跨越“Z后一公里”——FSO自由空间光通信
时间：2016-08-17 阅读：1304
美国花了数十亿美元建造光纤骨干网络，但后来却发现好像不够长。在员工超过100人的美国企业当中，十家有九家觉得光纤骨干有点短，差了不到“一公里路”的距离。那么，如何突破这“zui后一公里”的瓶颈，实现数据通信全面覆盖，成为一个难题。
那么，光纤通信和微波通信为什么不能解决这一难题呢？
光纤铺设时间长成本高，有些地方也非常不适合在地面挖设。虽然微波技术日渐成熟，但这种接入方式需要高额的初始投资（频谱许可证），而且易受干扰。而自由空间光通信FSO，作为一种新兴的宽带无线接入方式浮出水面，是解决宽带网络“zui后一公里”的传输瓶颈的有效途径。
FSO是自由空间光通信（Free-SpaceOpticalColumniation，简称FSO）是一种通过激光在大气信道中实现点对点、点对多点或多点对多点间语音、数据、图像信息的双向通信技术。
FSO的工作原理就是光电的转换。在点对点传输的情况下，每一端都设有光发射机和光接收机，具有全双工（双向）的通信能力。光发射机的光源受到电信号的控制，并通过作为天线的光学望远镜，将光信号经过空间送到接收端的望远镜，高灵敏度的光接收机将望远镜收到的光信号再转换成电信号。
以下是FSO与光纤及微波系统的优点对比
从对比中可以看出，FSO具有以下的特点和优势：
（1）频带宽，速率高，容量大
这是各种通信的基本原理所造成的。由于光纤内部是玻璃，因此光的传播速度被限制在每秒20万千米左右，只有激光在空气中传播速度的2/3。此外激光可以在两点之间直线传播，而光纤的布设需要考虑建筑的影响。
（2）架设灵活便捷
FSO可以翻越山头，以及在江河湖海上进行通信，可以完成地对空、空对空等多种光纤通信无法完成的通信任务。FSO可以在几小时内把宽带信道接到任何地方，而无需埋设光纤，因此在大缩短了施工周期。
（3）适用任何通信协议
FSO产品作为一种物理层的传输设备，可以适应任何通信协议，如SONET、SONET/SDH、ATM、FD-DI、以太网、快速以太网等，并可支持2.5Gbit/s的传输速率，用于传输数据、声音和影像等各种信息。
（4）频谱资源丰富
目前，微波无线通信及其它无线通信方式的频面几乎被瓜分完毕，空间发展余地已所剩无几，而目前世界上各厂商所提供的FSO设备，多采用红外光传输，有相当丰富的频谱资源，不会受到频谱管制的束缚，不需要申请频率使用权，因而为FSO灵活地应用提供了良好的条件，这是一般微波通信和无线通信*的。
（5）传输保密性好
因为FSO的波束很窄，且不可见，因此形成通信链路后很难发现。而且，这些波束的定向性很强，如果对准了某个接收机，要想截获它，就必须用另一部接收机在视距的范围内与该系统的发射机对准，并要了解如何接收信号等等，这些都是很难做到的。即使波束被截获，也会很快被用户发现，因为链路被插入的接收机中断了。因此，FSO比通常的无线通信系统有高得多的安全系数，这也一般微波、无线通信*的。特别是对于军事通信来说，安全系数高是极其重要的。
（6）小型化
FSO的光学天线尺寸很小，一般只有10cm～30cm（同样功能的微波通信系统，天线的直径要有1m到多m），对于激光有很好的聚束作用，即扩束损耗很小，增益很高。另外，FSO所使用的固体和半导体激光器，发光效率很高，功耗却很小，不需要有庞大的能源供给设施，因此系统设备极易小型化。由于FSO体积较小，无论由机载、舰载、还是卫星承载都是十分理想的，如使FSO与定位系统和激光跟踪系统相结合，就会有望实现“动中通”。
因此FSO可以视为跨越“zui后一公里的”的zui终途径。除此之外FSO还能应用在1.一些不宜布线或是布线成本高、施工难度大、经市政部门审批困难的地方，如市区高层建筑物之间、公路（铁路）两侧的建筑物之间、不易架桥的河流两岸之间、古建筑、高山、岛屿以及沙漠地带等。2.移动基站的环路建设、场所比较分散的企业、局域网子网之间的连接和应急通信。3.于银行、证券、*等需要稳定服务的商业应用的光纤备份设备
美国Trimble公司提供了FSO无线解决方案，用户可以按照自己的需求选择合适的系统。下表中是Trimble FSO每个带宽所包含的不同规格。
深圳铨顺宏作为美国Trimble的代理商，竭力为客户提供高品质的FSO产品。Trimble FSO体型小巧，频带宽，速率高，安全、保密性强，抗干扰性好，自动对焦，稳定可靠。