自由空间光通信(FSO: Free Space Optical Cammuni-catlon)或称无线光通信是光通信和无线通信结合的产物,它是用小功率的红外激光束在大气中传送光信号的通信系统。FSO是物理层传输设备,以光为传输媒介,任何传输协议均很容易叠加上去,对数据、语音、图像信息等业务实现全双工传输。激光具有直线性和窄波束的特点,FSO主要用于点对点的视距传输,任何光束的遮挡都将对通信造成影响。同时,要求两端设备对准且固定牢稳,以保证对光信号的直接有效接收红外波段较微波波段的波长更小,这使得FSO具有更宽的传输带宽、更高的接收灵敏度、更强的抗干扰抗恶劣气候的能力。FSO常用的两种工作波长为850 nm和1 550 nmo 850 nm波长的设备便宜,但传输距离不太远;1 550 nm波长的设备价格稍高,但它具有更大的输出功率,更远的工作距离,从而可以消除恶劣气候的影响(FSO最大的干扰是恶劣气候)。同时,FSO只需进行屋顶天线安装等简单的布设,避免了铺设有线电缆或光缆时挖沟的繁琐工作,能以最快的时间提供高质量的服务 。
FSO具有以下的特点和优势
1)频带宽,速率高,容量大 从理论上讲,FSO的传输带宽与光纤通信的传输带宽相同。投入商用的无线光通信,最高速率可达622 Mbit/ s,这足以进行各种控制信号和视频信号的传输。
2)架设灵活便捷 铺设光缆是件头疼的事,尤其是要穿越已经铺设好的铁轨。但是采用FSO却方便得多,只需在隔离开关下方电杆的适当高度安装无线光通信的发射和接收装置,这可以在几小时内完成,因此大大缩短了施工周期。
3)通信协议透明 FSO产品是一种物理层的传输设备,它以光为传输媒介,适用于任何通信协议,支持高速率的数据、声音和图像等各种信息的传输。
4)无需频率许可证 无线电通信(如微波)在铁路上的使用必须向当地铁路局无线科申请频率许可证,经当地政府无线电管理委员会备案后,方可使用。如果采用FSO,则无需频率申请。
5)小型化 FSO的光学发射天线尺寸很小(10 ~30 cm),其无线接收器大小跟一部保安摄像机相比拟,可以方便架设。光学天线对激光束具有很好的聚束作用,增益很高。另外,FSO一般采用的半导体激光器发光效率很高,功耗却很小,因此系统设备极易小型化,而且具有集成化的可能。
当然,FSO激光光束在大气传输中易受大雾等恶劣天气的影响,使通信可靠性降低。此时可以加大激光输出功率,同时采用1 550 nm的激光可增大激光穿透大雾的能力,确保正常通信。