[发明专利]用于光通信的系统、平台和方法

说明书

本发明涉及一种光通信的系统、平台以及方法。所述系统包括：光环行器，具有第一端口、第二端口和第三端口；单模光纤，耦合到所述光环行器的第一端口；双包层光纤，耦合到所述光环行器的第二端口；和多模光纤，耦合到所述光环行器的第三端口；发射器，耦合到所述单模光纤，所述发射器使用第一信道发送第一光信号，其中所述发射器包括可调谐发射器；接收器，耦合到所述多模光纤，所述接收器与所述发射器进行发送的同时使用第二信道接收第二光信号；和多模可调谐滤波器，耦合在所述多模光纤和所述接收器之间；其中所述光环行器在所述单模光纤、所述双包层光纤和所述多模光纤中路由第一或第二光信号。

本案是申请日为2017年9月25日、申请号为201780062994.1、发明名称为“用于自由空间光通信的光环形器”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请是2016年10月11日提交的美国专利申请第15/290，153号的延续，其公开内容通过引用结合于此。

背景技术

自由空间光通信(free space optical communication，FSOC)链路用于通过终端之间的自由空间发送信息。光发射器和光接收器被对准，以便为待发送和待接收的数据建立视线连接。通常，使用诸如光纤放大器的光纤组件。因此，必须在分离(例如，相当远距离)的两个光纤末梢之间建立光学对准。在这样的FSOC系统中，可以要求从单模(single mode，SM)光纤发送光束，使得光信号能够以高斯光束传播，以确保在远端的聚焦性。可以要求高度的指向准确性以确保光束将被接收。

发明内容

提供了一种方法和系统，以用于以无色的方式在SM光纤中发送光信号，并且在多模(multimode，MM)光纤中接收光信号。光束可以被接收到具有比SM光纤更大直径的MM光纤中，以使得在视线仍然建立的同时可以放宽指向准确性。此外，发送光学器件和接收光学器件是无色的。因此，(多个)发送波长和接收波长不需要预先确定。就这点而言，网络具有重新配置波长分配的灵活性，并且光学器件不需要在自由空间中对准。

系统可以包括具有第一端口、第二端口和第三端口的光环行器。第一光纤耦合到光环行器的第一端口，第二光纤耦合到光环行器的第二端口，并且第三光纤耦合到光环行器的第三端口。光环行器适用于在耦合光纤中的至少两条耦合光纤之间路由光信号。例如，第一光纤可以是SM光纤，第二光纤可以是DC(double clad，双包层)光纤，并且第三光纤可以是MM光纤。光环行器可以适用于将光信号从SM光纤路由到DC光纤，并且还可以适用于将光信号从DC光纤路由到MM光纤。DC光纤可以被配置为通过自由空间发送和接收光信号，并且可以被耦合到用于接收光信号的准直器。在一些示例中，一个或多个发射器被耦合到SM光纤，并且一个或多个接收器被耦合到MM光纤，其中系统被配置为使用第一信道发送光信号，并且同时使用第二信道接收光信号。一个或多个发射器可以包括可调谐发射器，或者它们可以被输入到单模波分复用器。可调谐滤波器可以被耦合在MM光纤和一个或多个接收器之间。一个或多个接收器可以包括通过多模波分复用器耦合到MM光纤的多个接收器。该系统可能对波长不敏感，并且需要预先确定波长以用于与其他FSOC系统通信。

本公开的另一方面提供了一种平台，包括一个或多个FSOC系统，每个FSOC系统包括具有第一端口、第二端口和第三端口的光环行器，其中光环行器对波长不敏感，单模光纤被耦合到光环行器的第一端口，双包层光纤被耦合到光环行器的第二端口，并且多模光纤被耦合到光环行器的第三端口，其中光环行器适用于将光信号从单模光纤路由到双包层光纤，并且其中光环行器还适用于将光信号从双包层光纤路由到多模光纤。该平台可以是，例如移动平台。该平台还可以包括与控制系统通信的控制单元，该控制单元可以适用于调整平台的位置和/或提供指令，该指令识别哪个信道用于发送光信号和哪个信道用于接收光信号。