光通信终端制造技术

一种光通信终端被配置为操作在全双工通信的两个不同的互补模式中。在一个模式中，该终端沿共同的自由空间光路透射具有第一波长的光并接收具有第二波长的光。在另一模式中，所述终端透射具有第二波长的光并接收具有第一波长的光。该终端包括引导去往和来自取决于波长创建不同光路的二向色元件的光的控制镜面，并且还包括针对两个波长的空间上分离的发射器和检测器。第一互补发射器/检测器对用于一个模式并且第二对用于另一模式。光学组件被布置成使得调整控制镜面的取向使终端与通过利用第一或第二互补对的给定自由空间光链路的通信对准。

Optical communication terminal

【技术实现步骤摘要】
光通信终端本申请是国际申请日为2015年01月22日、中国申请号为201580022488.0、专利技术名称为“光通信终端、高空平台以及光通信方法”的专利技术专利申请的分案申请。
技术介绍
除非本文另外指明，否则本部分中描述的材料并不是本申请中的权利要求的现有技术，并且并不因为被包括在本部分中就被承认为是现有技术。诸如个人计算机、膝上型计算机、平板计算机、蜂窝电话和无数类型的具备联网能力的设备之类的计算设备在现代生活的许多方面中正越来越普遍。这样，对于经由因特网、蜂窝数据网络和其它这样网络的数据连通性的需求正在增长。然而，在世界的许多地区中，数据连通性仍是不可得的，或者如果可得，则是不可靠的和/或成本高昂的。自由空间光通信链路可以在发送和接收调制的激光的相应的通信终端之间形成。例如，第一终端可生成根据输出数据调制的激光并将激光传输到第二终端，在第二终端检测并解调激光以恢复数据。类似地，第二终端可生成根据数据调制的激光并将激光传输到第一终端，在第一终端检测并解调激光。为了支持在其中可利用单个终端同时发送和接收数据的全双工通信，各配置可利用第一波长传输数据并且利用第二波长接收数据。通信终端然后可在来自终端的主孔径的光路中包括二向色分束器。二向色分束器在共享单个主孔径的同时可允许一个波长透射并反射另一波长，从而分离在两个不同的波长下发送和/或接收的光。例如，第一终端可被配置为在波长1下传输并且在波长2下接收。二向色分束器可使波长1通过并且反射波长2。被配置为在波长1下发射的激光源可被定位为朝向主孔径发射通过二向色分束器的光。被配置为在波长2下检测的光检测器可被定位为接收在经由主孔径接收之后被二向色分束器反射的光。类似地，第二终端可被配置为在波长2下传输并且在波长1下接收。可以相对于二向色分束器布置合适的激光源和光检测器以将光引导到第二终端的单个主孔径/引导来自第二终端的单个主孔径的光。因此，通过在两个不同的波长下发送和接收调制的激光束，第一和第二通信终端就可以同时地在两个方向上传达数据。为了确保空间上分离的终端之间的对准，每个终端一般包含一个或多个可调整的光束控制镜面，所述光束控制镜面引导去往和来自相应的传输/接收孔径的激光到每个终端中的各个激光源和光检测器。调整(一个或多个)光束控制镜面的取向然后可调整将各个(一个或多个)激光源和(一个或多个)光检测器耦合到主孔径的(一个或多个)光路中的各个焦点的位置。还可利用反馈系统来检测到来的激光(例如，来自另一终端)的到达角度，并且利用所确定的角度作为反馈来引导传输的激光(例如，到其它终端)。主孔径以及各个(一个或多个)激光源和/或(一个或多个)光检测器之间的光路在需要时可额外地包括各种不同的滤光器、反光镜(mirror)、透镜、孔径和其它光传输组件。
技术实现思路
