新激光技术或解决偏远地区光纤无法覆盖难题，传输速度超 10Gbps

互联网行业中有个所谓的“最后一公里”难题：全球数百万人和企业无法接入宽带，只因为他们缺少能连接互联网骨干网的最后一段网络。

这段关键连接网络的长度可能从几米到几公里不等，但由于地形障碍或用户数量较少，导致建设成本过高或难度较大。在农村和偏远地区，这些问题更加突出。

一个可能的解决方案是“自由空间光通信”(FSO) 技术，它利用激光在空中传输数据。这种技术是美国国家航空航天局（NASA）在 20 世纪 60 年代率先研发的，几十年来被视为有望改变互联网基础设施的关键技术。

然而，这项技术一直面临着不可避免的障碍：天气。雾、雨，甚至是普通的空气湍流都足以干扰信号，而且发射器和接收器之间需要保持稳定的直线视距。因此，尽管 FSO 宽带不像 5G 等无线电信号那样需要许可或监管，但迄今为止尚未实现商业化。

现在，总部位于美国弗吉尼亚州的 Attochron 公司表示，经过 20 多年的开发，他们准备推出自己的商业版服务。

穿越雾和雨的挑战

今年 7 月份，Attochron 完成一轮总额 1500 万美元的融资。该公司表示，已经开始小批量生产主要硬件产品 ALTIS-7，其中包括一个接收器和一个发射器，外观类似监控摄像头。Attochron 计划明年初提高产量，为商业发布做准备。

为了演示这项技术，Attochron 与电信公司 Lumen 和一家未具名的财富 200 强零售商合作，进行了为期三个月的概念验证实验。这条激光链路在 1.5 英里（约合 2.4 公里）的距离上实现 1.25Gbps 的网络传输速度。Attochron 表示，最高速度已超过 10Gbps，与最快的光纤业务传输速度相当。

这一成果得来不易。Attochron 成立于 2002 年，迄今尚未发布任何产品或服务，首席执行官汤姆・查菲（Tom Chaffee）称这是“坚信尚未实现好创意的典型例子”。查菲说，在 2004 年获得天使轮投资后，互联网泡沫破裂的余波使 Attochron 的发展放缓，靠朋友和家人的支持才得以维持。

他回忆道：“运营资金通常很低，有时全年只有 5 万或 10 万美元，还得用来支付人员、顾问、测试和测量硬件等所有开支。”“这种情况持续了 10 年时间，直到公司获得第一笔私募股权融资，虽然过程很艰难，但它让 Attochron 在理解 FSO 物理学原理方面打下了坚实基础，并打造出一支不畏漫长挑战的团队。”

2012 年，查菲将公司迁至现今位于弗吉尼亚州列克星敦的基地，这里有时会出现浓雾和其他对 FSO 不利的天气。“我们这里的风速和降雨量变化都很大。”他说，但我想强调的是，不管你信不信，天气晴朗的日子反而是激光传播最困难的时候。”

查菲解释说，当激光在空气中传播时，温度或湿度的轻微变化都会影响光束。简而言之，与以往使用激光传输数据的尝试相比，Attochron 的技术有两方面创新：使用超短脉冲光，而不是连续光束；采用宽光谱而不是窄光谱，这使得信号稳定性大大提升。

“这是 Attochron 的重大突破，”查菲说。“我们目前大约有 60 或 70 项授权专利，还有大约 200 项正在申请。”

Attochron 试图在前人失败的地方取得成功。21 世纪初，一家名为 Terabeam 的公司因计划将类似技术推向市场而备受关注，但最终未能成功。谷歌母公司 Alphabet 表示，已经在印度、肯尼亚和斐济等十几个国家的农村地区，通过名为 Taara 的项目为当地终端用户部署了几百条激光宽带。

辅助而非替代

查菲认为，用激光解决“最后一英里”的问题有很多优势，首先它比铺设光纤电缆便宜得多。他说，一个典型的 Attochron 硬件包只需要 3 万美元就能实现 10Gbps 的连接链路，而光纤电缆基础设施的成本则在 25 万到 100 万美元之间，且审批流程耗时较长。

查菲说，系统可以安装在无线通信基站上，部署 Attochron 发射器无需任何审批流程，只要保证视线不被阻挡。他还表示，这些设备可以在“几个小时内完成部署，而不是几个月或更长时间”。

但 3 万美元的 10Gbps 连接也超出了大多数人的需求和承受范围，因此企业才是 Attochron 的目标市场。Attochron 将把这些设备卖给宽带提供商和运营商，由他们安装部署，并向用户收取月费。

Attochron 还将目光瞄准了“最后一英里”以外连接的应用场景。比如说军事领域，如果数据仅通过激光传输，那么在发射器和接收器之间传输信号可以实现高度安全性。此外这项技术还可以部署在机场附近，应对无线电频谱资源紧张导致容量有限的情况。

这项技术是否值得等待还有待观察，但专家认为它具有一定潜力。

俄克拉何马大学 (University of Oklahoma 电信与网络专业教授哈泽姆・雷法伊 (Hazem Refai) 虽然没有参与 Attochron 的项目，但他表示，使用 FSO 有其优势。“无需获得美国联邦通信委员会（FCC）的许可，”雷法伊说，“你只需在发射器和接收器之间发射激光。所需要的只是一条直视通道。”他补充说，理论上，Attochron 的技术较现有技术有“很大改进”，如果实现，这将是一项“非常好的成就”。

英国杜伦大学物理系教授詹姆斯・奥斯本（James Osborn）也没有参与 Attochron 项目。他认为这家公司的技术理论上看起来很合理，但仍存在技术挑战，因为其中使用的激光脉冲持续时间极短，比纳秒还要短一百万倍。

他质疑这项技术是否会因为过于复杂而不适用于目标用途，并认为能达到的传输速度可能存在局限性。不过奥斯本也认为，这项技术在数据安全方面有优势，而且在解决“最后一公里”的问题方面非常有用。“这项技术值得关注，看它会发展到什么程度，”奥斯本说。

查菲明确表示，Attochron 并不打算取代现有技术。“一些 FSO 公司声称他们可以取代光纤。我们不是这么说的，而是说我们是补充性的。”查菲说，“这实际上是一种赋能技术，而不是替代技术。”