一种移动节点之间的FSO通信网络系统技术方案

本发明专利技术适用于光通信技术领域，提供了一种移动节点之间的FSO通信网络系统，包括光发射单元，光发射单元的输出端连接光编码阵列单元的输入端，光编码阵列单元的输出端连接第一光纤束单元的输入端，第一光纤束单元的输出端连接信道单元的输入端，信道单元的输出端连接第二光纤束单元的输入端，第二光纤束单元的输出端连接光解码阵列单元的输入端，光解码阵列单元的输出端连接光接收单元的输入端。可以实现一个或多个高速移动用户之间的通信，能够自动动态组网、机动性好、传输速率高、容量大、设备重量轻等突出优点，同时，通过光纤束扩展系统提供足够大的有效波束覆盖范围，克服APT装置、大气湍流和系统振动等产生的对准误差，有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光通信
，尤其涉及一种移动节点之间的FSO通信网络系统。
技术介绍
在空间OCDMA方面，Tomoaki Ohtsuki分析了PPM调制的FS0-0CDMA系统性能，当大气湍流效应较小时，FS0-0CDMA系统可实现高速通信，当大气湍流效应较大时，FS0-0CDMA需结合信道编码。Y.Arimoto小组首次将OCDMA应用于FS0(Free Space Optical的缩写，自由空间光)系统，实现了 OCDMA信号160m的空间传输和20km的光纤混合传输，系统采用超结构光纤光栅SSFBG编解码器，地址码采用128正交Gold码，数据速率622Mb/s，切普速率160Gc/s，编码后的波形经自由空间传输后保持不变。深圳大学与电子科技大学进行空间OCDMA通信实验，该空间OCDMA通信实验系统采用了码重(波长数)为4的快跳频编解码器，系统码速率为622Mb/s(码片速率为2.5Gb/s)，收发天线为透射式天线。以上空间OCDMA系统，每个FSO节点只采用一路发射信号，无法再接收端提供足够大的有效波束覆盖范围，也就无法克服APT装置、大气湍流和系统振动等产生的对准误差。同时，由于光束捕获、跟踪和瞄准(ATP)系统的尺寸和重量问题，难以用于快速移动的FSO系统。美国Oklahoma大学和Tulsa大学开展了移动FSO的研究，提出的移动FSO的光纤束发射机系统，要发送的用户信号输入到其中的一个或多个光纤中(7根光纤呈六角形几何排列)，其中，中心光纤的信号沿发射机中心轴传输。如果发射机没有对准，信号将输入到偏离中心的光纤中，该光纤信号通过透镜后将偏离中心轴一定的角度，实现波束转向。通过改变从光纤到发射透镜的距离，就可以控制发射光束的发散角，同时还满足一定的功率预算。但是，该方案发送的多路信号是相同的信号，即没有考虑多址技术，也就无法实现多个移动FSO节点的快速组网。成都光电所、上海光机所、桂林激光通信研究所、清华同方有限公司等机构和单位开发出多种可投入实用的近地FSO通信产品。中科院成都光电所于2002年推出了国内首套FSO商品，通信速率为10Mbps，通信距离为300中科院上海光机所研制的FSO系统的通信距离为2 Km，最高传输速率可达622 Mbps。此后在2003年桂林激光通信研究所也推出了最高速率155 Mbps、最远通信距离8 Km的FSO商品。目前的近地FSO通信产品，都局限于点到点通信，而且无法实现FSO节点的快速移动。现有FSO系统尚存在着一些问题，包括:1)光束捕获、跟踪和瞄准(ATP)系统的尺寸和重量问题，难以用于快速移动的FSO系统。2 )受芯片限制，高速移动FSO的APT问题难以解决。3)局限于点到点通信。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种移动节点之间的FSO通信网络系统，旨在解决上述的技术问题。本专利技术是这样实现的，一种移动节点之间的FSO通信网络系统，所述网络系统包括光发射单元、光编码阵列单元、第一光纤束单元、信道单元、第二光纤束单元、光解码阵列单元及光接收单元，所述光发射单元的输出端连接所述光编码阵列单元的输入端，所述光编码阵列单元的输出端连接所述第一光纤束单元的输入端，所述第一光纤束单元的输出端连接所述信道单元的输入端，所述信道单元的输出端连接所述第二光纤束单元的输入端，所述第二光纤束单元的输出端连接所述光解码阵列单元的输入端，所述光解码阵列单元的输出端连接所述光接收单元的输入端。