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1、自由空間光通信技術范圍研究?使用高帶寬干線把商用大樓和住宅大樓、大學校園和政府大樓連接起來至關重要，同時也極具挑戰(zhàn)性。有多種連接方案可供選擇，包括安裝光纖電纜、租賃黑光纖或服務供應商用戶服務、安裝橋接式無線系統(tǒng)。高速公路、街道、停車場、航道、鐵路沿線、密集的管道和管線都可能會導致驚人的成本障礙，而不能在大樓之間實現(xiàn)物理有線連接。高帶寬租賃服務盡管可靠性高、實現(xiàn)簡便，但成本也比較高。橋接式無線技術由于實現(xiàn)簡便，可靠性接近有線網(wǎng)絡，已經(jīng)得到廣泛接受。必須認識到，并沒哪種最優(yōu)秀的技術適用于所有方案，每種連接方案都有自己的優(yōu)勢。本文將重
2、點介紹自由空間光通信技術(FSO)，這是一種雙向點到點光束無線技術，為真正寬帶園區(qū)連接提供了極具吸引力的、耐用的、經(jīng)濟的高帶寬選項。本文還在各種應用和環(huán)境中比較了光學無線系統(tǒng)與基于RF的知名無線系統(tǒng)。??????什么是自由空間光學器件？??????FSO采用視線激光器生成的光束，通過空氣從一臺設備到另一臺設備發(fā)送寬帶數(shù)據(jù)、語音和視頻。這一技術可以視為與通過光纖電纜實現(xiàn)的光通信有線傳輸同等的光通信無線傳輸技術。FSO設備通過TIA/EIA標準銅纜或光纖結構化布線系統(tǒng)連接到網(wǎng)絡上。通過IP業(yè)務發(fā)送的任何應用都可以通過FSO傳送，包括
3、語音、數(shù)據(jù)、視頻和安全應用。??????FSO系統(tǒng)在兩個不同的波長傳輸窗口中提供：780-850nm和1520-1600nm。780–850nm系統(tǒng)可靠、經(jīng)濟、適合大多數(shù)應用，包括1Gb/s以太網(wǎng)；1520-1600nm系統(tǒng)則可以以更高的功率發(fā)送數(shù)據(jù)，在晴朗的天氣中傳輸更遠的距離。業(yè)內(nèi)已經(jīng)大量對比780-850nmFSO系統(tǒng)與1520-1600nm系統(tǒng)在大氣事件中(特別是在霧天中)的性能。在設備之間的距離小于500米時(典型的園區(qū)鏈路)，如果不考慮到霧的密度，這兩種技術之間沒有什么性能差異。如果考慮到成本影響，采用1520–16
4、00nm波長的系統(tǒng)成本可能要比780-850nm系統(tǒng)高出10倍。?????從實現(xiàn)角度評估無線系統(tǒng)?????在評估任何無線系統(tǒng)時，必須考慮帶寬能力、傳輸吞吐量、可靠性、安全功能以及實現(xiàn)成本。這些因素相結合，可以幫助確定哪類系統(tǒng)為用戶環(huán)境提供了最高性能和價值。?????帶寬能力和傳輸吞吐量?????為園區(qū)應用提供的常見FSO產(chǎn)品的帶寬范圍可以運行10Mb/s系統(tǒng)直到1.25Gb/s系統(tǒng)。對園區(qū)應用，F(xiàn)SO在高速網(wǎng)絡中擁有帶寬優(yōu)勢。?????在大多數(shù)FSO系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)吞吐量受到其支持的網(wǎng)絡性能的限制。FSO吞吐量并不象RF系統(tǒng)那樣由傳
5、輸頻率確定，而是取決于發(fā)送和接收發(fā)射的光學信號的能力。只要保持足夠的光束強度，F(xiàn)SO系統(tǒng)中的傳輸數(shù)據(jù)吞吐量將保持不變。我們再與光纖比較一下。如果光纖鏈路中的衰減太高，那么將不能實現(xiàn)有效傳輸。收到的數(shù)據(jù)不會由于衰減信號而在光纖網(wǎng)絡中衰落，它要么不傳輸任何數(shù)據(jù)，要么傳輸完全錯誤。而在RF系統(tǒng)中，在信號強度衰減時，系統(tǒng)會切換到較低的數(shù)據(jù)速率，以保持鏈路。在晴朗的天氣中吞吐量為24Mb/s的RF鏈路在暴風雨中可能會下降到18Mb/s,12Mb/s,6Mb/s。?????可靠性?????無線系統(tǒng)可能會由于大氣因素、環(huán)境因素和障礙物而中斷或
6、性能下降。FSO系統(tǒng)對雨水的容忍度要高于RF系統(tǒng)，在沒有檢測的情況下更不容易劣化，并可以內(nèi)置追蹤系統(tǒng)降低移動的影響。?????天氣的影響?????在發(fā)送光時，大氣事件可能會導致散射，衰減在兩臺設備之間傳送的激光數(shù)量，導致信號丟失，在最壞的情況下會導致傳輸錯誤。影響最大的大氣事件是霧。由于霧是可變事件，因此系統(tǒng)性能寬泛地取決于能見距離。紅外光線在霧天中傳送的能見距離大約可以提高一倍。因此，如果在惡劣天氣條件下能夠看到對面的大約一半距離，那么FSO系統(tǒng)仍能保持鏈路。雨、雪和污染物也會影響信號衰減，但一般來說，在園區(qū)距離限制范圍內(nèi)，其
7、對性能的限制要遠遠低于霧。應對天氣事件的有效措施是采用對焦波束，并輔以自動對準功能，以減緩對發(fā)送信號的影響。?????波束對準和障礙物的影響?????保持波束對準是影響FSO系統(tǒng)性能的一個重要因素。即使安裝正確，F(xiàn)SO接收機仍會受到安裝所在的大樓運動的影響。運動可以是由明顯因素引起的，如大風，也可以是由比較小的條件引起的，如溫度變化?？梢允褂脙煞N基本方法，處理對準變化：窄的具有自動追蹤功能的對焦波束，或沒有追蹤功能的寬波束。具有自動追蹤功能的系統(tǒng)可以在引起傳輸中斷前補償運動。在確定自動追蹤需求時，距離和傳輸速度是兩個主要考慮因素
8、。短的(小于200米)環(huán)境穩(wěn)定的10Mb/s鏈路要比安裝在40層大樓上的500米1.25Gb/s鏈路更可靠。寬波束有效擴大了目標接收面積，問題在于，波束越寬，越容易發(fā)生衰減，也就越容易受到天氣影響。?????視線障礙也會降低性能，但經(jīng)過正確培訓的安裝人員會考慮當
