专利名称：自由空间光通信系统及其发送功率的控制方法
技术领域：
本发明涉及一种数据通信系统及其发送功率的控制方法，尤其涉及一种自由空间光通信(Free Space Optics，FSO)系统及其发送功率的控制方法。
背景技术：
用物理线路或电缆连接两个或多个地点的传统通信系统通常受限于相对低速、低容量的应用中，为克服这些缺陷，近年来，开发的系统使用了光纤。然而，光纤仍要求使用物理电缆连接。为解决这个问题，已经开发出利用自由空间发射一个或多个调制数据的光束的系统。使用这种光束的系统相比传统的基于有线的系统大大提高了数据速率和数据容量，高达每秒10G字节，同时，避免了在传统的通信系统中，铺设光缆以物理连接系统中的各个地点所耗费的基础设施成本。
自由空间光通信技术是一种基于光传输方式、采用红外激光承载高速信号的无线传输技术，它以激光为载体，以空气为介质，用点对点或者点对多点的方式实现连接。
自由空间光通信系统是利用激光在空中传输信号，在空气中传输的激光或多或少地会受到大气的影响而造成能量的衰减，其衰减量跟空气质量有关。当天气晴朗，能见度高时，激光的衰减量小；如遇雨、雪、雾或沙尘暴时，空中能见度变低，激光的衰减量增大。另外，自由空间光通信系统的接收端如果接收到的激光信号太强，会使接收电路饱和而造成误码或通信中断；如果接收到的激光信号太弱，低于接收电路的灵敏度，也会造成误码或通信中断。
为了保证自由空间光通信系统的接收端接收到的激光功率大小适度，现有技术的自由空间光通信系统一般都设有两档以上的激光发射功率控制，不同档位发送的激光功率大小不同。可根据自由空间光通信系统的两端距离的远近或当时的天气情况设置适当的档位。当天气能见度较高时，自由空间光通信系统的接收端接收到的激光功率就会较强，此时就要求激光发射功率设置在较低的档位；当天气能见度较低时，自由空间光通信系统的接收端接收到的激光功率就会较低，此时就要求激光发射功率设置在较高的档位。上述激光发射功率档位的切换必须人为及时改变，否则就会出现误码，造成通信中断，操作麻烦，浪费时间。
发明内容为克服现有技术自由空间光通信系统中必须人为改变激光发射功率的缺陷，本发明提供一种可自动切换激光发射功率的自由空间光通信系统。
本发明还提供一种上述自由空间光通信系统采用的发送端系统。
本发明还提供一种上述自由空间光通信系统采用的接收端系统。
本发明还提供一种自由空间光通信系统的发送功率的控制方法。
本发明解决技术问题的技术方案是提供一种自由空间光通信系统，包括第一端系统与第二端系统，该第一端系统包括依次串接的第一网管装置、第一芯片、第一发送功率控制装置和第一发送模块，第二端系统包括依次串接的第二接收模块、第二芯片和第二网管装置，当第二接收模块接收到第一发送模块发送的信号后，将信号传送给第二芯片判断，第二芯片将判断结果发送给第二网管装置，第二网管装置将该判断结果通过第一网管装置发送给第一芯片，该第一芯片根据该判断结果做出发送功率大小的决定，并由第一发送功率控制装置完成发送功率控制的动作，最后由第一发送模块发送出相应功率的信号。
本发明还提供一种自由空间光通信系统的发送端系统，包括依次串接的网管装置、芯片、发送功率控制装置和发送模块，该网管装置接收到接收端系统回复的判断信号后，将该判断信号发送给芯片，由芯片做出发送功率大小的决定，并由发送功率控制装置完成发送功率控制的动作，最后由发送模块发送出相应功率的信号。
本发明还提供一种自由空间光通信系统的接收端系统，包括依次串接的接收模块、芯片和网管装置，该接收模块接收到发送端系统发送的信号后，将该信号发送给芯片，由芯片做出判断，并将该判断信号发送给网管装置，由该网管装置将该信号回复给发送端系统。
本发明还提供一种自由空间光通信系统的发送功率的控制方法，包括如下步骤提供第一端系统，包括依次串接的第一网管装置、第一芯片、第一发送功率控制装置和第一发送模块；提供第二端系统，包括依次串接的第二接收模块、第二芯片和第二网管装置；第二接收模块接收到第一发送模块发送的信号后，将信号传送给第二芯片判断，第二芯片将判断结果发送给第二网管装置，第二网管装置将该判断结果通过第一网管装置发送给第一芯片，该第一芯片根据该判断结果做出发送功率大小的决定，并由第一发送功率控制装置完成发送功率控制的动作，最后由第一发送模块发送出相应功率的信号。
