一种FSO通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种FSO通信系统，该系统包括激光器，用于发射光信号；光探测器，用于接收经过第一光调节模块的光信号；控制器，用于采集并依据光探测器接收到的光信号得到光探测器接收到的光信号的光功率，并依据光功率生成并发送相应的控制指令；第一光调节模块，用于接收控制指令及激光器发射的光信号，并依据控制指令调节激光器发射的光信号以使光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至光探测器。该系统可以对激光器发射的光信号进行调节，以使光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，以应对复杂多变的外界环境，使FSO通信更加稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及FSO通信领域，特别是涉及一种FSO通信系统。
技术介绍
随着大数据、云计算以及物联网等各种网络应用的发展，网络通信带宽的需求越来越大，尤其是移动无线通信带宽的需求，更呈现出爆发式增长的趋势。FSO(FreeSpaceOptic，自由空间光通信)作为一种新型无线通信方式，结合了光纤通信与微波通信的优点，具有通信宽带大、无电磁干扰、频谱不受限等优点，可以满足高速无线通信的需求。FSO是一种视距范围内的点对点通信，其发射端以较小的发散角向接收端发射光信号，只有当FSO接收端的镜头位于发射光斑范围内且接收到的光信号的光功率足以使光探测器等元件恢复出有效的数据信号时，才能正常完成信号的接收。由于FSO一般多用于户外无线通信，并且光信号在大气的传输过程中容易受到天气、户外环境等因素的影响，光信号在传输的过程中面临着较大的衰减和散射，使光信号的光功率减小。例如，在同样的发射角和发射功率下，天气晴朗时FSO的有效通信距离能达到数公里，而在浓雾等情况下，FSO的有效通信距离可能不足百米。现有技术中，FSO通信系统发射的光信号的光功率是固定不变的，难以应对复杂天气状况等自然环境的变化，缺乏自适应调节能力，不能保障FSO的稳定通信。因此，如何提供一种解决上述技术问题的FSO通信系统是本领域的技术人员目前需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种FSO通信系统，在使用过程可以对激光器发射的光信号进行调节，以使光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，以应对复杂多变的外界环境，使FSO通信更加稳定。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种FSO通信系统，所述系统包括发射端、控制器和接收端，所述发射端包括激光器，所述接收端包括光探测器和第一光调节模块，其中：所述激光器，用于发射光信号；所述光探测器，用于接收经过所述第一光调节模块的光信号；所述控制器，用于采集并依据所述光探测器接收到的光信号得到所述光探测器接收到的光信号的光功率，并依据所述光功率生成并发送相应的控制指令；所述第一光调节模块，用于接收所述控制指令及所述激光器发射的光信号，并依据所述控制指令调节所述激光器发射的光信号以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述光探测器。优选的，依据所述光功率生成并发送相应的控制指令的过程为：当所述光功率不在所述预设合理范围内时，则生成并发送第一控制指令；否则，生成并发送第二控制指令；则所述第一光调节模块具体用于当接收到所述第一控制指令后，对接收到的所述激光器发射的光信号进行调节，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述光探测器；还用于当接收到第二控制指令后，直接将接收到的光信号发送至所述光探测器。优选的，所述第一光调节模块包括：第一光放大器，用于当所述的光功率小于所述预设合理范围的下限时，依据所述第一控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行放大，以使放大后的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将所述放大后的光信号发送至所述光探测器；还用于当接收所述第二控制指令后，依据所述第二控制指令直接将接收到的光信号发送至所述光探测器；第一光衰减器，用于当所述光功率大于所述预设合理范围的上限时，依据所述第一控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行衰减，以使衰减后的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将所述衰减后的光信号发送至所述光探测器；还用于当接收到所述第二控制指令后，依据所述第二控制指令直接将接收到的光信号发送至所述光探测器。优选的，所述发射端还包括第二光调节模块；所述控制器，还用于当所述光探测器接收到的光信号的光功率不在所述合理范围内时，生成并发送第三控制指令；否则，生成并发送第四控制指令；所述第二光调节模块，用于当接收到所述第三控制指令后，依据所述第三控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行调节，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述第一光调节模块；还用于当接收到所述第四控制指令后，直接将接收到的光信号发送至所述第一光调节模块。优选的，所述第二光调节模块包括：第二光放大器，用于当所述光功率小于所述预设合理范围的下限时，依据所述第三控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行放大，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将放大后的光信号发送至所述第一光调节模块；还用于当接收到所述第四控制指令后，依据所述第四控制指令直接将接收到的光信号发送至所述第一光调节模块；第二光衰减器，用于当所述光功率大于所述预设合理范围的上限时，依据所述第三控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行衰减，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将衰减后的光信号发送至所述第一光调节模块；还用于当接收所述第四控制指令后，依据所述第四控制指令直接将接收到的光信号发送至所述第一光调节模块。