[发明专利]移动光通信系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动光通信系统和移动光通信方法，特别涉及利用光纤 的移动光通信系统和移动光通信方法。

背景技术

本领域所公知的传统移动光通信系统具有设置在移动交通工具上以 及沿着移动交通工具的经过路径设置的漏光纤。在这种移动光纤通信系 统中，移动交通工具具有光接收单元。该光接收单元接收从沿着移动交 通工具的经过路径设置的漏光纤发送来的光信号。沿着移动交通工具的 经过路径设置有光接收单元，以便接收从设置在所述移动交通工具上的 漏光纤发送来的光信号(例如参考专利文献1)。

专利文献1：日本特开2004-282685号公报

然而，在传统的移动光通信系统中，光在沿着光纤的全长的各个方 向上，从漏光纤中漏出。因此存在大量的能量损失。这种能量损失必须 通过持续向漏光纤中注入超常规强度的光信号来补偿。因此，将该系统 应用到火车等的移动通信中是相当困难的。

具体地讲，尽管光持续从漏光纤中沿着光纤轴的全长漏出，但是设 置在移动交通工具上的光接收器仅接受到该漏光的一小部分。尽管如此， 必须向光纤提供一定强度的光来保持合适的信噪比。在这种情况下，光 源所需要的功率估计为几瓦特。

例如，当光接收单元由半导体器件构成时，该器件的光接收元件的 直径被设为0.1mm左右。这是因为在千兆比特级的宽带通信中不能使用 尺寸更大的光接收元件。假设将该光接收元件以1米的间隔设置在移动 交通工具上，光的利用效率不会超过0.1mm/1m、或1/10000。考虑环境 光的影响，让我们也假设如下漏光率，所述漏光率使得光会在100m之 后耗尽，并且使得光接收单元必须接收到1μW的光以便保持所需信噪 比。此时的输入功率必须为1μW/0.1mm×100m，或者1W。自然，每隔 100m必须对信号光进行放大。

即，当安装有直径为0.1mm的光接收元件的移动交通工具行进到 100m铁路范围内的任意一点时，所述光接收元件必须接收到至少1μW 的光强。假设轨道基本为直线，则光接收元件所经过的轨道的表面面积 为100m×0.1mm，或10^-2m²。在10^-2m²的面积中的任何位置上，至少 1μW的光必须被入射在具有直径为0.1mm(即光接收表面面积为 0.00785×10^-6m²)的光接收电路的光接收元件上。因此，即使假设从光 纤中泄漏的光没有扩散，所需要的最小输入功率也要为1μW×10^-2m²÷ 0.00785×10^-6m²＝1.27W。然而由于从光纤中泄漏的光实际上会发生空 间上的扩散，所以实际上必须输入几倍于该功率的功率。

因此，必须要考虑所泄漏的光的扩散。在光从光纤中辐射出来时所 泄漏的光即在空间上扩散。信号光是按时序模式在光纤中传播的比特序 列。如果信号比特率为1Gb/s，则每隔20-30cm就要提供一个比特流。 由于空间扩散的发生等同于时间失真，因此这种扩散会增加比特差错率。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供能够通过高效光发送和光接收来降低 能量损失的移动光通信系统和移动光通信方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种移动光通信系统。该移动光通 信系统包括移动体和光缆。所述移动体包括多个移动体侧光接收装置。 所述光缆沿着所述移动体的移动路径铺设，并且具有多个光纤侧光发射 装置，所述多个光纤侧光发射装置发射由所述多个移动体侧光接收装置 接收的光。所述多个光纤侧光发射装置以小于或者等于所述移动体在移 动方向上的长度的间隔来布置。所述移动体侧光接收装置在所述移动体 的移动方向上以规定间隔来布置，该规定间隔小于或者等于从所述光纤 侧光发射装置向所述移动体照射的光学图像在所述移动体的移动方向上 的长度。