与现有技术相比，本发明自由空间光通信系统、自由空间光通信系统的发送端系统、自由空间光通信系统的接收端系统以及自由空间光通信的发送功率的控制方法中，都采用芯片来对接收端所接收的信号的强弱来进行判断，并通过网管装置将判断信号回复给发送端；而发送端也是通过芯片对发送功率的大小做出决定，并由发送功率控制装置完成控制动作。上述动作都是通过系统自动完成的，而无需人的介入，从而在实际运用中能够自适应外界环境的变化，降低故障率，保证通信质量，同时节省使用者的时间。
图1是本发明自由空间光通信系统的第一实施方式的示意图。
图2是本发明自由空间光通信系统的第二实施方式的示意图。
具体实施方式请参阅图1，是本发明自由空间光通信系统的第一实施方式的示意图。该自由空间光通信系统1包括发送端系统(未标示)和接收端系统(未标示)。该发送端系统包括依次串接的发送端网管装置12、发送端芯片11、发送功率控制装置10和发送模块13，接收端系统包括依次串接的接收模块19、接收端芯片16和接收端网管装置17。
当接收模块19接收到由发送模块13发送过来的光信号时，将光信号变为电信号送入接收端芯片16，此信号为电压值，代表平均接收光功率。然后，由接收端芯片16对信号功率的大小做出判断，该接收端芯片16将判断结果发送给接收端网管装置17。该接收端网管装置17将该判断结果通过发送端网管装置12发送给发送端芯片11。该发送端芯片11根据该判断结果做出发送功率大小的决定，并由发送功率控制装置10完成发送功率控制的动作，最后由发送模块发送出相应功率的信号。
发送功率控制装置10中设置有3档，当来自发送端芯片11的控制信号为“00”时工作于最低档，“01”或“10”时工作于中档，“11”时工作于最高档。
例如假设系统的发送光功率现处于中档。若接收端芯片16接收到的电压值高于程序所设定的接近于饱和光功率的电压值，该接收端芯片16就由接收端网管装置17发送一条指令信号“11”到发送端网管装置12，该发送端网管装置12接受到该指令信号后传给发送端芯片11，该发送端芯片11解析出该指令“11”，由其I/O口输出控制信号“00”给发送功率控制装置10，降低发送功率档，从而减小激光发送功率。
若接收端芯片16接收到的电压值低于程序所设定的接近于灵敏度的电压值，该接收端芯片16就由接收端网管装置17发送一条指令信号“00”到发送端网管装置12，该发送端网管装置12接受到该指令信号后传给发送端芯片11，该发送端芯片11解析出该指令“00”，由其I/O口输出控制信号“11”给发送功率控制装置10，升高发送功率档，从而增大激光发送功率。
若接收端芯片16接收到的电压值在程序所设定的接近于饱和光功率和灵敏度的电压值之间，该接收端芯片16及接收端网管装置17就不动作，发送端网管装置12和发送端芯片11没收到指令也不动作，从而保持发送功率档不变。
该自由空间光通信系统1的接收端系统通过接收端芯片16对接收模块19所接收的信号的强弱来进行判断，并通过接收端网管装置17将判断信号回复给发送端网管装置12；而发送端系统也是通过发送端芯片11对发送功率的大小做出决定，并由发送功率控制装置10完成控制动作。上述动作都是通过系统自动完成的，而无需人的介入，从而在实际运用中能够自适应外界环境的变化，降低故障率，保证通信质量，同时给使用者带来方便。
请参阅图2，是本发明自由空间光通信系统的第二实施方式的示意图。该自由空间光通信系统2包括第一端系统(未标示)与第二端系统(未标示)。该第一端系统包括依次串接的第一网管装置22、第一芯片21、第一发送功率控制装置20和第一发送模块23。第二端系统包括依次串接的第二接收模块29、第二芯片26和第二网管装置27。当第二接收模块29接收到第一发送模块23发送的信号后，将信号传送给第二芯片26判断，第二芯片26将判断结果发送给第二网管装置27，第二网管装置27将该判断结果通过第一网管装置22发送给第一芯片21，该第一芯片21根据该判断结果做出发送功率大小的决定，并由第一发送功率控制装置20完成发送功率控制的动作，最后由第一发送模块23发送出相应功率的信号。
与自由空间光通信系统1相比，该自由空间光通信系统2中，该第一端系统进一步包括与第一芯片21相连的第一接收模块24，该第二端系统进一步包括与第二芯片26相连的第二发送功率控制装置25和与该第二发送功率控制装置25相连的第二发送模块28。当第一接收模块24接收到第二发送模块28发送的信号后，将信号传送给第一芯片21判断，第一芯片21将判断结果发送给第一网管装置22，第一网管装置22将该判断结果通过第二网管装置27发送给第二芯片26，该第二芯片26根据该判断结果做出发送功率大小的决定，并由第二发送功率控制装置25完成发送功率控制的动作，最后由第二发送模块28发送出相应功率的信号。