优选的，所述发射端还包括准直器；所述控制器还用于当所述光功率不在所述合理范围内时生成并发送第五控制指令；否则，生成并发送第六控制指令；所述准直器，用于接收并依据所述第五控制指令对自身的焦点进行调节以对所述第二光调节模块发送的光信号的发散角进行调节，以使所述光功率在所述预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述第一光调节模块；还用于当接收到所述第六控制指令后，依据所述第六控制指令直接将接收到的光信号发射至所述第一光调节模块。优选的，所述接收端还包括波前探测器，所述波前探测器的第一输入端与所述第一光放大器的输出端连接，其第二输入端与所述第一光衰减器的输出端连接，其输出端与所述光探测器的输入端连接，所述波前探测器用于对接收到的光信号进行整形处理，并将整形处理后的光信号发送至所述光探测器。优选的，所述接收端还包括采集模块和调整模块，其中：所述采集模块，用于采集环境参数，并将所述环境参数发送至所述控制器；所述控制器，还用于接收所述环境参数，依据所述环境参数生成并发送第七控制指令；所述调整模块，用于接收所述第七控制指令，并依据所述第七控制指令调整所述接收端与所述发射端的相对高度及相对俯仰角。优选的，所述环境参数包括温度、湿度或太阳光中的一种或多种的组合。优选的，如上述任一项所述的第一光放大器为掺铒光纤放大器或半导体放大器。优选的，如上述任一项所述的第二光放大器为掺铒光纤放大器或半导体放大器。优选的，所述第一光衰减器为薄膜型光衰减器。优选的，所述第二光衰减器为薄膜型光衰减器。本专利技术提供了一种FSO通信系统，该系统包括发射端、控制器和接收端，发射端包括激光器，接收端包括光探测器和第一光调节模块，其中：激光器，用于发射光信号；光探测器，用于接收经过第一光调节模块的光信号；控制器，用于采集并依据光探测器接收到的光信号得到光探测器接收到的光信号的光功率，并依据光功率生成并发送相应的控制指令；第一光调节模块，用于接收控制指令及激光器发射的光信号，并依据控制指令调节激光器发射的光信号以使光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至光探测器。通过控制器采集光探测器接收到的光信号，并依据光探测器接收到的光信号的光功率生成相应的控制指令以便第一光调节模块依据该控制指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种FSO通信系统，其特征在于，所述系统包括发射端、控制器和接收端，所述发射端包括激光器，所述接收端包括光探测器和第一光调节模块，其中：所述激光器，用于发射光信号；所述光探测器，用于接收经过所述第一光调节模块的光信号；所述控制器，用于采集并依据所述光探测器接收到的光信号得到所述光探测器接收到的光信号的光功率，并依据所述光功率生成并发送相应的控制指令；所述第一光调节模块，用于接收所述控制指令及所述激光器发射的光信号，并依据所述控制指令调节所述激光器发射的光信号以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述光探测器。

【技术特征摘要】
1.一种FSO通信系统，其特征在于，所述系统包括发射端、控制器和接收端，所述发射端包括激光器，所述接收端包括光探测器和第一光调节模块，其中：所述激光器，用于发射光信号；所述光探测器，用于接收经过所述第一光调节模块的光信号；所述控制器，用于采集并依据所述光探测器接收到的光信号得到所述光探测器接收到的光信号的光功率，并依据所述光功率生成并发送相应的控制指令；所述第一光调节模块，用于接收所述控制指令及所述激光器发射的光信号，并依据所述控制指令调节所述激光器发射的光信号以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述光探测器。2.根据权利要求1所述的FSO通信系统，其特征在于，依据所述光功率生成并发送相应的控制指令的过程为：当所述光功率不在所述预设合理范围内时，则生成并发送第一控制指令；否则，生成并发送第二控制指令；则所述第一光调节模块具体用于当接收到所述第一控制指令后，对接收到的所述激光器发射的光信号进行调节，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述光探测器；还用于当接收到第二控制指令后，直接将接收到的光信号发送至所述光探测器。3.根据权利要求2所述的FSO通信系统，其特征在于，所述第一光调节模块包括：第一光放大器，用于当所述的光功率小于所述预设合理范围的下限时，依据所述第一控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行放大，以使放大后的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将所述放大后的光信号发送至所述光探测器；还用于当接收所述第二控制指令后，依据所述第二控制指令直接将接收到的光信号发送至所述光探测器；第一光衰减器，用于当所述光功率大于所述预设合理范围的上限时，依据所述第一控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行衰减，以使衰减后的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将所述衰减后的光信号发送至所述光探测器；还用于当接收到所述第二控制指令后，依据所述第二控制指令直接将接收到的光信号发送至所述光探测器。4.根据权利要求3所述的FSO通信系统，其特征在于，所述发射端还包括第二光调节模块；所述控制器，还用于当所述光探测器接收到的光信号的光功率不在所述合理范围内时，生成并发送第三控制指令；否则，生成并发送第四控制指令；所述第二光调节模块，用于当接收到所述第三控制指令后，依据所述第三控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行调节，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述第一光调节模块；还用于当接收到所述第四控制指令后，直接将接收到的光信号发送至所述第一光调节模块。5.根据权利要求4所述的FSO通信系统，其特征在于，所述第二光调节模块包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张泰然，唐军，蒋国涛，全清华，张泰峰，曾超，陆琦，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43