互聯網(wang)(wang)(wang)行業(ye)中(zhong)有個所謂的“最(zui)后一(yi)公里”難題：全(quan)球數百萬人和企業(ye)無(wu)法接入(ru)寬帶，只因為他們缺少能(neng)連接互聯網(wang)(wang)(wang)骨干網(wang)(wang)(wang)的最(zui)后一(yi)段網(wang)(wang)(wang)絡。
這(zhe)段(duan)關鍵(jian)連接網絡的長度可能(neng)從(cong)幾米(mi)到幾公里不等(deng)，但由(you)于地(di)形障礙或用戶數量較少，導致建設成本過(guo)高或難度較大。在農村和(he)偏遠地(di)區，這(zhe)些(xie)問題更加突出。
一個可(ke)能的解(jie)決方案是“自由(you)空間光通信”(FSO) 技(ji)術，它利用激(ji)光在(zai)(zai)空中傳輸(shu)數據。這種技(ji)術是美(mei)國(guo)(guo)國(guo)(guo)家航空航天局（NASA）在(zai)(zai) 20 世紀 60 年(nian)代率先研發(fa)的，幾十年(nian)來(lai)被視為有(you)望改變(bian)互聯網基(ji)礎設(she)施的關鍵(jian)技(ji)術。
然(ran)而，這項(xiang)技術一直面臨(lin)著不(bu)可避(bi)免的障礙：天氣。霧、雨，甚至是普通的空(kong)氣湍(tuan)流都(dou)足以干擾信號(hao)，而且發射(she)器(qi)和(he)接收器(qi)之(zhi)間需要保(bao)持穩定的直線視距。因此，盡管 FSO 寬帶(dai)不(bu)像(xiang) 5G 等無(wu)線電信號(hao)那樣需要許可或監管，但(dan)迄今為止(zhi)尚未實現商業化(hua)。
現在，總部位于美國弗吉尼亞州的 Attochron 公司表示，經過 20 多年的開發，他們準備推出自己的商業版服務。
穿越霧和雨的挑戰
今年(nian) 7 月份，Attochron 完成一輪總額 1500 萬美元的融資。該公(gong)司(si)表示，已經開始小批量生產(chan)主要硬件產(chan)品 ALTIS-7，其中包括一個接收(shou)器和(he)一個發射(she)器，外觀類似(si)監控攝(she)像頭(tou)。Attochron 計劃明年(nian)初提高產(chan)量，為商業發布(bu)做準備。
為了演示這項技術，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 1.25Gbps 的網絡傳輸速度。Attochron 表示，最(zui)高速度已(yi)超過 10Gbps，與最(zui)快(kuai)的光纖(xian)業務(wu)傳輸速度相當。
這一成果得(de)(de)(de)來不易。Attochron 成立于 2002 年，迄今尚未發布(bu)任何產品或服務，首席執行官湯姆?查菲(fei)（Tom Chaffee）稱這是(shi)“堅信尚未實現好創意的典(dian)型例(li)子(zi)”。查菲(fei)說(shuo)，在 2004 年獲得(de)(de)(de)天(tian)使輪投(tou)資后，互聯網泡沫破裂(lie)的余(yu)波(bo)使 Attochron 的發展放緩，靠朋(peng)友和家人的支(zhi)持(chi)才得(de)(de)(de)以維(wei)持(chi)。
他回憶道：“運營(ying)資金(jin)通常很低，有(you)時(shi)全年(nian)只(zhi)有(you) 5 萬或(huo) 10 萬美元，還得用來支付(fu)人員、顧(gu)問、測(ce)試和測(ce)量硬件(jian)等所有(you)開支。”“這(zhe)種(zhong)情況持續了 10 年(nian)時(shi)間，直到(dao)公司獲(huo)得第一筆私募股權融資，雖然過程很艱難，但它讓 Attochron 在(zai)理解(jie) FSO 物(wu)理學原(yuan)理方面打下了堅實基(ji)礎，并(bing)打造(zao)出一支不畏漫(man)長挑戰的團隊。”
2012 年(nian)，查菲(fei)將公司(si)遷(qian)至現今位于弗吉尼亞州(zhou)列克星敦的基地，這(zhe)里有時會(hui)出(chu)現濃霧和其他對 FSO 不(bu)利(li)的天氣。“我們這(zhe)里的風速和降雨量(liang)變化都(dou)很大。”他說(shuo)，但我想強調(diao)的是，不(bu)管你信不(bu)信，天氣晴朗的日子(zi)反而(er)是激光傳播最困難的時候。”
查菲解釋說，當(dang)激(ji)光(guang)在空氣(qi)中傳播時，溫度(du)或濕(shi)度(du)的輕微(wei)變(bian)化(hua)都會影響光(guang)束。簡而(er)言之，與以往(wang)使(shi)(shi)用(yong)(yong)激(ji)光(guang)傳輸數據的嘗試相比，Attochron 的技(ji)術有(you)兩方面創新：使(shi)(shi)用(yong)(yong)超短脈沖光(guang)，而(er)不是(shi)連續光(guang)束；采用(yong)(yong)寬(kuan)光(guang)譜而(er)不是(shi)窄光(guang)譜，這(zhe)使(shi)(shi)得信號穩(wen)定性大大提升。
“這(zhe)是 Attochron 的(de)重大突破(po)，”查(cha)菲說。“我們目(mu)前大約(yue)有(you) 60 或 70 項授權專利，還有(you)大約(yue) 200 項正(zheng)在申請(qing)。”