与自由空间光通信系统1的原理相同，该自由空间光通信系统2可自动完成发送功率的控制，而无需人的介入，从而在实际运用中能够自适应外界环境的变化，降低故障率，保证通信质量，同时给使用带来方便。另外，该自由空间光通信系统2的两端都可以同时作为发送端与接收端，从而，该自由空间光通信系统2可以更便捷地采用激光信号来完成双工通信。
权利要求
1.一种自由空间光通信系统，其包括第一端系统与第二端系统，其特征在于该第一端系统包括依次串接的第一网管装置、第一芯片、第一发送功率控制装置和第一发送模块，第二端系统包括依次串接的第二接收模块、第二芯片和第二网管装置，当第二接收模块接收到第一发送模块发送的信号后，将信号传送给第二芯片判断，第二芯片将判断结果发送给第二网管装置，第二网管装置将该判断结果通过第一网管装置发送给第一芯片，该第一芯片根据该判断结果做出发送功率大小的决定，并由第一发送功率控制装置完成发送功率控制的动作，最后由第一发送模块发送出相应功率的信号。
2.如权利要求1所述的自由空间光通信系统，其特征在于该信号为电平信号。
3.如权利要求1所述的自由空间光通信系统，其特征在于该第一端系统进一步包括与第一芯片相连的第一接收模块，该第二端系统进一步包括一与第二芯片相连的第二发送功率控制装置和与该第二发送功率控制装置相连的第二发送模块，当第一接收模块接收到第二发送模块发送的信号后，将信号传送给第一芯片判断，第一芯片将判断结果发送给第一网管装置，第一网管装置将该判断结果通过第二网管装置发送给第二芯片，该第二芯片根据该判断结果做出发送功率大小的决定，并由第二发送功率控制装置完成发送功率控制的动作，最后由第二发送模块发送出相应功率的信号。
4.一种自由空间光通信系统的发送端系统，其包括发送模块，特征在于其还包括依次串接的网管装置、芯片和发送功率控制装置，该发送功率控制装置与发送模块连接，该网管装置接收到接收端系统回复的判断信号后，将该判断信号发送给芯片，由芯片做出发送功率大小的决定，并由发送功率控制装置完成发送功率控制的动作，最后由发送模块发送出相应功率的信号。
5.一种自由空间光通信系统的接收端系统，其包括接收模块，特征在于其还包括与该接收模块依次串接的芯片和网管装置，该接收模块接收到发送端系统发送的信号后，将该信号发送给芯片，由芯片做出判断，并将该判断信号发送给网管装置，由该网管装置将该信号回复给发送端系统。
6.一种自由空间光通信系统的发送功率的控制方法，其特征在于包括如下步骤提供第一端系统，包括依次串接的第一网管装置、第一芯片、第一发送功率控制装置和第一发送模块；提供第二端系统，包括依次串接的第二接收模块、第二芯片和第二网管装置；第二接收模块接收到第一发送模块发送的信号后，将信号传送给第二芯片判断，第二芯片将判断结果发送给第二网管装置，第二网管装置将该判断结果通过第一网管装置发送给第一芯片，该第一芯片根据该判断结果做出发送功率大小的决定，并由第一发送功率控制装置完成发送功率控制的动作，最后由第一发送模块发送出相应功率的信号。
7.如权利要求6所述的自由空间光通信系统的发送功率的控制方法，其特征在于该信号为电平信号。
8.如权利要求6所述的自由空间光通信系统的发送功率的控制方法，其特征在于该控制方法还包括如下步骤提供与第一芯片相连的第一接收模块；提供与第二芯片相连的第二发送功率控制装置和与该第二发送功率控制装置相连的第二发送模块；第一接收模块接收到第二发送模块发送的信号后，将信号传送给第一芯片判断，第一芯片将判断结果发送给第一网管装置，第一网管装置将该判断结果通过第二网管装置发送给第二芯片，该第二芯片根据该判断结果做出发送功率大小的决定，并由第二发送功率控制装置完成发送功率控制的动作，最后由第二发送模块发送出相应功率的信号。
全文摘要
本发明涉及一种自由空间光通信系统，包括第一端系统与第二端系统，该第一端系统包括依次串接的第一网管装置、第一芯片、第一发送功率控制装置和第一发送模块，第二端系统包括依次串接的第二接收模块、第二芯片和第二网管装置。本发明自由空间光通信系统通过芯片完成对信号功率大小的判断以及决定发送功率大小的动作，即可以根据外界环境的变化自动调节激光发送功率，从而降低故障率，保证通信质量；由于无需人的介入，可以方便使用。
文档编号H04B10/06GK1633043SQ20041005221
公开日2005年6月29日 申请日期2004年11月8日 优先权日2004年11月8日
发明者刘自力, 涂翠霞 申请人:深圳市世纪人无线通讯设备有限公司