聯(lián)通研究院基站回傳自由空間光通信鏈路實驗驗證成功

  自由空間光通信(Free Space Optical Communication，FSO)是一種將自由空間，如大氣、真空等作為光信號傳輸媒介的通信方式。相對于射頻，FSO使用的頻段與光纖通信窗口相同，為紅外波段，因此具有帶寬大，傳輸速率高，方向性好且頻譜無限制等優(yōu)點。在5G時代之前，對傳輸速率和時延要求相對較低，無線通信能夠很好地解決場景需求，但隨著移動通信逐漸進入B5G和6G時代，面對空天地海一體化組網(wǎng)需求，某些特定場景需要具備高速數(shù)據(jù)傳輸能力，因此，FSO再一次進入研究視野。

  長期以來，聯(lián)通研究院寬帶互聯(lián)網(wǎng)研究部對空天地一體化組網(wǎng)和光傳輸有著持續(xù)研究和跟蹤，致力于解決面向未來的融合通信技術(shù)難題?！犊仗斓鼐W(wǎng)絡(luò)協(xié)同及業(yè)務(wù)融合技術(shù)研究、產(chǎn)品開發(fā)及試驗》項目中，包含核心網(wǎng)和傳輸兩個團隊，通過研究，明確了自由空間光通信的可行性驗證方案。一期項目目標在于解決運營商面臨突發(fā)狀況，如自然災(zāi)害，或進行臨時大型賽事轉(zhuǎn)播，或在光纜不易敷設(shè)場景，如海島、山區(qū)，能夠快速部署通信設(shè)備，建立核心需求區(qū)域與外界通信的手段，實現(xiàn)救災(zāi)、轉(zhuǎn)播和日常通信等功能。

  2022年8月初，中國聯(lián)通研究院聯(lián)合北京機動通信局、武漢六博光電技術(shù)有限責(zé)任公司開展了5G車載應(yīng)急通信無線激光數(shù)據(jù)回傳試驗，試驗?zāi)康氖菫榱蓑炞C車載移動基站回傳鏈路用無線光通信方式取代傳統(tǒng)光纖，實現(xiàn)基站與核心網(wǎng)數(shù)據(jù)交互的可行性。

  本次實驗采用的是固定位置點對點傳輸，FSO設(shè)備一端接BBU回傳端口，對端FSO設(shè)備接連接核心網(wǎng)網(wǎng)元的ODF架。通信光采用1550nm波長，對于100米距離以內(nèi)，不需要開啟放大器，即可實現(xiàn)接收端功率大于-10dBm，滿足接收光功率要求。本次實驗對4G和5G網(wǎng)絡(luò)都進行了驗證，實驗速率最高可達10GBps。由于電纜長度限制，應(yīng)急通信車只能開出100m左右距離，但設(shè)備能力支持5km以內(nèi)傳輸。手機接入應(yīng)急車基站小區(qū)測試網(wǎng)速：4G下行峰值可達61.4Mbps，上行31.2Mbps;5G下行峰值可達1008.5Mbps，上行可達115.98Mbps。往返總延時為3ms，與光纜回傳指標相同。最后，使用誤碼儀持續(xù)測試117分鐘，無誤碼。

  本次實驗成功驗證了自由空間光通信具有快速部署、帶寬大、速率高且傳輸穩(wěn)定的特點，是一種特定場景的光纖替代方案。項目組下一步將繼續(xù)開展無人機上運動物體的FSO技術(shù)驗證。

  作者：寬帶互聯(lián)網(wǎng)研究部 魏步征 胡悅 朱斌