本专利技术的进一步技术方案是:所述发射单元包括光源、调制器、掺铒光纤放大器EDFA及分路器，所述光源输出端连接所述调制器的输入端，所述调制器的输出端连接掺铒光纤放大器EDFA的输入端，所述掺铒光纤放大器EDFA的输出端连接所述分路器的输入端。本专利技术的进一步技术方案是:所述光编码阵列单元为多个光编码器并行设置构成。本专利技术的进一步技术方案是:所述第一光纤束单元包括多个光纤束及多个发射透镜，多个所述光纤束分别与多个所述发射透镜一一对应连接。本专利技术的进一步技术方案是:所述第二光纤束单元包括多个接收透镜及多个光纤束，多个所述接收透镜分别与多个所述光纤束一一对应连接。本专利技术的进一步技术方案是:所述光解码阵列单元为多个光解码器并行设置构成。本专利技术的进一步技术方案是:所述接收单元包括多个探测器、分集接收器及解调器，多个所述探测器的输出端连接所述分集接收器的输入端，所述分集接收器的输出端连接所述解调器的输入端，解调器的输出端将数据输出。本专利技术的进一步技术方案是:所述光编码器及光解码器从地址码角度为一维光正交码或二维光正交码或跳频码或Gold码。本专利技术的进一步技术方案是:所述光编码器及光解码器从器件码角度为光纤延时线或光纤光栅或SSFBG或AWG。本专利技术的进一步技术方案是:所述信道单元采用的是大气湍流信道。本专利技术的有益效果是:通过光纤束扩展提供足够大的有效波束覆盖范围，克服APT装置、大气湍流和系统振动等产生的对准误差。通过光纤束扩展和OCDMA多址技术，实现多个移动FSO节点的快速组网。可以实现一个或多个高速移动用户之间的通信，能够自动动态组网、机动性好、传输速率高、容量大、设备重量轻，通过光纤束扩展系统提供足够大的有效波束覆盖范围，克服APT装置、大气湍流和系统振动等产生的对准误差，有广阔的应用前景。【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的FSO通信网络系统的框图。图2是本专利技术实施例提供的光纤束构成的连续光束范围示意图。图3是本专利技术实施例提供的基于光纤束和OCDMA的光纤束的移动通信网络系统的框图。【具体实施方式】图1示出了本专利技术提供的移动节点之间的FSO通信网络系统，所述网络系统包括光发射单元、光编码阵列单元、第一光纤束单元、信道单元、第二光纤束单元、光解码阵列单元及光接收单元，所述光发射单元的输出端连接所述光编码阵列单元的输入端，所述光编码阵列单元的输出端连接所述第一光纤束单元的输入端，所述第一光纤束单元的输出端连接所述信道单元的输入端，所述信道单元的输出端连接所述第二光纤束单元的输入端，所述第二光纤束单元的输出端连接所述光解码阵列单元的输入端，所述光解码阵列单元的输出端连接所述光接收单元的输入端。所述发射单元包括光源、调制器、掺铒光纤放大器EDFA及分路器，所述光源输出端连接所述调制器的输入端，所述调制器的输出端连接掺铒光纤放大器EDFA的输入端，所述掺铒光纤放大器H)FA的输出端连接所述分路器的输入端。[0当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动节点之间的FSO通信网络系统，其特征在于，所述网络系统包括光发射单元、光编码阵列单元、第一光纤束单元、信道单元、第二光纤束单元、光解码阵列单元及光接收单元，所述光发射单元的输出端连接所述光编码阵列单元的输入端，所述光编码阵列单元的输出端连接所述第一光纤束单元的输入端，所述第一光纤束单元的输出端连接所述信道单元的输入端，所述信道单元的输出端连接所述第二光纤束单元的输入端，所述第二光纤束单元的输出端连接所述光解码阵列单元的输入端，所述光解码阵列单元的输出端连接所述光接收单元的输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吉建华，王可，杨淑雯，徐铭，张志朋，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44