[发明专利]自由空间光通信方法及其装置

说明书

本公开涉及FSO通信方法及其通信装置。该方法包括：第一FSO通信装置向第二FSO通信装置发送第一光信号；所述第一FSO通信装置接收来自所述第二FSO通信装置的第二光信号；以及基于所述第二光信号，使用所述第一FSO通信装置内的第一光相控调制器执行以下操作中的至少一者：a)调整所述第一光信号去往所述第二FSO通信装置的光发射方向，或者b)调整所述第二光信号到所述第一FOS通信装置内的第一光接收单元的光入射方向。通过本公开的FSO通信方法，可以以光相控而非机械的方式来实现APT控制。在这种方式下，可以避免机械控制方式所存在的稳定性问题。

技术领域

本申请涉及一种光通信领域，更具体地涉及自由空间光通信方法及其装置。

背景技术

自由空间光(Free Space Optical Communication，FSO)系统中光束的传输会受到包括大气湍流波动，安装误差等在内多种因素的影响，从而对应引起接收光束的到达角偏移，光束抖动等现象。因此在接收端接收到的光信号会受到天气，安装精度等因素的影响而产生强度的衰减和波动。为了保证FSO系统链路通信的稳定性，需要采用APT(Acquisition Pointing Tracking，捕获指向跟踪)系统对光束的抖动，偏移进行补偿，保证接收端的光纤耦合效率，减小接收光强的抖动和衰减。

传统的APT一般采用机械控制的方式，利用音圈电机，云台或者压电陶瓷PZT等多种机械单元控制振镜高速偏摆，改变光束传输方向，从而保证FSO接收端耦合进光纤的光信号强度，减小接收端接收光束因湍流影响而对应产生的光束抖动和信号强度抖动衰减。

发明内容

本公开的目的是提供一种改进的FSO通信方法和装置，其可以实现对更为稳定的APT控制。

根据本公开的第一方面，提供了一种第一自由空间光FSO通信装置执行的FSO通信方法。该方法包括：所述第一FSO通信装置向第二FSO通信装置发送第一光信号；所述第一FSO通信装置接收来自所述第二FSO通信装置的第二光信号；以及基于所述第二光信号，使用所述第一FSO通信装置内的第一光相控调制器执行以下操作中的至少一者：a)调整所述第一光信号去往所述第二FSO通信装置的光发射方向，或者b)调整所述第二光信号到所述第一FOS通信装置内的第一光接收单元的光入射方向。

通过本公开的FSO通信方法，可以以光相控而非机械的方式来实现APT控制。在这种方式下，可以避免机械控制方式所存在的稳定性问题，且具有较高的精度。另外，这种方式还助于集成化，小型化。

在一些实施例中，所述第一光信号包括第一信标光和第一信号光，以及所述第二光信号包括第二信标光和第二信号光。在一些实施例中，接收源自于所述第二FSO通信装置的第二光信号包括：经由信号信标分束器对所接收的所述第二光信号进行分束，以形成经分束的第二信标光和第二信号光；以及对经分束的所述第二信标光进行检测。在这些实施例中，可以复用信标光来反馈收端所检测的光束对准偏差量；而信号光可以用于高速的光通信。

在一些实施例中，调整所述光发射方向包括：基于对所述第二信标光的检测，来获得与所述第二FSO通信装置的光接收有关的对端偏差量信息；以及基于所述对端偏差量信息，使用所述第一FSO通信装置内的第一光相控调制器来调整所述第一光信号去往所述第二FSO通信装置的光发射方向。在该些实施例中，借助于所反馈的对端偏差量，第一FSO通信装置可以校正去往所述第二FSO通信装置的光发射方向，这体现了在发端进行APT调整的构思。

在一些实施例中，从第一FSO通信装置向第二FSO通信装置发送第一光信号包括：基于对所述第二信标光的检测，来确定与所述第一FSO通信装置的光接收有关的本端偏差量；将所述本端偏差量调制到所述第一信标光中；将经调制的所述第一信标光与所述第一信号光两者进行组合，以形成所述第一光信号；以及将所述第一光信号经由所述第一光相控调制器发送至所述第二FSO通信装置。在该些实施例中，借助于所反馈的本端偏差量，第二FSO通信装置可以校正去往所述第一FSO通信装置的光发射方向，这也体现了在发端进行APT调整的构思。