無線光通信技術(shù)的應(yīng)用

無線光通信技術(shù)的應(yīng)用

從古人的烽火臺傳遞信息到現(xiàn)在的SONET/SDH，以及到將來的光孤子通信和全光通信，人類的光通信歷史可謂淵遠流長。但無線光通信技術(shù)作為一種光通信技術(shù)，卻只有三十多年的研究歷史。初期，由于光學器件制造成本較高，無線光通信的研究僅限于星際通信和國防通信領(lǐng)域。近年來，由于光通信器件制造技術(shù)的飛速發(fā)展，使無線光通信設(shè)備的制造成本大大下降，人們才又逐漸開始了無線光通信的民用研究。

　　無線光通信在業(yè)內(nèi)被稱為 Free Space Optical (FSO)，顧名思義，F(xiàn)SO是一種無需光纖的通信手段，它是現(xiàn)代的有利補充，具有以下特點：

　?。?快速鏈路部署。由于無需埋設(shè)光纖，施工周期大大縮減，通常只需要幾個小時便可以完工。這對于電信運營商來講，無疑是快速搶占市場的最佳選擇。

　?。獡碛泄饫w傳輸?shù)男阅?。理論上，無線光通信的傳輸帶寬與光纖通信的傳輸帶寬相同。只是光纖通信中的光信號在光纖介質(zhì)中傳輸，無線光通信的光信號在空氣介質(zhì)中傳輸。因此也有人把無線光通信技術(shù)稱為虛擬光纖通信技術(shù)。

　?。獰o線光通信產(chǎn)品作為一種物理層的傳輸設(shè)備，可以不依賴于任何協(xié)議。

　?。c微波相比，無線光通信產(chǎn)品不需要申請頻率使用權(quán)。目前世界各廠商提供的設(shè)備多工作于紅外頻帶，該頻帶有相當豐富的頻譜資源，且在全世界范圍內(nèi)均不受管制，這為無線光通信技術(shù)的靈活應(yīng)用提供了有利條件。

　?。獋鬏敱Ｃ苄院?。因為它的波束很窄，是不可見的，很難在空中發(fā)現(xiàn)一條業(yè)務(wù)鏈路。同時，這些波束又非常定向，是對準某一接收機的，如想截接，就需要用另一部接收機在視距內(nèi)對準發(fā)射機，還需要知道如何接收信號，這是很難做到的。即使被截接，用戶也會發(fā)現(xiàn)，因為鏈路被中斷了。因此，F(xiàn)SO比通常的無線系統(tǒng)安全得多。

一 無線光通信在局域網(wǎng)連接中的應(yīng)用

圖1：局域網(wǎng)的延伸

　　在校園網(wǎng)、小區(qū)網(wǎng)或大企業(yè)的內(nèi)部網(wǎng)建設(shè)中，經(jīng)常會碰到這樣一種情況：馬路對面的新建大樓急需接通，可挖路許可權(quán)卻遲遲不能得到批準或者根本就無法取到。這時候無線光通信技術(shù)便可以大顯身手。如圖1所示。其中，SNMP（簡單網(wǎng)絡(luò)管理器為可選項）。無線光通信設(shè)備配備標準RJ45接口或光接口，且對協(xié)議透明，可以非常方便的完成局域網(wǎng)的連接。

　　美國LightPointe公司針對于不同的應(yīng)用場合，開發(fā)了三種系列的產(chǎn)品，可用于不同的網(wǎng)絡(luò)層次中： FlightLite及FlightPath系列帶寬從10M-1.25Gb/p，可以解決Access Layer(接入層)的應(yīng)用，例如，當一個小區(qū)的一處居民樓離控制中心較遠這時采用無線光通信的接入方案能很好的解決該處居民樓的聯(lián)網(wǎng)問題。 FlightSpectrum產(chǎn)品系列可解決 Core Layer(核心層)的應(yīng)用。通常情況下核心層要保證數(shù)據(jù)通信的快速，所以需要較高的帶寬，F(xiàn)lightSpectrum 產(chǎn)品系列產(chǎn)品很好的解決了相距較遠（1-4KM）較高帶寬（155M-2.5G）要求的應(yīng)用。

二 無線光通信在城域、邊緣網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

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圖2：城域網(wǎng)的建設(shè)及擴展

　　隨著社會經(jīng)濟的飛速進步，城市建設(shè)的步伐和力度也在不斷加大，城市的覆蓋面積也在不斷增加。早在幾年前，各大運營商在搶占通信市場的時候，紛紛著手建設(shè)自己的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)施。目前，城域網(wǎng)的建設(shè)可謂日新月異，通信帶寬可達10G，已基本上能夠滿足數(shù)據(jù)通信的需求。隨著城市的發(fā)展，以往的郊區(qū)也逐漸被納入到城市中心來，如何高效、低成本的實現(xiàn)城域網(wǎng)的擴展，快速占領(lǐng)新市場，越來越成為各大電信運營商關(guān)注的問題。圖2所示為一種采用無線光通信技術(shù)的解決方案。在這種方案中，無線光通信技術(shù)集中展現(xiàn)了高帶寬的魅力，這種連接方式可以滿足城市邊緣網(wǎng)通信中對數(shù)據(jù)通信帶寬的需求。因為它具有建設(shè)周期短，投入小的特點，已被歐美一些電信運營商采用。

