無線光通信在移動通信領域中的應用

2019-11-05 02:43:03

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　　自由空間光通信（FreeSpaceOptics?fso）或稱無線光通信技術正在越來越廣泛地為移動服務商所應用。作為一種快速方便部署的基礎設施，能夠滿足用戶數量的快速增長和下一代高帶寬無線通信應用的需求。FSO設備商采用先進的無線激光技術，提供點對點傳輸距離達數公里，速率超過2.5Gbps的寬帶無線接入。
　　
　　科飛無線光通信有限公司是提供點對點無線光（紅外/激光）通信產品的領先廠商。自1997年以來，交付使用的成熟產品行銷各種不同的市場和應用領域，帶寬可從E1/T1升級到622Mbps以至10Gbps。
　　
　　無線光通信在移動網絡中的優勢
　　
　　無須申請頻率許可證（有別于其它無線/微波）
　　
　　無須頻率規劃、支付專線租金或連接費用，輕松重復部署
　　
　　沒有信號反射及其它無線系統干擾
　　
　　即插式模塊答應現場升級數據帶寬或協議
　　
　　性價比優越、安全可靠的解決方案
　　
　　安裝迅速（通常需要3個小時）
　　
　　帶寬可從E1、16xE1、E2、E3、STM-1升級至622Mbps甚至更高
　　
　　視距范圍內可靠的傳輸性能可達4公里（取決于不同區域）
　　
　　針對惡劣氣候的堅固設計，激光冷卻技術延長壽命
　　
　　在移動網絡中的應用
　　
　　連接微蜂窩至宏蜂窩基站，可替代租用線路或微波鏈路
　　
　　為SDH光纖/微波骨干電路備份增強可靠性
　　
　　增加GPRS/EDGE/3G網絡蜂窩小區基站的帶寬
　　
　　可升級至4xE1或E3建立微蜂窩基站的網狀連接
　　
　　升級至E3/STM-1為3G網絡部署提供連接
　　
　　可臨時或永久性部署及適用于非凡事件如體育競賽、Vip造訪、貿易展會等
　　
　　經濟效益
　　
　　初始費用與微波鏈路相比具有競爭優勢
　　
　　E1-4E1-E3升級保護投資
　　
　　將來升級E3-STM-1-STM-4性價比優越
　　
　　降低規劃、安裝和技術支持的人力資源
　　
　　無線光通信輕松連接微蜂窩
　　
　　在許多城市現有電信線路可以實現蜂窩之間的連接，通常速率在2048kpbs，但在缺少固定基礎設施的情況下采取什么方式連接呢？科飛無線光通信產品可滿足移動通信網絡的挑戰，具有2Mbps至622Mbps的標準接口，即插式模塊使帶寬輕松升級（如E1至2×E1或E2等）?？骑w產品可以部署在世界任何角落快速擴展移動通信網絡。
　　
　　產品系列
　　
　　Cablefree access：SDH或PDH連接速率可達155Mbps，傳輸距離可達4公里
　　
　　Cablefree 622：語音和數據連接速率可達622Mbps，傳輸距離可達2公里
　　
　　Cablefree Gigabit：千兆以太網和光纖信道，傳輸距離可達1公里
　　
　　所支持行業標準
　　
　　E1/G703 2.048Mbps • E2 8.448Mbps • E3 34.368Mbps • STM-1 & STM-4
　　
　　T1 • Multiple T1 up to 4x T1 • DS-3 • STS-1• Token Ring • FDDI •光纖通道
　　
　　數據網絡包括Ethernet 10, 100 & 1000Mbps • ATM-155 & 622Mbps
