[发明专利]模块化、无线光学天线

说明书

用于光通信网络的模块化节点包括多个收发器模块中的一个或多个收发器模块，以及节点核心，所述节点核心包括多个电连接器以将多达所述多个收发器模块电联接到节点核心。至少一些所述收发器模块具有光学收发器，该光学收发器被配置为发射承载数据并且没有人工约束的光束，并且检测所发射的并且没有人工约束的光束。电联接到节点核心的多达所述多个收发器模块在空间上分离，以基于其数量和布置为光通信提供可配置的覆盖。并且，节点核心还包括交换电路，该交换电路被配置为连接一个或多个收发器模块以实现光通信网络中的重分布点或通信端点。

技术领域

本公开总体上涉及光通信，并且尤其涉及发散光束光通信。

背景技术

当今的光学无线通信系统虽然提供了高得多的带宽，但由于对于视线操作的需要、特别是在雾中在无线信道上的高大气衰减、激光器每瓦特的高成本以及缺乏不对准容差而需要增加高成本的指向和跟踪系统，其仅获得利基应用(niche application)。为了克服未对准问题，已经提出了全向光学无线天线(“全向天线”)，其在所有方向上发送和接收光学无线信号，包括在移动ad-hoc(点对点)网络(或MANET)中工作的全向天线。为了实现宽的发射器发散角和宽视场接收器的目的，大多数现有的全向天线通常被设想利用LED处于低功率水平。然而，这样的实现方式仅提供有限的范围，并且被建议使用具有限制吞吐量的有限调制速率的部件，并且因此具有有限的应用，例如室内局域网(LAN)或其他受限空间。

其他教导考虑了使用镜子的360度发射覆盖，但是没有解决检测器视场。其他教导提供具有IR发射器和接收器对的设备，但是在主从配置中将网络设想为是静态的。

因此，将期望具有一种系统和方法，其考虑并解决至少一些上述问题以及可能的其他问题。

发明内容

为了解决这些缺点中的一些，提供了用于光学无线通信的高功率、模块化、全向节点。在PCT专利申请公开No.WO 2015/106110及其相应的美国专利申请公开No.2016/0294472中提出的该类型的高功率、发散光束系统(均通过引用以其各自的整体并入本文)在这里显现为节点上的单个面板，一个节点上多个面板的合成形成多向节点。该节点被设计为模块化的(例如，根据应用处理不同规格的面板)，支持移动性，并且当存在其他节点时，用作网状网络或MANET。当节点在面板覆盖区域之间移动时，节点处理网络的动态重新配置。面板本身可具有各种功率水平、各种不同发射器源、各种发散和接收角以及各种调制速率和方案。在全向配置中，节点在模块的设计距离内覆盖节点周围的整个区域，导致无角容差问题，通过与网状网络的路径冗余结合的多个节点的廉价部署产生对于视线问题的较低成本的解决方案，通过高功率发射器和宽视场接收器解决衰减，并为移动通过网状网络覆盖区域的移动节点提供连续连接性。

示例实现方式提供具有全向能力的模块化无线通信节点，其具有一个或多个高功率、高度发散的激光束，其具有高调制率，与至少一个高接收角接收器耦合，当以各种形式配置时，支持高级网状网络功能。这将有助于解决现有技术的衰减、距离和速度限制。此外，示例实现方式提供了模块化设计，包括单个节点和多个模块(也称为面板)，这将有助于降低成本并实现更频繁和更廉价的节点部署，以解决自由空间光链路中经常遇到的视线限制。

因此，本公开包括但不限于以下示例实现方式：

一些示例实现方式提供用于光通信网络的模块化节点，所述模块化节点包括：多个收发器模块中的一个或多个收发器模块，所述一个或多个收发器模块中至少一些收发器模块具有光学收发器，所述光学收发器被配置为发射承载数据并且没有人工约束的光束，并检测所发射的并且没有人工约束的光束；和节点核心，包括多个电连接器，用于将多达所述多个收发器模块电联接到所述节点核心，电联接到所述节点核心的多达多个收发器模块在空间上分离，以基于其数量和布置为光通信提供可配置覆盖，其中，所述节点核心还包括交换电路，所述交换电路被配置为连接所述一个或多个收发器模块以实现光通信网络中的重分布点或通信端点。