使用主动束操纵的自由空间光通信的系统和方法技术方案

一种用于与多个路灯组件执行自由空间光通信的系统和方法。该方法包括沿着传输路径将光束从第一路灯组件的第一自由空间光学（FSO）单元传输到第二路灯组件的第二FSO单元。在沿传输路径传输光束的同时检测传输错误。获得一个或多个智能镜的位置。确定从第一FSO单元到第二FSO单元或第三FSO单元的备选传输路径。备选传输路径包括来自一个或多个智能镜的光束的反射。第一FSO单元相对于备选传输路径取向。光束从第一FSO单元沿着备选传输路径传输。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用主动束操纵的自由空间光通信的系统和方法
本公开大体上针对使用主动束操纵的自由空间光通信系统和方法。
技术介绍
存在多种用于建立高数据速率通信的不同技术。许多当前最快和/或最高容量的传输技术都需要安装物理连接，诸如光纤缆线。这些物理连接通常埋在地下。然而，安装光纤和其他物理连接所需的挖掘是昂贵的，并且在某些区域（例如，在城市的限度内被禁止）并非总是可能、可行或允许的。自由空间光学（FSO）是一种通信技术，其利用通过自由空间（露天）的光传播来无线传输数据，并从而提供了一种实现高数据速率通信的替代方案，而无需在网络节点之间扩展物理连接。然而，虽然不需要物理连接，但是FSO通信依赖于FSO网络中每个相邻节点集之间的物理空间不受阻碍，以使得可以在节点之间传输编码光束。这提供了挑战，因为景观、城市、城镇等可能会随着时间的推移不断变化。作为结果，在安装时清空和/或通常无障碍的FSO链接可能会暂时或永久被阻碍。因此，在本领域中持续需要这样的高数据速率通信系统和方法，该系统和方法不需要物理连接并且适应于随时间的推移变化的条件。
技术实现思路
本公开针对用于自由空间光（FSO）通信、特别是针对环境变化自动调整的专利技术系统和方法。环境变化可能包括天气事件或物体阻挡传输光束，诸如被树木生长到光传输路径中。本文公开的系统包括多个FSO单元和一个或多个智能镜，如果在传输路径中检测到传输错误（例如，由于沿传输路径阻挡数据传输的障碍物），则该一个或多个智能镜有助于确定FSO单元之间的备选传输路径。智能镜可以包括半反射表面，该半反射表面被布置为允许入射光的一部分传输通过该表面至光学传感器组件，同时反射入射光的其余部分。光学传感器组件可以确定入射光撞击反射表面的位置。智能镜可以将该位置传送给传输光束的FSO单元和/或智能镜可以包括致动器，使得可以调整FSO单元和/或智能镜的（多个）取向以将光更准确地引导至所意图的目标，同时避免障碍物。通常，在一个方面，提供了一种用于与多个路灯组件执行自由空间光通信的方法。该方法包括沿传输路径将光束从第一路灯组件的第一自由空间光学（FSO）单元传输到第二路灯组件的第二FSO单元；在沿传输路径传输光束的同时检测传输错误；获取一个或多个智能镜的位置；确定从第一FSO单元到第二FSO单元或第三FSO单元的备选传输路径，该备选传输路径包括来自一个或多个智能镜的光束的反射；使第一FSO单元相对于备选传输路径取向；沿备选传输路径传输来自第一FSO单元的光束。在一个实施例中，传输错误与阻碍光束传输的障碍物（26）有关，或者与沿着传输路径的光束的链路预算质量有关，该链路预算质量被确定为低于链路预算质量的预设阈值。在一个实施例中，障碍物包括树木、建筑物、雪、雨、雾、烟雾、灰尘、或包括上述至少一项的组合。在一个实施例中，该方法还包括利用光学传感器组件感测光束在智能镜上的入射光位置。在一个实施例中，感测包括通过智能镜的反射表面传输光束的入射部分的传输部分，以及利用光学传感器组件接收传输部分。在一个实施例中，该方法还包括将入射光位置传送到第一FSO单元。在一个实施例中，该方法还包括重新计算备选传输路径，并根据重新计算的备选传输路径来调整第一FSO单元的取向。在一个实施例中，该方法还包括利用第一FSO单元调节光束的一个或多个操作参数。在一个实施例中，该方法还包括使智能镜重新取向以改变来自智能镜的光束的反射部分的方向。在一个实施例中，重新取向包括驱动一个或多个致动器以沿一个或多个方向移动或旋转智能镜或重新配置智能镜的反射表面。在一个实施例中，一个或多个智能镜包括多个智能镜，并且备选传输路径包括来自所述智能镜中每个智能镜的反射。通常，在另一方面，提供了一种路灯组件。路灯组件包括一个支架；安装在支架上的灯具；安装在支架上的自由空间光学（FSO）单元，该FSO单元包括被配置为产生光束的光发射器；致动器，其被配置为设定FSO单元相对于支架的取向；控制器，其被配置为：在沿着传输路径向另一FSO单元的光束的传输中检测传输错误；获得一个或多个智能镜的位置；并确定备选传输路径，该备选传输路径包括来自一个或多个智能镜的光束的反射。通常，一方面，提供一种自由空间光通信系统，其包括多个路灯组件和一个或多个智能镜。在一个实施例中，一个或多个智能镜包括光学传感器阵列，该光学传感器阵列被配置为检测光束在智能镜上的入射光位置。在一个实施例中，一个或多个智能镜被配置为将入射光位置传递给一个或多个路灯组件、使自身重新取向以改变光束的反射部分（L3）离开智能镜的方向、或者包含上述至少一项的组合。应当领会，前述概念和下面更详细讨论的附加概念的所有组合（假设这样的概念并不相互矛盾）被认为是本文公开的专利技术主题的一部分。特别地，出现在本公开的结尾处的要求保护的主题的所有组合被认为是本文公开的专利技术主题的一部分。还应领会，本文明确采用的、也可能出现在通过引用并入的任何公开中的术语应被赋予与本文公开的特定概念最一致的含义。