　　
　　廣播電視視頻和閉路電視
　　
　　數據話音復用及根據用戶要求做出的解決方案
　　
　　2G網絡
　　
　　現今的2G蜂窩網絡（GSM，IS-95，IS-136和PDC）主要是提供高容量和廣域的覆蓋，通常能夠覆蓋人口99%的區域。運營商所面臨的主要挑戰之一就是在人口稠密的城區提供足夠的通信容量。近年來由于手機成本的降低，用戶大量增多導致話務量迅速增長、信道阻塞和通信質量降低。
　　
　　滿足信道需求的常用的手段就是使用微蜂窩技術，使基站減小覆蓋區域，增加頻譜效率和網絡容量。世界上許多地區微蜂窩基站與宏蜂窩基站之間的連接使用了FSO技術，拓撲為星狀、放射狀或鏈狀。在現代化城市中，微蜂窩至宏蜂窩的距離通常在2公里之內，正好在無線光通信系統的傳輸范圍之內。
　　
　　微蜂窩的容量需求不高，通常低于2Mbps，所以E1接口即可滿足微蜂窩至宏蜂窩之間的連接。運營商以前都租用有線線路或微波鏈路來實現連接。用于基站回程的典型PDH微波鏈路提供E1、2xE1或4xE1的容量，采用23至38GHz頻段。相對而言，FSO可以提供安全可靠的短程寬帶接入，帶寬從2Mbps至2.5Gbps，使用無須許可證、無干擾的波段。
　　
　　利用無線光通信（FSO）替代其它無線技術的優勢：
　　
　　快速反應
　　
　　視距（LOS）規劃簡單
　　
　　無須頻率規劃或許可證申請
　　
　　真正“即插既用”式寬帶升級
　　
　　成本低廉
　　
　　許多移動運營商現在開始采用無線光通信（FSO）作為微蜂窩基站回程的連接手段?？骑wAccess™系統提供帶寬從E1、4xE1至 STM-1全面的插拔式升級。富裕的衰落余量提高了可靠性，備有一套完整的能夠滿足客戶需求的規劃軟件和完善的遠程治理工具。
　　
　　2.5G網絡
　　
　　所謂2.5G或GPRS是重疊在現有的GSM網絡上，利用相同的射頻覆蓋為移動用戶提供類似有線撥號調制解調器更為快速的數據服務。運營商需要在現有基站的基礎上增加額外的容量，或在擴容不可能的情況下增加更多的基站。無線光通信可在用戶需求和現有的網絡設施之間搭建橋梁，提供更高的可靠性及更高的帶寬。
　　
　　3G網絡
　　
　　各種不同制式的3G系統如WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA即將登場。許多3G提供商預計城市的基站將需要至少34Mbps的帶寬以滿足需求。由于3G的頻率比2G系統高，預計移動運營商在大城市將需要建立比2G更多數量的3G基站。數以千計的基站都將需要34Mbps和155Mbps的回程傳輸。
　　
　　然而，恰恰是人口稠密的城市卻無法實現便捷的寬帶接入?，F有的光纜大多數是環狀鋪設，并且只連接到大型建筑物。而接入網使用的是為普通電話而設計的銅線，根本就無法解決帶寬問題。微波也不是解決上述問題的最佳辦法。38GHz頻段以下幾乎不可能為數以百計的34兆或155兆點對點微波鏈路提供足夠的頻譜。此頻段以上的微波由于雨衰降低了距離和可靠性，難以滿足要求。短距離傳輸的無線光通信（FSO）系統可靠性很高（詳見注解1），可以克服即使是最糟糕氣候影響帶來的衰落，甚至可以達到網絡設計者最理想的99.999%的“5個9”標準。帶寬也沒有問題，科飛公司的產品帶寬從2Mbps--2.7Gbps，正在生產10Gbps的產品?！凹炔寮从谩钡木W絡接口升級保證了網絡將來不可猜測的帶寬容量。FSO又一次作為理想的選擇以滿足在城區的所有需求，可以迅速提供更大帶寬。
