其他人員，是否會(huì)受到傷害。但由于這類系統(tǒng)采用的，是毫瓦量級(jí)的小功率光源。其主要的危險(xiǎn)，是激光對(duì)肉眼造成的。國(guó)際電工委員會(huì)
IEC有相關(guān)的分類推薦建議，針對(duì)激光對(duì)肉眼的安全，規(guī)定了一種定為1M類的激光光源指標(biāo)。這類光源，即使肉眼直接觀察，也可保證安全。多數(shù)國(guó)家都參照這建議的指標(biāo)，確立本國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。廠商的產(chǎn)品，只要符合標(biāo)準(zhǔn)的要求，是不會(huì)構(gòu)成損傷的。
結(jié)語(yǔ)
光無(wú)線接入作為一種寬帶的技術(shù)，主要的特點(diǎn)是能以較靈活的無(wú)線方式，在短距離內(nèi)，以比現(xiàn)有系統(tǒng)低得多的投資，獲得光纖傳送的容量。由于無(wú)需向主管部門申請(qǐng)頻率和許可證，在不便于光纜裝設(shè)的環(huán)境或臨時(shí)事件需要，可作為一種新的選擇。在氣候條件較好的城市的高層建筑之間、校園內(nèi)、軍事上也有使用價(jià)值。今后，隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步發(fā)展，流媒體視頻等要求更高帶寬應(yīng)用的普及，對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)的容量和覆蓋范圍的要求更為嚴(yán)格。作為光纖的一種補(bǔ)充方式，光無(wú)線接入是可能占有更重要的地位的。
摘自《通信產(chǎn)業(yè)報(bào)》
