专利名称：用于以太局域网的中心式无线激光通信系统的制作方法
技术领域：
一种用于以太局域网的中心式无线激光通信系统，属于无线激光通信领域，尤其涉及以太局域网通信领域。
本发明的特征在于它含有代替网线各自分别安装在计算机网卡上和集线器上的两台具有不同发射波长和光谱响应范围的无线激光收发机。所述的集线器上的接收器的光谱响应范围只包括网卡上的无线激光发射器的发射激光波长。所述的网卡上的接收器的光谱响应范围只包括集线器上的无线激光发射器的发射激光波长。所述的集线器上的无线激光发射器的前端设有一个其散射角覆盖局域网内计算机的散射装置。所述的计算机网卡上的发射器的散射角小，但要对准集线器上的激光接收器。所述的集线器可以同时和网卡、其他有线网络经网线相连。所述的网卡上的无线激光接收机的探测器前端设有增大接收视场、滤除背景光的光学天线。所述的集线器上的无线激光接收机的探测器前端设有增大接收视场、滤除背景光的光学天线。
使用证明它实现了预期目的。
图2网卡上的无线激光收发机电路原理框图。
图3集线器上的无线激光收发机电路原理框图。
再见图2和图3。无线激光发射器部分都由差分输入电路、LD(红外激光二极管)驱动电路和红外激光二极管LD1或LD2依次串联组成。差分输入电路的输入端经双绞线6与网卡RJ45接口的TX+和TX-管脚或集线器RJ45接口的RX+和RX-管脚相联。所不同的是红外激光二极管LD通常具有一定的发射角，网卡上的无线激光发射器的红外激光二极管LD1前面可以不加散射装置，但需要与集线器上的无线激光收发机进行适当对准，即确保网卡发射器发出的激光可以射入到集线器上的无线激光收发机的探测器中，同时选择小功率红外激光二极管LD；也可以加散射装置，选择大功率红外激光二极管LD，就可以不对准集线器上的无线激光收发机。在本实施例中，选择前一方案。集线器无线激光收发机的红外激光二极管LD2功率较大，前面加散射片，扩大光源面积，确保覆盖整个房间。虽然红外激光二极管LD1、LD2的波长不同，但发射器的输出都要符合ANSI IEC825-1 Class 3人眼安全标准。
无线激光接收器部分都由光学天线、光电探测器、信号处理电路和差分输出电路依次串联组成。差分输出电路的输出端经双绞线6与网卡RJ45接口的RX+和RX-管脚或集线器RJ45接口的TX+和TX-管脚相联。对于集线器上的无线激光接收器而言，其差分输出电路输出端还需反馈到其发射器的差分输入电路，以转发信号。光学天线的作用是以较大的视场收集载有信息的激光，同时滤除背景光与自身发射器发出的激光。光电探测器既可以使用雪崩管，也可以使用Si PIN探测器。信号滤波和放大电路组成信号处理电路，保证在输入信号强弱变化时，有稳定的信号输出。这两类无线激光接收器的光谱响应范围只包括对方激光波长，而不包括自身发射器发出的激光，即集线器接收器响应LD1的激光，而不响应LD2的发出的激光网卡接收器响应LD2的激光，但不响应LD1的激光。集线器上的发射器在将集线器的信息用激光发射出去的同时也将自身的接收器接收到的信息也发射出去，使房间内的计算机可以通过集线器来互相通信。
在实施例中，发射器用的红外激光二极管，对集线器而言，其型号是SLD302，峰值功率为200mW，波长为810nm，工作电流为130mA，共有4个；对网卡而言，型号是L098T50m，峰值功率为50mW，波长为980nm，工作电流为60mA，只有1个。对集线器而言，散射装置采用透过率为90％的散射片。接收器用的光学天线都是非成像半球集中器，材料为光学玻璃，折射率为1.80，半径为20mm。对集线器而言，表面镀960～1010nm的带通光学薄膜；对网卡而言，表面镀790～840nm的带通光学薄膜。光电探测器都用Si PIN探测器，面积1cm2，峰值响应波长960nm，截止频率40MHz。对于集线器而言，波长980nm的响应度为0.66A/W，对于网卡而言，波长810nm的响应度为0.60A/W。差分输入电路和差分输出电路采用的放大器芯片的型号均为MAX4100。
这种中心式系统与漫射系统相比，能耗较低，系统信噪比高。
使用证明它可实现室内无线激光通信。
权利要求
1.一种用于以太局域网的中心式无线激光通信系统，含有无线激光收发机，其特征在于它含有代替网线各自分别安装在计算机网卡上和集线器上的两台具有不同发射波长和光谱响应范围的无线激光收发机。
2.根据权利要求1的用于以太局域网的中心式无线激光通信系统，其特征在于所述的集线器上的接收器的光谱响应范围只包括网卡上的无线激光发射器的发射激光波长。
3.根据权利要求1的用于以太局域网的中心式无线激光通信系统，其特征在于所述的网卡上的接收器的光谱响应范围只包括集线器上的无线激光发射器的发射激光波长。
4.根据权利要求1的用于以太局域网的中心式无线激光通信系统，其特征在于所述的集线器上的无线激光发射器的前端设有一个其散射角覆盖局域网内计算机的散射装置。
5.根据权利要求1的用于以太局域网的中心式无线激光通信系统，其特征在于所述的计算机网卡上的发射器的散射角小，但要对准集线器上的激光接收器。
6.根据权利要求1的用于以太局域网的中心式无线激光通信系统，其特征在于所述的集线器可以同时和网卡、其他有线网络经网线相连。
7.根据权利要求1的用于以太局域网的中心式无线激光通信系统，其特征在于所述的网卡上的无线激光接收机的探测器前端设有增大接收视场、滤除背景光的光学天线。
8.根据权利要求1的用于以太局域网的中心式无线激光通信系统，其特征在于所述的集线器上的无线激光接收机的探测器前端设有增大接收视场、滤除背景光的光学天线。
全文摘要
用于以太局域网的中心式无线激光通信系统属于以太局域网无线激光通信系统,其特征在于:它含有代替网线各自分别安装在计算机网卡上和集线器上的两台具有不同发射波长和光谱响应范围的无线激光收发机。集线器接收器的光谱响应范围只包括网卡发射器发射激光的波长,网卡接收器的光谱响应范围只包括集线器发射器发射激光的波长。集线器发射器的前端设有一个其散射角覆盖局域网内计算机的散射装置。计算机网卡发射器的散射角小,要对准集线器上的激光接收器。它可以不修改上层协议,就使有线方式向无线方式平滑过渡,并可在同一局域网中混合使用有线和无线两种方式,也可以使有线和无线两种方式彼此替代。与漫射式相比,它的功耗较小,信噪比高。
文档编号H04B10/10GK1359201SQ02100710
公开日2002年7月17日 申请日期2002年1月18日 优先权日2002年1月18日
发明者巩马理, 张凯, 杨欣, 张海涛, 阎平, 金伟, 姜丰 申请人:清华大学