示例实施例涉及在空中通信网络中的气球的网络。气球可由支撑有效载荷和气囊形成，所述有效载荷具有电源、数据存储装置和用于将信息无线地传达到气球网络的其它成员和/或位于地面上的无线站的一个或多个收发器。气球可经由自由空间光链路相互通信并且可包括可被配置为操作在全双工通信的两个不同的互补模式中的光通信终端。在一个模式中，所述终端沿共同的自由空间光路传输具有第一波长的光并接收具有第二波长的光。在另一模式中，所述终端传输具有第二波长的光并接收具有第一波长的光。因此，在两个不同的气球上操作在互补模式中的两个这样的终端允许这两个气球同时地在两个方向上传达数据。为了在任意的气球之间形成这样的光链路以创建网状网络，终端可被配置为通过调整控制镜面的取向从而将自由空间光路与终端中模式特定的光发射器和检测器对准来在两个模式之间动态地切换。例如，终端可包括引导去往和来自创建取决于波长的差异化路径的二向色元件的光的控制镜面，并且还包括对于两个波长的空间上分离的发射器和检测器。第一互补的发射器/检测器对用于一个模式中，并且第二对用于另一模式。光组件被布置成使得调整控制镜面的取向使终端与利用第一或第二互补对的给定自由空间光路上的通信对准。本公开的一些实施例提供了一种光通信终端。该光通信终端可包括分束器、一个或多个光源、一个或多个检测器及控制镜面。分束器可被配置为透射第一波长的光并反射第二波长的光。一个或多个光源可被配置为从第一发射位置发射第一波长的光并且从第二发射位置发射第二波长的光。所述一个或多个检测器可被配置为在第一检测位置检测第一波长的光，并在第二检测位置检测第二波长的光。控制镜面和分束器可被布置成使得当所述控制镜面具有第一取向时，(i)从第一发射位置发射的第一波长的光被引导以使其朝向远程终端传输，并且(ii)从远程终端接收的第二波长的光被朝向第二检测位置引导。控制镜面和二向色分束器可进一步被布置成使得当所述控制镜面具有第二取向时，(i)从第二发射位置发射的第二波长的光被引导以使其朝向远程终端传输，并且(ii)从远程终端接收的第一波长的光被朝向第一检测位置引导。本公开的一些实施例提供了一种高空平台。该高空平台可包括气囊、被配置为从气囊悬挂的有效载荷；以及安装到有效载荷的光通信终端。光通信终端可包括：(i)分束器，被配置为传输第一波长的光并反射第二波长的光；(ii)一个或多个光源，被配置为从第一发射位置发射第一波长的光并且从第二发射位置发射第二波长的光；(iii)一个或多个检测器，被配置为在第一检测位置检测第一波长的光，并在第二检测位置检测第二波长的光；以及(iv)控制镜面。控制镜面和分束器可被布置成使得当所述控制镜面具有第一取向时，(i)从第一发射位置发射的第一波长的光被引导以朝向远程终端传输，并且(ii)从远程终端接收的第二波长的光被朝向第二检测位置引导。控制镜面和分束器可进一步被布置成使得当所述控制镜面具有第二取向时，(i)从第二发射位置发射的第二波长的光被引导以朝向远程终端传输，并且(ii)从远程终端接收的第一波长的光被朝向第一检测位置引导。本公开的一些实施例提供了一种方法。该方法可包括对控制镜面进行取向以便：(i)引导从第一发射位置发射的第一波长的光以使其朝向远程终端传输，以及(ii)引导从远程终端接收的第二波长的入射光朝向第二检测位置。该方法可包括通过以下各项在第一模式中进行全双工通信：(i)从第一发射位置发射基于输出数据调制的第一波长的光，以及(ii)基于在第二检测位置检测的第二波长的光提取输入数据。所述方法可包括做出确定以切换到进行在第二模式中的全双工通信。该方法可包括响应于做出所述确定，对所述控制镜面进行取向以便：(i)引导从第二发射位置发射的第二波长的光以使其朝向给定方向传输，以及(ii)引导从所述给定方向接收的第一波长的入射光朝向第一检测位置。该方法可包括通过以下各项在第二模式中进行全双工通信：(i)从第二发射位置发射基于输出数据调制的第二波长的光，以及(ii)基于在第一检测位置检测的第一波长的光提取输入数据。