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難題。《空天地網(wǎng)絡協(xié)同及業(yè)務融合技術研究、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，如自然災害，或進行臨時大型賽事轉播，或在光纜不易敷設場景，如海島、山區(qū)，能夠快速部署通信設備，建立核心需求區(qū)域與外界通信的手段，實現(xiàn)救災、轉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、武漢六博光電技術有限責任公司開展了5G車載應急通信無線激光數(shù)據(jù)回傳試驗，試驗目的是為了驗證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設備一端接BBU回傳端口，對端FSO設備接連接核心網(wǎng)網(wǎng)元的ODF架。通信光采用1550nm波長，對于100米距離以內，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)絡都進行了驗證，實驗速率最高可達10GBps。由于電纜長度限制，應急通信車只能開出100m左右距離，但設備能力支持5km以內傳輸。手機接入應急車基站小區(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技術驗證。

  作者：寬帶互聯(lián)網(wǎng)研究部 魏步征 胡悅 朱斌