光学无线（FSO）高带宽接入应用

FSO（Free Space Optics）称为自由空间光通信，是利用激光作为载体传输数据，提供无线高速点对点或点对多点通信的一种方式，FSO的传播媒介不是光纤而是空气，因此FSO也称之为“虚拟光纤”。它是一种视距技术，是光通信与无线通信的结合。

Air Optitec 2是采用FSO技术推出的红外传输系统中的一种，可满足客户2公里以内，1M-155Mbit通信速率内的无线传输的需求。Air Optitec 2既有光纤系统的带宽，又有无线系统的灵活。系统工作在物理层，与协议无关，实现数据的全双工透明传输，支持网管。该设备无须频率许可、架设方便、技术成本低而且简单易行、协议和拓扑结构透明、带宽大，拥有很好的稳定性和可靠性，可为电信级和企业级客户提供宽带互连和接入服务。.

作为一种古老而年轻的通信手段，现代的FSO系统具有鲜明的技术特点，在特定领域有其不可替代的优势。

红外传输系统Air Optitec 2可作为光纤通信的替代品和互补产品，用于本地网和边缘网等近距离高速网的建设。Air Optitec 2既是宽带接入的手段，又是宽带互连的手段，具体运用领域如下：

• 替代光纤没有或不便于铺设光纤时的高速互连解决方案；
• 城域网和骨干网扩展在某些光纤暂不到位的区域用FSO实现城域网的延伸、连接新网络或在网络核心建设光传输环路等；缺少接入手段和资源的新兴电信运营商的构筑城域的方案；
• 局域网在城市内楼宇之间、园区之间的宽带互联；校园网、高速网络小区或大企业内的网络中应用，或集团大客户专线接入骨干网；
• SDH网络备份链路；

• 无线基站数据回传2G、2.5G、3G移动基站互连和数据回传；
• 跨越障碍解决跨河流、湖泊、海峡、山沟等复杂地貌带来的挖沟布线难题；
• 应急/临时通信传输如救灾、大型集会活动、展览会、短期租用的建筑、野外的临时工作场所或地震等突发事件的现场作为一种临时的通信连接，以及其他需快速开通业务的场合。

采用FSO技术的Air Optitec 2采用光电分离方式，设备分为光学天线和光端机两个主要部分，均可安装在室内或室外。光学天线不含任何电子元件，可以工作在较恶劣的室外，两部分之间采用光纤连接。设备示意图如下：

图1. Air Optitec 2设备示意图

Air Optitec 2传送端的链接头通过光纤和网络数据终端（DTE）相连，并转换成网络信号。在另一端的链接头会接收该光束，实现光电转换后，将信号通过光纤传递给接收网络端口。Air Optitec 2工作在全双工模式中，数据传送和数据接收能够同时完成。

Air Optitec 2的光学天线包含以下部分：

• 具备除霜功能的保护玻璃
• 由光纤连接的四路发射光学天线和两路接收光学天线
• 用于系统粗略校准的光学望远镜
• 除霜控制器件
• 用于光电连接的后面板
• 整体结构
• 用于俯仰和旋转调整的经纬台
• 整机固定装置
• Air Optitec 2的光端机包含以下部分
• 二合一型光接收器接收器
• 多路发射用激光器
• 用户端光接口
• 电源
• 网管接口
• 实现系统状态和光学信号强度指示的面板

利用四束小功率的红外激光束为信号载体，两只直径120mm的接收组件并联接收对端的光信号，并经光功率合成器合并成一路信号，提供了更高的信号冗余度，保障高性能和高可靠性。链接头内部由发送组件、接收组件、光学管理接口组件构成，组件间用光纤连接，构成关系如下图所示：

图2 四光束收发系统

和传统的光纤、微波、射频等解决方案相比， Air Optitec 2给出的宽带解决方案具有安装快捷、可重新部署、单位带宽成本低等优势。客户可根据自己的带宽、距离需要选择不同的产品规格。Air Optitec 2的系统性能和业务特性如下：

• 带宽范围：1M bps～155Mbps ；
• 距离范围：几百米～3公里左右；
• 灵活的组网能力：设备能提供多种组网方式，支持多种网络拓朴，包括点对点、链形、环形、环带链、相交环、相切环、网孔形等；
• 物理层传输，与协议无关：可以支持多种业务：SONET、ATM、以太网（10M、100M、）、FDDI、令牌环等；
• 完善的保护机制：电信级多光束系统，用于高性能、长距离FSO网络

简易、自由、灵活的Air Optitec 2系统和微波、MMDS\LMDS相比，还具有一些其它特性：

• 快速部署：数小时内即可开通业务；
• 带宽优势：可以和光纤媲美，达155Mbps，且单位比特成本低廉；
• 即装即用：无需申请频率资源、无须物理媒质、是即到即装，即装即用的网络；
• 安装拆卸灵活：客户可根据需要拆卸并重新安装。保护投资，是可移动的资产；
• 无EMI和RF干扰：满足电信级传输的要求，没有同频干扰，保密性能良好；
• 维护便捷：一般不需要什么维护操作。但为了确保起见，建议一年作一次维护；

Air Optitec 2通过在光端机内改变不同的光模块，实现不同速率的和距离的选择。比如155/4000、622/1000、GE/1000等多种规格，它们的最高速率和传输距离分别对应为：155Mbps/4公里、622 Mbps/1公里、和1000bps/1公里；

下表列出了系统的操作性能参数：

表1系统规格

应用环境和激光安全

• Air Optitec 2内部恒温，带镜头防结冰装置，可在-25o C 到 +60o C环境下操作;
• 由于300GHz以上的电磁波频段的应用在全球都不受管制，所以无须频谱许可;
• SpaceLink400符合国际激光安全标准IEC/EN 60825-1 A2:2001的1M级激光，鉴定为对眼睛无伤害。

• 在使用内置望远镜的时候，必须知道合适的安全距离。

如果处于安全距离以下的距离，操作者必须戴上合适的护眼激光安全眼镜。这些距离是在假设暴露时间为十秒以上而确定的。

表2. 望远镜操作的安全距离