附图说明在附图中，贯穿不同的视图，相似的附图标记通常指代相同的部分。而且，附图不一定按比例绘制，而是通常将重点放在说明本专利技术的原理上。图1图示了根据在此公开的一个实施例的一对自由空间光通信单元。图2是根据本文公开的一个实施例的利用多个路灯组件的自由空间光学通信系统的顶视图。图3是根据本文公开的一个实施例的利用智能镜来反射障碍物周围的光束的自由空间光学通信系统的顶视图。图4是图3的利用智能镜之一在障碍物周围的备选反射路径中反射光束的自由空间光学通信系统的顶视图。图5示意性地图示了根据本文公开的一个实施例的自由空间光学通信系统的组件。图6是根据本文公开的一个实施例的智能镜的侧视图。图7是图示出根据本文公开的一个实施例的与自由空间光学系统通信的方法的流程图。具体实施方式本公开描述了自由空间光通信的系统和方法的各种实施例。更一般地，申请人已经认识并领会，提供一种包括智能镜以反射障碍物周围的光束的自由空间光学通信系统将是有益的。利用本公开的某些实施例的特定目标是通过利用包括多个智能镜的自由空间光学通信系统确定备选传输路径，使用主动束操纵来检测并自动校正传输错误和/或维持链路预算质量。鉴于前述内容，各种实施例和实施方式针对用于自由空间光学（FSO）通信、特别是针对环境变化自动进行调整的系统和方法。环境变化可能包括天气事件或物体阻挡传输光束，例如被树木生长到光传输路径中。本文公开的系统包括多个FSO单元和一个或多个智能镜，如果在传输路径中检测到传输错误（例如，由于沿传输路径阻挡数据传输的障碍物），则该一个或多个智能镜有助于确定FSO单元之间的备选传输路径。智能镜可以包括半反射表面，该半反射表面被布置为允许入射光的一部分传输通过该表面至光学传感器组件，同时反射入射光的其余部分。光学传感器组件可以确定入射光撞击反射表面的位置。智能镜可以将该位置传送给传输光束的FSO单元和/或智能镜可以包括致动器，以使得可以调整FSO单本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于与多个路灯组件（18）执行自由空间光通信的方法，包括：/n沿着传输路径（24）将光束（15）从第一路灯组件（18a）的第一自由空间光学（FSO）单元（12a）传输到第二路灯组件（18b）的第二FSO单元（12b）；/n在沿所述传输路径传输所述光束的同时检测传输错误；/n获得一个或多个智能镜（28）的位置，其中所述智能镜包括半反射表面，该半反射表面被布置为允许入射光的一部分传输通过该表面至光学传感器组件，同时反射所述入射光的其余部分，和/或被配置为传送撞击其反射表面的入射光的位置，和/或包括致动器，使得可以调节FSO单元或智能镜的取向；/n确定从所述第一FSO单元到所述第二FSO单元或第三FSO单元（12d）的备选传输路径（52、54），所述备选传输路径包括来自所述一个或多个智能镜的光束的反射；/n使所述第一FSO单元相对于备选传输路径取向；和/n沿备选传输路径传输来自所述第一FSO单元的光束。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180424 EP 18168870.61.一种用于与多个路灯组件（18）执行自由空间光通信的方法，包括：
沿着传输路径（24）将光束（15）从第一路灯组件（18a）的第一自由空间光学（FSO）单元（12a）传输到第二路灯组件（18b）的第二FSO单元（12b）；
在沿所述传输路径传输所述光束的同时检测传输错误；
获得一个或多个智能镜（28）的位置，其中所述智能镜包括半反射表面，该半反射表面被布置为允许入射光的一部分传输通过该表面至光学传感器组件，同时反射所述入射光的其余部分，和/或被配置为传送撞击其反射表面的入射光的位置，和/或包括致动器，使得可以调节FSO单元或智能镜的取向；
确定从所述第一FSO单元到所述第二FSO单元或第三FSO单元（12d）的备选传输路径（52、54），所述备选传输路径包括来自所述一个或多个智能镜的光束的反射；
使所述第一FSO单元相对于备选传输路径取向；和
沿备选传输路径传输来自所述第一FSO单元的光束。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述传输错误与阻碍所述光束的传输的障碍物（26）有关，或者与所述光束沿所述传输路径的链路预算质量有关，所述链路预算质量被确定为低于所述链路预算质量的预设阈值。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述障碍物包括树木、建筑物、雪、雨、雾、烟雾、灰尘、或包括前述至少一项的组合。


4.根据权利要求1所述的方法，还包括利用光学传感器组件感测所述光束在所述智能镜上的入射光位置。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述感测包括：通过所述智能镜的反射面（40）传输所述光束的入射部分（L1）的传输部分（L2），以及利用所述光学传感器组件接收所述传输部分。


6.根据权利要求4所述的方法，还包括将所述入射光位置传送到所述第一FSO单元。...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·H·J·德拉艾杰，J·埃克尔，R·拉贾戈帕兰，H·布罗厄斯，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL