互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中有個所謂的“最后一公里”難題：全球數(shù)百萬人和企業(yè)無法接入寬帶，只因為他們?nèi)鄙倌苓B接互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)的最后一段網(wǎng)絡(luò)。
這段關(guān)鍵連接網(wǎng)絡(luò)的長度可能從幾米到幾公里不等，但由于地形障礙或用戶數(shù)量較少，導致建設(shè)成本過高或難度較大。在農(nóng)村和偏遠地區(qū)，這些問題更加突出。
一個可能的解決方案是“自由空間光通信”(FSO) 技術(shù)，它利用激光在空中傳輸數(shù)據(jù)。這種技術(shù)是美國國家航空航天局（NASA）在 20 世紀 60 年代率先研發(fā)的，幾十年來被視為有望改變互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵技術(shù)。
然而，這項技術(shù)一直面臨著不可避免的障礙：天氣。霧、雨，甚至是普通的空氣湍流都足以干擾信號，而且發(fā)射器和接收器之間需要保持穩(wěn)定的直線視距。因此，盡管 FSO 寬帶不像 5G 等無線電信號那樣需要許可或監(jiān)管，但迄今為止尚未實現(xiàn)商業(yè)化。
現(xiàn)在，總部位于美國弗吉尼亞州的 Attochron 公司表示，經(jīng)過 20 多年的開發(fā)，他們準備推出自己的商業(yè)版服務(wù)。
穿越霧和雨的挑戰(zhàn)
今年 7 月份，Attochron 完成一輪總額 1500 萬美元的融資。該公司表示，已經(jīng)開始小批量生產(chǎn)主要硬件產(chǎn)品 ALTIS-7，其中包括一個接收器和一個發(fā)射器，外觀類似監(jiān)控攝像頭。Attochron 計劃明年初提高產(chǎn)量，為商業(yè)發(fā)布做準備。
為了演示這項技術(shù)，Attochron 與電信公司 Lumen 和一家未具名的財富 200 強零售商合作，進行了為期三個月的概念驗證實驗。這條激光鏈路在 1.5 英里（約合 2.4 公里）的距離上實現(xiàn) 1.25Gbps 的網(wǎng)絡(luò)傳輸速度。Attochron 表示，最高速度已超過 10Gbps，與最快的光纖業(yè)務(wù)傳輸速度相當。
這一成果得來不易。Attochron 成立于 2002 年，迄今尚未發(fā)布任何產(chǎn)品或服務(wù)，首席執(zhí)行官湯姆?查菲（Tom Chaffee）稱這是“堅信尚未實現(xiàn)好創(chuàng)意的典型例子”。查菲說，在 2004 年獲得天使輪投資后，互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂的余波使 Attochron 的發(fā)展放緩，靠朋友和家人的支持才得以維持。
他回憶道：“運營資金通常很低，有時全年只有 5 萬或 10 萬美元，還得用來支付人員、顧問、測試和測量硬件等所有開支?！薄斑@種情況持續(xù)了 10 年時間，直到公司獲得第一筆私募股權(quán)融資，雖然過程很艱難，但它讓 Attochron 在理解 FSO 物理學原理方面打下了堅實基礎(chǔ)，并打造出一支不畏漫長挑戰(zhàn)的團隊?！?/p>
2012 年，查菲將公司遷至現(xiàn)今位于弗吉尼亞州列克星敦的基地，這里有時會出現(xiàn)濃霧和其他對 FSO 不利的天氣。“我們這里的風速和降雨量變化都很大。”他說，但我想強調(diào)的是，不管你信不信，天氣晴朗的日子反而是激光傳播最困難的時候。”
查菲解釋說，當激光在空氣中傳播時，溫度或濕度的輕微變化都會影響光束。簡而言之，與以往使用激光傳輸數(shù)據(jù)的嘗試相比，Attochron 的技術(shù)有兩方面創(chuàng)新：使用超短脈沖光，而不是連續(xù)光束；采用寬光譜而不是窄光譜，這使得信號穩(wěn)定性大大提升。
