华为自由空间光通信(FSO)简述

10
固定系统损耗
1
23 dB
几何损耗
（光束发散、 渐晕、视差等）
-5
随距离变化
-10
-15
-20 dBm
-20
衰减 边际极限
是影响系统性能 的关键因素
25 dB
衰减边际极限
（用于克服雾、薄雾等 影响的额外功率）
-25 -30
随能见度变化
（气候，随时间变化）
-35
-40
-45 dBm
-45
接收器下限
-50 -55 -60
SpaceLink----系统概述
ISSUE 1.0
光网络产品课程开发室
第1课 主要课题

自由空间光传输(FSO)系统概述


场地选择和系统安装选项
安装步骤 校准步骤


iManager Flight2000 软件
系统维护 系统故障排除和诊断
课程总结
自由空间光传输
自由空间光（FSO）传输是数字信号沿光束通过自由空间
各项标准对FSO制造商的意义：

所有FSO系统制造商均受到同一功率极限的制约。
激光安全性分级
国际相关标准为IEC60825-1，美国的对等机构CDRH（器械和辐 射卫生中心）目前正处在采纳IEC规范的过程中。

1类 在可以预见的合理条件下，激光器的所有运行都是安全的， 其中包括使用光学装置进行观察。
这些结果产生于 9/30/2002 4:32:09 PM （美国西部标准时间）。
关键性的安装规划事项




光学连接障碍的潜在来源 - 物理性的损害 - 气候性的损害 -室内外辐射效应和大气紊动干扰 室内/室外 安装位置 安装选择 网络光纤铺设长度 Flight2000
SpaceLink 系统的保密性
网络管理

Flight2000
SpaceLink连接头
SpaceLink多光束发送器的设计
四片80mm接收透镜 弯曲形透镜 防结冻装置
万向 接头
罩壳 内置 望远镜 四片30mm发送 透镜
多光束发送器的设计
克服断续性实物障碍 ( 飞鸟 ) 、闪 烁、雨雪，保证 安全 运行* 。
发送器输出
E/O
1
可靠性高和移动性强
开放式系统互联 (OSI) 层次模型
应用 演示 会晤 传输 网络 数据链接 物理层
障碍区的点到点连接
障碍区的点到点连接
典型的 SpaceLink系统拓扑结构
点
到
点
点
到
多点
网状
刺状环路
SpaceLink传送
位置 1
IR 连接头
位置 2
IR 连接头
TX和RX 光纤电缆
TX 和RX 光纤电缆
“间隙”填充体，也是最后一哩的访问工具。
FSO不是：
一种新的访问体系结构或拓扑结构； 一种新的路由、交换或城域光纤网络策略。
SpaceLink系统
Flight Manager
FlightManager FMG LDX FMG PA/2
Flight Manager
FlightManager FMG HDX FMG PA/28
系统输入和输出
路由器或交换器 1310 nm GBIC- w/SC 连接器 850 Nm GBIC- w/SC 连接器 MM （50 或 62.5）或SM 光纤跳接线 TX 和RX 数据输入 SC 连接器 -14至-8 输入电源
MM （50或62.5） 光纤跳接线
OMI 输入/输出 SC 连接器
连接头 标准安装 直流电源
SpaceLink系统的保密性
侵权接收器实物位置必然位 于圆形光束圈内 其它必要条件∶ －相同的视场 －相同的接收器波长 －相同的数据传输速率
没有明显的实物证据，光束 就不能被窃听或反射
安全注意事项

电气 高度 屋面穿透 激光
激光安全规范
我们为什么要制定激光安全规范：

对不可见光没有“亮光”反应。 850 nm的激光束聚焦在没有痛觉的视网膜极小区间。 1550激光器发送功率比 850激光器大20dB左右，能产生有感 的眼部不适。
传输的过程 。
•1880年由A.G.贝尔提出
光纤电话
光纤电话
FSO的是与否
FSO是一种免授权技术，其部署方便迅速，成本效益高 。
FSO是单层结构：
协议和带宽透明，可以替代光缆或射频光谱。 FSO是网络管理员当前或未来部署计划的加速器，是提高服务速度
的一次机会。
FSO借助激光传输，载送光波带宽通过大气层，是可靠灵活的网络
接收器 动态范围
34 dB
-35
-40 1x10-4
-45 dBm
-45
接收器下限
-50 -55
1x10-5
BER = 1 x 10-10 BER衰减
-45 dBm
固定损耗
-60
1x10-6
动态范围
dBm
mW
系统变量和功率损耗
+15 31.6
发送器输出
+7 dBm +3 dBm
4 dB
+10
+5 0
接到连接头的12-18伏直流电源 接到集线器/交换器 的Cat 5/6 FlightManager
90-240伏交流电源 商业电源电路
UPS
商业电源 电极
远距离继电器（切断电源）
SpaceLink系统的优点

成本低于陆基方式 部署快速 与管理机构无关 (无需授权) 带宽高 协议透明 安装开支一劳永逸

1M类
裸眼观察时完全安全。
如果在光源计算距离范围内使用光学装置进行观察，在302.5 到4000 nm范围内发射的激光可能不安全。
第1课 小结

SpaceLink系统的概述 网络连接 距离和速度比例关系的额定值 保密性 安全性
In Out RJ45
可选信号变换器
In Out RJ45
交换器、网络集线器或路由器
特点
传输保密性高 高带宽和超高带宽(目前为1.5 Mbps – 2.5 Gbps) 网络管理能力

协议透明：


以太网、令牌环、FDDI、快速以太网、千兆位以太网；
ATM/ SDH 网络连接； T1/E1连接 (单路/多路T1/E1)
同步多束激光
- 6.0 dB - 1.2 dB - 3.0 dB 15 cm 21 cm
3.79 式
（按比例）
4根平行光束
FlightNavigator
FlightNavigator计算器 » 结果
免责声明/使用条款
计算并评估其有效性
地点：美国亚利森那州» 菲尼克斯市空港国际机场 距离= 800米 光谱 52/2000 光谱 52/4000 光谱 155/1000 光谱 155/2000 光谱 155/4000 光谱 622/1000 光谱 1.25G/1000 光谱 2.5G/1000 100 % 100 % 99.9735 % 99.9782 % 99.9787 % 99.9739 % 99.9678 % 99.948 %
数据输入
O/E
1
2 3 4
透镜
2 3 4
数据分路器 激光器 衬片
数字 信号
冗余信号
空间分流发送器
（SpaceLink的设计中未使用任何光学放大器。）
光束发散和投射模式
光束 发散 2 毫弧度 3 毫弧度 6 毫弧度 3m 6m 12 m 1.5 m 3m 6m 束宽 500米 1m 束宽 1000米 2m 束宽 2000米 4m
1x10-5
1x10-6
dBm
mW
SpaceLink光传送方案
传送系统

OptiX SpaceLink400-155/1000 OptiX SpaceLink400-155/4000 OptiX SpaceLink400-622/1000 OptiX SpaceLink400-GE/1000
通信链路边际极限
+15 31.6 10
发送器输出
+7 dBm
4 dB
+10 +5 0 -5
固定系统损耗
+3 dBm
1
总 TX/RX 动态范围
系统边际
Tx 电平 减去 固定系统损耗 减去 最低Rx电平
-10
0.1
接收器过载 （饱和）
-11 dBm
-15
-20 -25 -30 1x10-3 0.01
48 dB