[發明專利]USPL?FSO激光通信點對點和點對多點光學無線通信

有效

• 申請號: 201380013245.1
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN104160640B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: T·查菲;P·A·扎若斯基;I·金;A·布拉加
• 申請（專利權）人: 阿托隆有限責任公司
• 主分類號: H04B10/2575
• 分類號: H04B10/2575
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 呂俊剛,劉久亮

相關申請的交叉引用

本申請根據美國法典第35條§119(e)款要求于2012年1月9日提交的臨時專利申請no.61/584,666的優先權，其公開內容通過引用整體并入本文。

技術領域

本文所述的主題涉及自由空間光學(FSO)無線通信，并且更特別地，涉及增強的光學傳輸效率，其能夠被實現用于對于通過由于各條件而導致的光學上受損大氣條件的光束傳播使用超短脈沖激光(USPL)源的波長傳播，所述條件能夠包括但不限于霧、大氣光束漂移、閃爍效應等等。

背景技術

來自私人以及商業部門的對電信服務的需求的爆炸式增長已對當前可用的電信網絡帶來空前壓力。在沒有替代網絡傳送技術和拓撲的情況下，總的有效網絡速度很可能降低，同時在網絡內瓶頸的發生將變得越來越頻繁。

雙向自由空間光學(FSO)通信網絡能夠在可行的情況下，向微波鏈路、電線或電纜系統應用提供有用的替代方案。這樣的網絡由于公共技術平臺與光纖傳輸系統(許多現代電信系統的骨干)的共享而對于當前的以及將來的網絡架構而言可以是透明的。FSO通信系統通常能夠共享公共光纖組件，并且商業光學組件常常能夠被用于兩個應用。在自由空間光學數據鏈路方面的主要差異是傳播的介質是大氣而不是光纖。

利用當前的現有技術水平光纖組件，自由空間光學數據鏈路能夠被完全地集成到當前的短程和長程高速光學網絡中。自由空間數據鏈路能夠完全地達到當前同步光學網絡(SONET)系統架構，諸如例如利用當前1550nm技術平臺的SONET OC-48架構。另外，這樣的系統能夠被升級為較高數據速率和配置。光學數據鏈路系統能夠受益于在電磁光譜的未調節段中操作。不像微波和RF光譜，光學數據鏈路通常能夠不需要待發出的特殊租賃費用或資費。另外，因為系統的工作波長，通常能夠最小化與眼安全有關的問題。此外，典型地不需要操作與地面通行權有關的自由空間數據鏈路的特殊措施或許可證。還能夠避免與固定有線系統的翻地和挖溝有關的花費。

最近，FSO通信技術已利用了在1550nm光學傳輸頻帶內制成的商業進步。摻鉺光纖放大器(EFDA)技術已被并入系統設計配置內以用于增強傳輸預算的總體有效光學預算并且從而延伸傳輸系統在空中的可及范圍。

高功率光學放大器對于陸地自由空間傳輸以及光纖系統來說是有用的。已在陸地和海底光纖系統中延伸了中繼器距離并且已引入密集波分復用(DWDM)傳輸架構。隨著高功率Er/Yb光學放大器的出現，如在光纖傳輸中所看到的類似進步也已在光學無線和自由空間激光通信系統中實現。已經報告了越過2.4km傳輸跨距在2.5Gbps工作的單通道1550nm自由空間光學數據鏈路的實驗傳輸結果，像具有越過4.4km傳輸距離在10Gbps工作的四通道1550nm波分復用(WDM)自由空間光學數據鏈路的結果一樣。

發明內容

在當前主題的一些實施方式中，提供了一種光學通信設備和用于操作該光學通信設備的方法以用于調制信號的生成和傳輸。

在一個方面，所述光學通信設備包括生成光脈沖束的超短脈沖激光(USPL)源。各個光脈沖具有大約1納秒或更短的持續時間。光學通信設備還包括對由USPL源所生成的光束施加調制信號以生成調制光學信號的調制元件。調制信號承載用于傳輸到第二光學通信設備的數據。光學通信設備還包括光學收發機，該光學收發機接收調制光學信號并且發送調制光學信號以用于由第二光學通信設備接收。

在相互關聯的方面，一種方法包括生成光脈沖束。這些光脈沖中的每一個具有大約1納秒或更短的持續時間。該方法還包括對光束施加調制信號以生成調制光學信號。調制信號承載用于傳輸到第二光學通信設備的數據。該方法還包括以下步驟：在光學收發機處接收調制光學信號；以及使用光學收發機發送調制光學信號以用于由第二光學通信設備接收。

在另一相互關聯的方面，一種方法包括以下步驟：生成包括光脈沖的第一光束和第二光束；對第一光束施加第一調制信號以生成第一調制光學信號并且對第二光束施加第二調制信號以生成第二調制光學信號；調節第一調制光學信號的第一偏振態；將具有經調節的第一偏振態的第一調制光學信號與第二調制信號復用；以及通過光學收發機發送經復用的具有經調節的第一偏振態的第一調制光學信號與第二調制信號，以用于由第二光學通信設備接收。