“這是 Attochron 的重大突破，”查菲說?！拔覀兡壳按蠹s有 60 或 70 項授權(quán)專利，還有大約 200 項正在申請?！?/p>
Attochron 試圖在前人失敗的地方取得成功。21 世紀初，一家名為 Terabeam 的公司因計劃將類似技術(shù)推向市場而備受關(guān)注，但最終未能成功。谷歌母公司 Alphabet 表示，已經(jīng)在印度、肯尼亞和斐濟等十幾個國家的農(nóng)村地區(qū)，通過名為 Taara 的項目為當?shù)亟K端用戶部署了幾百條激光寬帶。
輔助而非替代
查菲認為，用激光解決“最后一英里”的問題有很多優(yōu)勢，首先它比鋪設(shè)光纖電纜便宜得多。他說，一個典型的 Attochron 硬件包只需要 3 萬美元就能實現(xiàn) 10Gbps 的連接鏈路，而光纖電纜基礎(chǔ)設(shè)施的成本則在 25 萬到 100 萬美元之間，且審批流程耗時較長。
查菲說，系統(tǒng)可以安裝在無線通信基站上，部署 Attochron 發(fā)射器無需任何審批流程，只要保證視線不被阻擋。他還表示，這些設(shè)備可以在“幾個小時內(nèi)完成部署，而不是幾個月或更長時間”。
但 3 萬美元的 10Gbps 連接也超出了大多數(shù)人的需求和承受范圍，因此企業(yè)才是 Attochron 的目標市場。Attochron 將把這些設(shè)備賣給寬帶提供商和運營商，由他們安裝部署，并向用戶收取月費。
Attochron 還將目光瞄準了“最后一英里”以外連接的應(yīng)用場景。比如說軍事領(lǐng)域，如果數(shù)據(jù)僅通過激光傳輸，那么在發(fā)射器和接收器之間傳輸信號可以實現(xiàn)高度安全性。此外這項技術(shù)還可以部署在機場附近，應(yīng)對無線電頻譜資源緊張導致容量有限的情況。
這項技術(shù)是否值得等待還有待觀察，但專家認為它具有一定潛力。
俄克拉何馬大學 (University of Oklahoma 電信與網(wǎng)絡(luò)專業(yè)教授哈澤姆?雷法伊 (Hazem Refai) 雖然沒有參與 Attochron 的項目，但他表示，使用 FSO 有其優(yōu)勢。“無需獲得美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）的許可，”雷法伊說，“你只需在發(fā)射器和接收器之間發(fā)射激光。所需要的只是一條直視通道?！彼a充說，理論上，Attochron 的技術(shù)較現(xiàn)有技術(shù)有“很大改進”，如果實現(xiàn)，這將是一項“非常好的成就”。
英國杜倫大學物理系教授詹姆斯?奧斯本（James Osborn）也沒有參與 Attochron 項目。他認為這家公司的技術(shù)理論上看起來很合理，但仍存在技術(shù)挑戰(zhàn)，因為其中使用的激光脈沖持續(xù)時間極短，比納秒還要短一百萬倍。
他質(zhì)疑這項技術(shù)是否會因為過于復雜而不適用于目標用途，并認為能達到的傳輸速度可能存在局限性。不過奧斯本也認為，這項技術(shù)在數(shù)據(jù)安全方面有優(yōu)勢，而且在解決“最后一公里”的問題方面非常有用。“這項技術(shù)值得關(guān)注，看它會發(fā)展到什么程度，”奧斯本說。
查菲明確表示，Attochron 并不打算取代現(xiàn)有技術(shù)。“一些 FSO 公司聲稱他們可以取代光纖。我們不是這么說的，而是說我們是補充性的?！辈榉普f，“這實際上是一種賦能技術(shù)，而不是替代技術(shù)?！?/p>
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