[实用新型]基于无源光网络的自由空间光通信装置

说明书

技术领域

本装置涉及的技术领域为无源光网络(PON)领域和自由空间光通信领域，特别是一种基于无源光网络的自由空间光通信装置，一种光发射模块以及一种基于无源光网络的自由空间光通信方法。 

背景技术

自由空间光通信(Free Space Optical Communication，简称FSO)，也称为无线激光通信，是一种通过激光在大气信道中实现点对点、点对多点或多点对多点间语音、数据、图像信息的双向通信技术。广义的自由空间光通信系统包括星际间的通信和大气间的通信，狭义的自由空间光通信系统就是指大气间的无线传输。作为当今十大电信热点技术之一，FSO具有成本低廉、安装快捷、传输带宽宽、安全保密性强、协议透明、无需频谱许可证等优点，受到越来越多的企业以及运营商的重视，将成为今后构筑电信网的一项重要技术。 

FSO以其独特的性质，在很多领域都能有广泛的应用，例如： 

1.城域网的扩展，FSO可以用于扩展已有的城域网，将新的网络与骨干网相连接。 

2.企业、校园互连。通常局域网对传输距离要求不是太高，这时，FSO系统以其灵活性应用于很多企业和学校，作为局域网之间的连接。 

3.军事应用FSO以其高保密性和安装快捷的特性广泛的应用于军事场所。 

4.作为光纤的补充，目前大多数电信运营商都采用两条光纤连接来保证所构建的的商业应用网的安全，现在，运营商无需部署两条光纤链路，可以选择FSO系统作为备份光纤的冗余链路，以节省投资。 

目前的FSO装置均是基于同步数字体系(Synchronous Digital Hierarchy SDH)的红外传输设备。SDH是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。面对IP化的浪潮，出现了GPON/EPON等宽带接入技术，PON跟传统SDH系统相比，传输协议完全不同，具有如下特点： 

1.局端(即光线路终端optical line terminal OLT)与用户(光网络单元optical network unit ONU)之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本； 

2.EPON采用以太网的传输格式同时也是用户局域网/驻地网的主流技术，二者具有天然的融合性，消除了复杂的传输协议转换带来的成本因素； 

3.采用单纤波分复用技术(下行1490nm，上行1310nm)，仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。在ONU侧通过光分路器分送给最多32个用户，因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力； 

4.上下行均为千兆速率，下行采用针对不同用户加密广播传输的方式共享带宽，上行利用时分复用(TDMA)共享带宽。高速宽带，充分满足接入网客户的带宽需求，并可方便灵活的根据用户需求的变化动态分配带宽； 

可见PON传输系统与SDH系统有着明显的区别，是两种完全不同的传输协议，原有的应用于SDH框架的FSO并不适用于PON传输协议。因此，目前的市场上的无线光传输系统(FSO)在PON网络中无法使用，本装置正是针对这一市场空白，应用于PON接入网技术，在最后一公里接入等领域无法铺设光缆的情况下，使用本装置实现光信号透明传输。 

发明内容

本发明提供了一种基于无源光网络的自由空间光通信装置，包括： 

无源光网络接口模块，用于对无源光网络输入的光信号进行处理，将所述无源光网络输入的光信号转换为电信号；对来自光接收模块的电信号进行处理，将所述来自光接收模块的电信号转换为光信号，并耦合入光纤，输出到无源光网络； 

光发射模块，用于实现电/光调制与转换，将来自无源光网络接口模块的电信号转换成携带信息的红外信号，并通过光发射天线模块将所述红外信号辐射至自由空间进行传输； 

光接收模块，用于将来自光接收天线模块的光信号转换为电信号，并将电信号传送到无源光网络接口模块； 

光发射天线模块，用于将红外信号辐射至自由空间进行传播； 

光接收天线模块，用于对来自自由空间的红外信号进行能量聚焦，并将其发送至光接收模块。 

光发射模块单元包括： 

光源； 

双头脉冲间隔调制驱动电路，对无源光网络接口模块的电信号进行调制，并驱动光源工作，使光源发射不同强度的红外激光； 

光分路器，用于将红外信号分成四路发射信号，并送入光发射天线模块；