三 無線光通信在最后一公里接入中的應(yīng)用=_blank>
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圖3：光纖到樓

　　由于接入Internet 的需求不斷的增長，越來越多的公司，團體，個人要求加入Internet但由于各種實際原因例如公路開挖，敏感地區(qū)對微波使用的限制，很多接入沒有方案解決，無線光通信輸入的誕生為運營商搶占市場提供了一種可行的解決方案。

四 無線光通信在移動通信中的應(yīng)用

　　移動通信是當今通信領(lǐng)域內(nèi)最為活躍、發(fā)展最為迅速的領(lǐng)域之一，也是將來對人類生活和社會發(fā)展有重大影響的科學技術(shù)領(lǐng)域之一。自從1981年第一代的以FDMA技術(shù)為基礎(chǔ)的模擬通信系統(tǒng)建立使用以來，移動通信技術(shù)組建演變?yōu)橐訲DMA技術(shù)為基礎(chǔ)的第二代數(shù)字蜂窩移動通信。目前，隨著移動電話用戶的迅猛增長和移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的推廣，無線網(wǎng)絡(luò)需要具有更高的帶寬和容量?，F(xiàn)有的第二代移動通信系統(tǒng)已不能滿足這一要求，從而使3G(第三代移動通信技術(shù))成為當今電信業(yè)的熱點。如何充分地利用現(xiàn)有資源，在最低投入、最快速度的情況下實現(xiàn)從現(xiàn)有的第二代網(wǎng)絡(luò)(2G)向第三代網(wǎng)絡(luò)(3G)平化過渡，成為移動網(wǎng)絡(luò)運營商最為關(guān)注的問題。

　　無線光通信技術(shù)作為一種接入技術(shù)，因為其自身的特點和在施工、帶寬、成本等方面的優(yōu)點，已逐漸成為各大運營商的首選方案之一。下面詳細介紹無線通信技術(shù)在移動網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用。=_blank>
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圖4 無線光通信技術(shù)在2G網(wǎng)中的應(yīng)用

　　圖4所示為一種采用無線光通信技術(shù)連接的2G移動網(wǎng)的結(jié)構(gòu)圖。主干網(wǎng)到距離最近的天線之間采用光纖連接，經(jīng)N′E1接口轉(zhuǎn)換器后，由無線光通信設(shè)備再連接到其它天線，所有的天線可以共用一個基站，具有以下優(yōu)點：

* 省卻基站到天線之間的鏈路鋪設(shè)，縮短了施工時間和施工費用

* 可以多個天線共用一個基站，減少了基站數(shù)目

* 大大減少了基站與中心節(jié)點之間的光纖鋪設(shè)費用

*無線光通信技術(shù)采用紅外激光傳輸，相鄰設(shè)備之間不會產(chǎn)生干擾。

　　如圖5 所示為目前2G網(wǎng)的微蜂窩結(jié)構(gòu)。按照理想情況，蜂窩小區(qū)的天線應(yīng)架設(shè)在蜂窩小區(qū)的中心，這樣才能保證對小區(qū)內(nèi)的用戶提供最佳服務(wù)，也使相鄰小區(qū)間的發(fā)射干擾降為最小，如圖5（a）所示。但在網(wǎng)絡(luò)的實際建設(shè)過程中，由于建筑或其它地理條件原因，基站和天線無法架設(shè)在小區(qū)中心位置，因為布線的原因，也無法將基站與天線分開，天線往往與理想位置間有一定的偏差，如圖5(b)。2G網(wǎng)中，該偏差相對于微蜂窩直徑較小，造成的影響并不十分明顯。在2G網(wǎng)向3G網(wǎng)過渡的過程中，微蜂窩的設(shè)計直徑變小，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)變細（根據(jù)業(yè)務(wù)量的多少，微微蜂窩的半徑可能會小到500米）。這時天線的偏離便會對通信質(zhì)量造成較大的影響。無線光通信技術(shù)的引入為解決這一問題帶來了方便。如圖5（c）所示，由于基站和天線之間采用無線光通信設(shè)備連接，基站位置可保持不變，而將天線移動到網(wǎng)格中心。運營商只需作很小的投入便可以完成天線的架設(shè)。=_blank>
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圖5微蜂窩結(jié)構(gòu)的天線架設(shè)

　　實際上，無線光通信技術(shù)作為一種寬帶接入技術(shù)，在目前的通信市場中有極為廣闊的應(yīng)用，據(jù)Strategis Group預測，無線光通信設(shè)備的全球市場到2005年，將會上升到20億美元。=_blank>