　　
　　無線ISP和LMDS
　　
　　現在許多服務供給商使用固定無線技術為用戶提供寬帶數據服務，每戶的帶寬與租用專線或ADSL的相似，在2Mbps左右。無須許可證的ISM頻段、需申請許可證的MMDS和LMDS技術在網絡中都起著各自不同的作用。一般在城市區域，運營商網點之間的距離都很短，在2公里視距范圍以內。無線光通信可以用來提供高容量的多點無線系統的回程及與大客戶連接的點對點骨干鏈路。
　　
　　無線光通信射頻傳輸（RF-over-FSO）擴展蜂窩覆蓋
　　
　　最新發展的蜂窩技術能夠通過光纖傳輸數字基帶射頻信號，也可以通過無線光通信(FSO)鏈路傳輸。通常的應用是覆蓋現有蜂窩網絡中的盲區。建設新的蜂窩基站需要較大的投資，能夠延伸現有基站的覆蓋范圍可以節省費用提高用戶滿足度。目前開發的科飛無線光”RF-over-FSO”系統的數字信號帶寬超過1.4Gbps,可將RF載頻信號延伸。與建立新的蜂窩基站相比較，”RF-over-FSO” 技術可以大大節省開支，相當于將基站天線從一處延伸至另一處，改善了網絡性能。
　　
　　無線光通信(FSO)與微波的結合
　　
　　運營商最理想的技術是最快速、最可靠的傳輸，需要最經濟和最快速的建設。沒有任何技術可以單獨勝任，然而不同技術的組合可以達到目的。現代微波系統使用日臻完善的技術來減少鏈路對頻譜的需求，非凡是155、622Mbps或更高的容量。高密度調制方式同時也降低了反抗雨衰的衰落余量，決定可靠性的因素是采用10GHz以上被稱為“毫米波”的頻段。相比之下無線光（FSO）技術僅在非常濃厚的大霧天氣才會有衰落，雨天不受影響（詳見注解2）。因此，同時采用兩種技術的所謂“混合”系統，使鏈路比任何一種技術單獨使用都可靠得多。由于無須挖掘、頻率規劃和許可證，同樣可以滿足快速部署的要求，可迅速建立具有足夠可靠性的無線光通信（FSO）鏈路。待頻率落實后再上微波，增加系統備份和可靠性，達到超過“5個9” 的電信級標準。“混合”系統的造價僅是城市光纖鋪設費用的幾分之一，同時提供了更為可靠的系統備份。這意味著運營商以最快的速度向用戶提供服務，在條件許可的情況下以很小的代價升級到更高的可靠性。1998年科飛實施了低帶寬系統的混合方案，使用無須許可的2.4GHz微波為執行非常重要任務的 FSO 鏈路提供備份。如今，科飛無線光通信（FSO）與許可的微波技術互補為電信級的無線寬帶接入提供最佳方案。
　　
　　臨時覆蓋，災難恢復和快速部署
　　
　　無線光通信（FSO）無論是應用在2G，2.5G或是3G的移動通信網絡中都具有優勢，使用傳統有線或微波都將使網絡規劃實施的速度降低。在這樣的情況下，FSO鏈路可在規劃許可、申請微波許可證或基站傳輸到位之前實現覆蓋。然后，再將FSO系統挪到一個新的基站，或保留下來提供傳輸備份。由于光纜損壞或微波干擾（令人吃驚的是在現代化城市中這種情況經常出現）造成的SDH骨干網或PDH接入網絡中斷，在進行設備維修的同時采用臨時FSO鏈路可以迅速恢復網絡工作。
　　
　　一些非凡事件，如體育賽事、政治活動、VIP造訪甚至是慶典集會將吸引眾多的人群。無線網絡容量需求會因此而增加，網絡會超載甚至“癱瘓”，帶來收入損失和用戶信心的喪失。
　　
　　科飛的無線光通信（FSO）系統可在幾分鐘內（詳見注解3）安裝在建筑物、車輛或三腳架上，提

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