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实现高速宽带接入无光纤激光辟新路

时间：2010-7-6 11:47作者：乏味阅读(1801) 评论: 0

导读：激光通讯技术是最近20年发展起来的新技术。激光通讯技术的支持者认为激光通讯将取代lmds（local multipoint distribution system）和光纤通讯技术，成为下一代的高速接入技术的主流。

　　激光通讯技术是最近20年发展起来的新技术。激光通讯技术的支持者认为激光通讯将取代lmds（local multipoint distribution system）和光纤通讯技术，成为下一代的高速接入技术的主流。

　　激光通讯技术有很多优点，它不需要像光纤通讯那样要在马路上挖掘管沟，也不必像lmds那样必需购买无线频段。激光设备还有安装成本低的优点，激光通讯设备的安装过程仅仅需要几分钟，它可以安装在楼顶或室内，而不必像使用微波通讯那样安装的位置还需要得到有关部门的许可，必要时激光设备可以安装在室内，激光信号可以穿过窗户来传输。企业如果使用激光技术就不必再租用专线，从而可以摆脱高额的通信费用。

　　但是，激光通讯技术也存在许多亟待解决的问题。飞鸟、下雨甚至大风等天气因素都可能会影响激光设备的使用。另外，激光通讯技术要想成为宽带接入技术就必须要解决可靠性问题。很多精明的小型科技公司多年来一直致力于这方面的工作，最近它们的工作受到lucent和nortel等大型通讯设备生产企业的重视。世界上许多通信服务公司也准备用激光作为秘密武器来取代光纤通讯和lmds技术。

　　■激光通讯不依赖光纤

　　激光通讯技术又称为无光纤光通讯技术、自由光通讯技术或红外通讯技术等。这些名称虽然不同但是所表达的意思都是一个，那就是激光通讯技术与普通的光纤通讯技术是不同的。激光通讯与光纤通讯的主要差别在于激光通讯的传输介质是大气而不是光导纤维。

　　介质的不同限制了激光信号的传输距离，光信号在光纤上的传输距离可以达到上千公里，而激光信号的传输距离则小于10公里。因为激光信号的传输受到地球表面曲率、安装激光设备建筑物的形变、天气情况、激光光束的最大强度、安全限制等因素的影响。

　　虽然传输距离并不很远，但是激光通讯有着与光纤通讯相同的重要优点，那就是激光可以提供高达上百兆每秒甚至千兆每秒的传输速率，这要比lmds和微波通讯的速率高得多。

　　激光通讯技术从出现到现在已经有近20年了，但是多年来大家一直认为激光技术并不适合用来解决宽带接入的问题。以前曾经有一些通讯公司试图使用激光技术来提供宽带接入服务，但是效果都并不好。这是因为当时的激光通讯设备提供商夸大了激光的连接距离，它们说有效性保持在99.999%的情况下激光信号传输的最大跨距可以达到3公里。而实际上，它们的设备根本不可能达到这个标准，因为这些设备提供商在设计激光设备的时候根本没有考虑建筑物的形变对激光设备的影响问题，建筑物的外部会受到冷热因素的影响而产生形变，特别是当太阳照射到大楼的某一边时，建筑物的高度会产生明显的变化。

　　此外，大风还会造成建筑物的移动，这种建筑物本身的移动，使得激光设备的位置变得不稳定，从而大大降低了信号传输的有效性。解决建筑物移动问题的办法就是将激光发射和接收设备安装到一个可控的电子基座上，电子基座由测量系统和轨迹跟踪数据库来控制，这样激光设备就可以在建筑物移动的时候仍然保持稳定，从而保证了传输的有效性。使用了这种电子基座后，即使在时速为每小时100公里的大风里激光设备仍能稳定地工作，同时，还可以消除建筑物的形变对激光设备的影响。

　　■降雨对激光没有影响

　　在人们的概念中，降雨是影响激光工作的天气因素之一。实际上，降雨甚至降雪都不会影响激光信号的传输，激光信号不会因为降雨而产生严重的衰减。这是因为雨滴的波长是毫米级的，它不会影响到激光。相反，lmds信号的传输会受降雨的影响。有人对激光设备在大雨中的工作能力进行过一次试验，试验表明大雨造成的激光信号的最大衰减为每公里45分贝，而只有当信号的衰减超过每公里200分贝时信号的传输才会受到影响。

　　为了解决冷热及湿气对系统的影响，可以使用加热和冷凝设备来保证系统正常工作，还可以使用遮阳护罩来保护镜头，并使用空调设备来保证系统内部湿度的稳定。

　　■雾对激光的影响有限

　　雾和雨不同，它确实影响到激光信号的传输。但是，雾对光只有散射作用，因此短距离的连接仍然是可行的。对于200米左右的激光连接来说，雾只能造成有限的影响。在多雾的地区短于200米的激光连接仍然可以正常工作，在雾较少的地区激光连接的距离可以达到350米至450米，其实，在天气好的地方，最大传输距离甚至可以达到5公里。另外，对于使用了激光技术的系统来说，可以根据精确的天气预报来预测各种情况并根据预报信息做好各种应急准备。

　　■激光与飞鸟互不干扰

　　人们关注的另一个问题是采用激光是否会对人眼或路过的飞鸟造成伤害，其实，这种担心是不必要的，激光通讯所采用的光束能量的最大值是受到限制的。激光光束的能量很低，不会对路过的鸟造成任何伤害；而且，它采用的是红外光束，人眼睛是看不到的，也不会对人眼造成伤害。那么，路过的鸟是否会造成激光传输的中断？实际上，飞鸟对激光分组交换网络所能造成的最大的传输损耗最多也只能引起几毫秒的延时，只是引起传输速度轻微下降。一项在高清晰度电视网络中进行的测试表明，激光接收器短暂阻塞仅仅会引起图像的刷新率稍微下降，而激光的光束很宽，一只鸟不能将整个光束阻塞住。

　　■激光通讯具有成本优势

　　使用激光通讯设备的网络成本要比使用lmds或光纤为载体的网络成本低很多。例如，美国波士顿组建了一个使用激光通讯的网络，网络中激光连接的最大长度为200米。网络覆盖了大约200个大楼，平均每个大楼耗资2万美元。如果这个网络使用光纤连接，那么在相同设置的情况下每个大楼至少要耗资5万到20万美元。

　　激光与lmds相比，它的成本优势表现在使用激光技术不需要向有关单位购买频段。频率资源非常昂贵，而600g赫兹以上的频段的使用不需要任何授权的，因为使用这个频段不会干扰到其他方式通讯。激光通讯采用的激光是工作在百万兆赫兹频段，而这个频段不受频率管制。

　　激光通讯技术还有一个重要优势，那就是使用激光技术的通讯公司不必在用户确定购买服务之前就铺设光纤或者建立基站，这样公司就在资金投入和流动中掌握了主动权。通讯公司可以预先掌握各种设备的成本，唯一不确定的成本因素就是用户的数量。使用光纤通讯不仅价格昂贵而且建设速度慢，从申请在街道上挖掘管沟到光纤系统完全铺设成功至少要花几个月甚至一年的时间。

　　■激光技术前景广阔

　　最近，许多有实力的大型通讯设备生产企业注意到了激光通讯的巨大潜力。欧洲的通讯公司在这方面走到了世界的前面，欧洲的移动通讯公司已经把激光通讯技术当作是租用专线和微波通讯的替代技术，因为激光通讯技术比租用专线更便宜，比微波更可靠。澳大利亚的通讯公司在用微波、光纤、hdsl和isdn技术的同时也使用了这种新技术。各种因素表明，激光通讯技术的应用前景是十分美好的。

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