[实用新型]多点自由空间光通信系统

说明书

公开了多点自由空间光通信系统。一种系统包括被配置为发射/接收至少一个光馈送(220)的光收发器(204，204a)和被配置为将光馈送分离成多条光束(20，20a‑f)，并将光束(多条)空间地组合成光束(单条)的波束分离器(210)。该系统还包括光耦合到波束分离器并被配置为反射光束并允许信标信号(224，224a‑f)通过其中的分色镜(212)。系统的位置敏感检测器(228)光耦合到分色镜，并且被配置为感测被允许通过分色镜的每个信标信号的入射位置，并且基于感测到的入射位置输出每条光束的位置误差(230)。

技术领域

本公开涉及多点自由空间光通信系统。

背景技术

光网络使用光纤将高速内容传送到客户驻地。通常，光纤能够为内容源和客户驻地之间的上行链路和下行链路连接提供千兆位数据传输速率。然而，与将光纤路径从光网络的接入点或节点部署到每个客户驻地相关联的构建成本是昂贵的，并且还可能由于分区条例而面临不可预见的延迟。

自由空间光学可以通过提供宽带宽和高数据速率来解决与部署常规光纤相关联的上述挑战，以提供对由互联网接入(例如，单播)和高清晰度电视(例如，多播)驱动的宽带业务的不断增长的需求。与无线电频率不同，自由空间光学技术还有利地使用无许可频谱(license-free spectrum)中的波长，并且由于发射终端和接收终端之间的视线难以拦截，因此通常表现出高信息安全性。然而，由于光束的高方向性，自由空间光学器件通常被保留用于单点对点通信链路。因此，自由空间光学的覆盖面和可寻址市场通常限于单个建筑物之间的静态通信。虽然已经提出了使用透镜组件和通信设备的平面阵列的多波束自由空间光学终端，但是这些系统不能被动态地导向，因此置配静态和非灵活。

发明内容

本公开的一个方面提供一种多点自由空间光通信系统。该系统包括光收发器、第一准直器、波束分离器、分色镜、位置敏感检测器、和多轴光学转向系统。光收发器被配置为发射/接收至少一个光馈送，而第一准直器光耦合到光收发器并被配置成准直光馈送。波束分离器光耦合到第一准直器。波束分离器被配置为将光馈送空间地分离成多条光束，并将多条光束空间地组合成光馈送。例如，当收发器发射光馈送时，波束分离器空间地将光馈送分离成多条光束，并且当收发器接收光馈送时，波束分离器空间地将多条光束组合成光馈送。分色镜与波束分离器光耦合，并被配置为反射光束并允许信标信号通过其中。每个信标信号对应于光束中的一条光束。位置敏感检测器光耦合到分色镜。位置敏感检测器被配置为感测被允许通过分色镜的每个信标信号的入射位置，并且基于信标信号的所感测到的入射位置输出每条光束的位置误差。多轴光学转向系统光耦合到分色镜并与位置敏感检测器进行通信。多轴光学转向系统被配置为基于从位置敏感检测器输出的对应位置误差和对应的发射/接收目标来引导每条光束。每个发射/接收目标彼此不同。

本公开的实施方式可以包括以下可选特征中的一个或多个。在一些实施方式中，光收发器被配置为发射/接收多个光馈送。每个光馈送可以具有不同的波长。在一些示例中，复用器光耦合到光收发器。复用器可以被配置为将多个光馈送复用到多波长光馈送中，并将多波长光馈送解复用为多个光馈送。

在一些示例中，波束分离器被配置为将多波长光馈送分离成多条光束，并且将多条光束空间地组合成多波长光馈送。每条光束可以对应于光馈送中的一个，并且可以具有对应的光馈送的对应波长。例如，每个光馈送可以被指定为表示对应波长的特定颜色。光收发器可以包括用于将光馈送发射到复用器的单模光纤和用于从复用器接收光馈送的多模光纤。在其他示例中，光收发器被配置为发射/接收单个光馈送。通过波束分离器空间地分离/组合的光束可以各自共享与单个光馈送相关联的单波长。在这些示例中，系统向在发射/接收目标处的对应的网络接口终端分配用于发射/接收光束的对应时隙，每个光束共享单波长。光收发器还可以包括用于将光馈送发射到第一准直器的单模光纤和用于从第一准直器接收光馈送的多模光纤。光收发器可以包括一条或多条光纤。