Attochron 試圖在(zai)前人失敗(bai)的(de)地方取(qu)得成功。21 世紀初，一家(jia)(jia)名為 Terabeam 的(de)公司因計劃將類似(si)技術推向市場而備受關(guan)注，但最終未能成功。谷歌母公司 Alphabet 表示，已(yi)經在(zai)印度、肯尼亞和斐(fei)濟等十幾個國家(jia)(jia)的(de)農村地區，通過(guo)名為 Taara 的(de)項目為當地終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(ji)光解決“最后一英里”的問題有很多(duo)優勢(shi)，首先它比鋪設光纖電(dian)(dian)纜便(bian)宜(yi)得(de)多(duo)。他(ta)說(shuo)，一個典型的 Attochron 硬件包(bao)只需要 3 萬美元(yuan)(yuan)就能(neng)實現 10Gbps 的連接(jie)鏈路，而光纖電(dian)(dian)纜基礎設施的成本則在 25 萬到(dao) 100 萬美元(yuan)(yuan)之間(jian)，且(qie)審(shen)批流(liu)程耗(hao)時較長。
查菲說，系統可(ke)以(yi)安裝在無(wu)(wu)線(xian)通信基(ji)站上，部(bu)署 Attochron 發射器無(wu)(wu)需任何審批流程，只要保(bao)證視線(xian)不(bu)被阻擋。他還表示(shi)，這些設備可(ke)以(yi)在“幾個(ge)小時(shi)內完成部(bu)署，而不(bu)是幾個(ge)月或更長時(shi)間”。
但 3 萬美元(yuan)的(de)(de) 10Gbps 連接也超出(chu)了大多數人的(de)(de)需求和(he)承受(shou)范圍，因此企(qi)業才是(shi) Attochron 的(de)(de)目標市(shi)場(chang)。Attochron 將把這些設備賣給寬帶提供商和(he)運營(ying)商，由(you)他們安(an)裝部(bu)署(shu)，并(bing)向用戶收取(qu)月(yue)費。
Attochron 還將目光瞄(miao)準了“最后一英里”以外連接的(de)(de)應用(yong)場(chang)景。比如(ru)說軍(jun)事(shi)領域，如(ru)果(guo)數據(ju)僅通過激光傳輸，那么在(zai)發射(she)器和(he)接收器之間傳輸信號可以實現高度安(an)全性。此外這項(xiang)技術還可以部署在(zai)機場(chang)附(fu)近，應對無線電頻譜資源緊張導致容量(liang)有限的(de)(de)情況。
這項技術是否值得等待還有待觀(guan)察，但專家認為它具有一定潛力(li)。
俄克拉何馬大(da)學 (University of Oklahoma 電信與網絡(luo)專業教(jiao)授哈澤姆?雷(lei)法伊 (Hazem Refai) 雖然沒(mei)有(you)參與 Attochron 的(de)(de)(de)項目，但他表示，使用(yong) FSO 有(you)其優勢。“無需(xu)獲得美國聯邦(bang)通信委員會(hui)（FCC）的(de)(de)(de)許(xu)可(ke)，”雷(lei)法伊說，“你(ni)只(zhi)需(xu)在發射器(qi)和接(jie)收器(qi)之(zhi)間發射激(ji)光。所需(xu)要的(de)(de)(de)只(zhi)是(shi)一條直視通道。”他補充說，理論(lun)上，Attochron 的(de)(de)(de)技術較現有(you)技術有(you)“很大(da)改進”，如果實現，這將是(shi)一項“非常好的(de)(de)(de)成就”。
英國杜(du)倫大學物理(li)(li)系教(jiao)授詹(zhan)姆斯?奧斯本（James Osborn）也沒(mei)有參與 Attochron 項目。他認為這家公司的技術(shu)(shu)理(li)(li)論上(shang)看起來很(hen)合理(li)(li)，但仍存在(zai)技術(shu)(shu)挑戰，因(yin)為其中(zhong)使用(yong)的激光脈沖持續時間極短(duan)(duan)，比納秒還要(yao)短(duan)(duan)一百萬倍。
他質疑這項(xiang)(xiang)技術是否會(hui)因為(wei)過于復雜而(er)(er)不適(shi)用(yong)于目標用(yong)途，并認為(wei)能(neng)達到的(de)傳輸速度(du)可(ke)能(neng)存在局限性。不過奧斯本(ben)也(ye)認為(wei)，這項(xiang)(xiang)技術在數(shu)據安全方(fang)面(mian)有(you)優勢(shi)，而(er)(er)且在解決“最后一公里”的(de)問題方(fang)面(mian)非常有(you)用(yong)。“這項(xiang)(xiang)技術值得(de)關注(zhu)，看它會(hui)發展到什么程(cheng)度(du)，”奧斯本(ben)說。
查菲明(ming)確表示，Attochron 并不(bu)打算(suan)取(qu)代(dai)現有(you)技術(shu)。“一些 FSO 公司聲稱他們(men)可以取(qu)代(dai)光纖。我們(men)不(bu)是(shi)(shi)這么說(shuo)的，而是(shi)(shi)說(shuo)我們(men)是(shi)(shi)補充性的。”查菲說(shuo)，“這實際(ji)上是(shi)(shi)一種賦能技術(shu)，而不(bu)是(shi)(shi)替代(dai)技術(shu)。”
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