本公开的一些实施外高桥提供了一种装置，用于对控制镜面进行取向以便：(i)引导从第一发射位置发射的第一波长的光以使其朝向远程终端传输，以及(ii)引导从远程终端接收的第二波长的入射光朝向第二检测位置。本公开的一些实施例提供了用于通过以下各项在第一模式中进行全双工通信的装置：(i)从第一发射位置发射基于输出数据调本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置用于自由空间光通信的光通信终端，所述光通信终端包括：第一光源，被配置为从对应发射位置发射第一波长的光，以及第二光源，被配置为从对应发射位置发射第二波长的光；第一检测器，被配置为在对应检测位置检测所述第一波长的光，以及第二检测器，被配置为在对应检测位置检测所述第二波长的光；控制镜面；以及一个或多个处理器，可操作地耦合到所述控制镜面以调整所述控制镜面的取向以及管理与一个或多个远程光通信终端的自由空间光通信；其中，所述对应发射位置和对应检测位置通过双芯光纤套圈实现。

【技术特征摘要】
2014.02.25 US 14/189,5821.一种被配置用于自由空间光通信的光通信终端，所述光通信终端包括：第一光源，被配置为从对应发射位置发射第一波长的光，以及第二光源，被配置为从对应发射位置发射第二波长的光；第一检测器，被配置为在对应检测位置检测所述第一波长的光，以及第二检测器，被配置为在对应检测位置检测所述第二波长的光；控制镜面；以及一个或多个处理器，可操作地耦合到所述控制镜面以调整所述控制镜面的取向以及管理与一个或多个远程光通信终端的自由空间光通信；其中，所述对应发射位置和对应检测位置通过双芯光纤套圈实现。2.根据权利要求1所述的光通信终端，进一步包括：耦合到所述控制镜面并与所述一个或多个处理器协作通信的镜面定位系统，所述镜面定位系统被配置为响应于从所述一个或多个处理器接收的控制信号调整所述控制镜面的取向。3.根据权利要求1所述的光通信终端，进一步包括中继光学器件，其中：所述中继光学器件布置在所述控制镜面和所述双芯光纤套圈之间；所述控制镜面被配置为从所述一个或多个远程光通信终端中的给定一个接收所述第一波长或第二波长的准直的光，并将接收的准直的光传递到所述中继光学器件；以及所述中继光学器件被配置为调整接收的准直的光并将调整的光提供到所述双芯光纤套圈。4.根据权利要求1所述的光通信终端，其中：所述双芯光纤套圈包括第一双芯光纤套圈和第二双芯光纤套圈；所述第一光源被配置为从第一对应发射位置发射所述第一波长的光，以及所述第二光源被配置为从第二对应发射位置发射所述第二波长的光；所述第一检测器被配置为在第一对应检测位置检测所述第一波长的光，以及所述第二检测器被配置为在第二对应检测位置检测所述第二波长的光；所述第一对应发射位置和第一对应检测位置通过所述第一双芯光纤套圈实现；以及所述第二对应发射位置和第二对应检测位置通过所述第二双芯光纤套圈实现。5.根据权利要求4所述的光通信终端，其中：所述第一对应发射位置经由第一光纤连接耦合到所述第一光源；所述第一对应检测位置经由第二光纤连接耦合到所述第一检测器；所述第二对应发射位置经由第三光纤连接耦合到所述第二光源；以及所述第二对应检测位置经由第四光纤连接耦合到所述第二检测器。6.根据权利要求1所述的光通信终端，其中，所述第一检测器和第二检测器包括雪崩光电二极管。7.根据权利要求1所述的光通信终端，进一步包括：布置在所述双芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：BI厄克门，NH金，EA凯斯，K布鲁克斯，
申请(专利权)人：X开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US