多点自由空间光通信系统 |
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| 申请号 | CN201720953157.5 | 申请日 | 2017-08-01 | 公开(公告)号 | CN207573362U | 公开(公告)日 | 2018-07-03 |
| 申请人 | X开发有限责任公司; | 发明人 | 本·沃伦·塞古拉; 瓦利德·马斯路蒂; | ||||
| 摘要 | 公开了多点自由空间光通信系统。一种系统包括被配置为发射/接收至少一个光馈送(220)的光收发器(204，204a)和被配置为将光馈送分离成多条光束(20，20a-f)，并将光束(多条)空间地组合成光束(单条)的波束分离器(210)。该系统还包括光耦合到波束分离器并被配置为反射光束并允许信标 信号 (224，224a-f)通过其中的分色镜(212)。系统的 位置 敏感检测器(228)光耦合到分色镜，并且被配置为感测被允许通过分色镜的每个 信标信号 的入射位置，并且基于感测到的入射位置输出每条光束的位置误差(230)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种多点自由空间光通信系统，包括： |
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| 说明书全文 | 多点自由空间光通信系统技术领域[0001] 本公开涉及多点自由空间光通信系统。 背景技术[0002] 光网络使用光纤将高速内容传送到客户驻地。通常，光纤能够为内容源和客户驻地之间的上行链路和下行链路连接提供千兆位数据传输速率。然而，与将光纤路径从光网络的接入点或节点部署到每个客户驻地相关联的构建成本是昂贵的，并且还可能由于分区条例而面临不可预见的延迟。 [0003] 自由空间光学可以通过提供宽带宽和高数据速率来解决与部署常规光纤相关联的上述挑战，以提供对由互联网接入(例如，单播)和高清晰度电视(例如，多播)驱动的宽带业务的不断增长的需求。与无线电频率不同，自由空间光学技术还有利地使用无许可频谱(license-free spectrum)中的波长，并且由于发射终端和接收终端之间的视线难以拦截，因此通常表现出高信息安全性。然而，由于光束的高方向性，自由空间光学器件通常被保留用于单点对点通信链路。因此，自由空间光学的覆盖面和可寻址市场通常限于单个建筑物之间的静态通信。虽然已经提出了使用透镜组件和通信设备的平面阵列的多波束自由空间光学终端，但是这些系统不能被动态地导向，因此置配静态和非灵活。发明内容 [0004] 本公开的一个方面提供一种多点自由空间光通信系统。该系统包括光收发器、第一准直器、波束分离器、分色镜、位置敏感检测器、和多轴光学转向系统。光收发器被配置为发射/接收至少一个光馈送，而第一准直器光耦合到光收发器并被配置成准直光馈送。波束分离器光耦合到第一准直器。波束分离器被配置为将光馈送空间地分离成多条光束，并将多条光束空间地组合成光馈送。例如，当收发器发射光馈送时，波束分离器空间地将光馈送分离成多条光束，并且当收发器接收光馈送时，波束分离器空间地将多条光束组合成光馈送。分色镜与波束分离器光耦合，并被配置为反射光束并允许信标信号通过其中。每个信标信号对应于光束中的一条光束。位置敏感检测器光耦合到分色镜。位置敏感检测器被配置为感测被允许通过分色镜的每个信标信号的入射位置，并且基于信标信号的所感测到的入射位置输出每条光束的位置误差。多轴光学转向系统光耦合到分色镜并与位置敏感检测器进行通信。多轴光学转向系统被配置为基于从位置敏感检测器输出的对应位置误差和对应的发射/接收目标来引导每条光束。每个发射/接收目标彼此不同。 [0005] 本公开的实施方式可以包括以下可选特征中的一个或多个。在一些实施方式中，光收发器被配置为发射/接收多个光馈送。每个光馈送可以具有不同的波长。在一些示例中，复用器光耦合到光收发器。复用器可以被配置为将多个光馈送复用到多波长光馈送中，并将多波长光馈送解复用为多个光馈送。 [0006] 在一些示例中，波束分离器被配置为将多波长光馈送分离成多条光束，并且将多条光束空间地组合成多波长光馈送。每条光束可以对应于光馈送中的一个，并且可以具有对应的光馈送的对应波长。例如，每个光馈送可以被指定为表示对应波长的特定颜色。光收发器可以包括用于将光馈送发射到复用器的单模光纤和用于从复用器接收光馈送的多模光纤。在其他示例中，光收发器被配置为发射/接收单个光馈送。通过波束分离器空间地分离/组合的光束可以各自共享与单个光馈送相关联的单波长。在这些示例中，系统向在发射/接收目标处的对应的网络接口终端分配用于发射/接收光束的对应时隙，每个光束共享单波长。光收发器还可以包括用于将光馈送发射到第一准直器的单模光纤和用于从第一准直器接收光馈送的多模光纤。光收发器可以包括一条或多条光纤。 [0007] 在一些实施方式中，该系统包括光耦合到每条光纤的光循环器。光循环器可以被配置为分离发射路径和接收路径。该系统还可以包括光耦合到多轴光学转向系统并且限定中心透射轴的透镜。多轴光学转向系统可以具有波束转向角范围。透镜可以限定被配置为适应相对于中心透射轴测量的波束转向角范围的视场。多轴光学转向系统可以包括微机电系统、快速转向镜的阵列、或光学相位阵列。 [0008] 在一些示例中，波束分离器包括用于波分复用光馈送的棱镜。例如，棱镜可以将多波长光馈送空间地分离成多条波束；每个被指定对应于不同的波长的不同的颜色。波束分离器可以包括用于无源光网络光馈送的衍射光栅。被允许通过分色镜的信标信号可以与和关联于由分色镜反射的波束的光谱带不同的光谱带相关联。因此，分色镜可用作滤光器操作，其允许与信标信号相关联的光谱带通过其中并反射与光束相关联的光谱带。该系统还可以包括光耦合到分色镜和位置敏感检测器的第二准直器。第二准直器可以被配置成在信标信号通过分色镜时准直信标信号。 [0009] 本公开的另一方面提供了一种用于操作多点自由空间光通信系统的方法。该方法包括在光收发器处发射/接收至少一个光馈送，并且使用光耦合到光收发器的准直器来准直光馈送。当光收发器发射光馈送时，该方法包括使用光耦合到第一准直器的波束分离器将光馈送空间地分离成多条光束。当光收发器接收光馈送时，该方法包括使用波束分离器将多条光束空间地组合成光馈送。该方法还包括使用光耦合到波束分离器的分色镜反射光束，并使用分色镜允许信标信号通过分色镜。每个信标信号对应于光束中的一个光束。该方法还包括使用光耦合到分色镜的位置敏感检测器来感测被允许通过分色镜的每个信标信号的入射位置，并且使用位置敏感检测器基于信标信号的所感测的入射位置输出每条光束的位置误差。该方法还包括使用光耦合到分色镜并与位置敏感检测器进行通信的多轴光学转向系统来基于从位置敏感检测器输出的对应的位置误差和对应的发射/接收目标引导每条光束。每个发射/接收目标彼此不同。 [0010] 该方面可以包括以下可选特征中的一个或多个。在一些实施方式中，在光收发器处发射/接收至少一个光馈送包括在光收发器处发射/接收多个光馈送。每个光馈送可以具有不同的波长。例如，可以对不同波长中的每一个指定与为其它波长指定的颜色不同的对应颜色。该方法还可以包括使用光耦合到光收发器的复用器将多个光馈送复用成多波长光馈送。该方法还可以包括使用复用器将多波长光馈送解复用为多个光馈送。将光馈送空间地分离成多条光束可以包括将多波长光馈送空间地分离成多条光束。每条光束可以对应于光馈送中的一个，并且可以具有对应的光馈送的对应波长。将多条光束空间地组合成光馈送可以包括将多条光束空间地组合成多波长光馈送。在一些示例中，光收发器包括用于将光馈送发射到复用器的单模光纤和用于从复用器接收光馈送的多模光纤。 [0011] 在其他配置中，在光收发器处发射/接收至少一个光馈送包括发射 /接收单个光馈送。在这些示例中，由波束分离器空间分离/组合的光束可以每个共享与单个光馈送相关联的单波长。光收发器还可以包括用于将光馈送发射到第一准直器的单模光纤和用于从第一准直器接收光馈送的多模光纤。光收发器还可以包括一条或多条光纤。 [0012] 该方法还可以包括使用光耦合到每条光纤的光循环器分离发射路径和接收路径。在一些示例中，该方法包括使用由光耦合到多轴光学转向系统并限定中心透射轴的透镜限定的视场来适应相对中心发射轴测量的多轴光学转向系统的波束转向角范围。多轴光学转向系统可以包括微机电系统、快速转向镜的阵列、或光学相位阵列。波束分离器可以包括用于波分复用光馈送的棱镜。例如，棱镜可以对每条波束指定与波长对应的不同颜色。波束分离器还可以包括用于无源光网络光馈送的衍射光栅。被允许通过分色镜的信标信号可以与和关联于由分色镜反射的光束的光谱带不同的光谱带相关联。该方法可以进一步包括使用光耦合到分色镜和位置敏感检测器的第二准直器在信标信号通过分色镜时准直信标信号。 附图说明[0014] 图1A是使用波分复用光馈送的示例点对多点自由空间光通信系统的示意图。 [0015] 图1B是置配一个或多个无源光网络的示例点对多点自由空间光通信系统的示意图。 [0016] 图2是包括波分复用器的示例多点自由空间光学终端的示意图。 [0017] 图3是用于限定中心透射轴并且包括被配置为适应相对于中心透射轴测量的波束转向角范围的视场的多点自由空间光学终端的示例输出透镜的示意图。 [0018] 图4是使用多点自由空间光学终端的示例无源光网络拓扑的示意图。 [0019] 图5是用于无源光网络的示例多点自由空间光学终端的示意图。 [0021] 各附图中的相似附图标记表示相同的元件。 具体实施方式[0022] 在自由空间光链路上传送光信号提供宽带宽和高数据速率，以满足对由单播互联网接入和多播高清晰度电视驱动的宽带业务的需求的增加。因此，相对于部署常规光纤到达客户驻地，自由空间光学技术可以用作低成本的替选方案。这里的实施方式涉及使用多点自由空间光学(MP-FSO)终端从建立的光纤存在点(POP)站点向多个客户驻地分布多千兆连接。为了以低成本提供动态波束转向，示例MP-FSO终端包括位置敏感检测器，其被配置为通过感测作为来自发射/接收目标的反馈提供的信标信号的入射位置来输出光束的位置误差，然后利用多轴光学转向系统，其被配置为基于从位置敏感检测器输出的对应位置误差和对应的发射/接收目标来引导每条光束。 [0023] 参考图1A和1B，在一些实施方式中，点对多点自由空间光通信 (FSOC)系统100、100a-b包括与发射/接收目标110(例如，目的地终端) 进行通信的MP-FSO终端200。发射/接收目标110可以是包括经由自由空间光(FSO)束20(例如，光链路)从MP-FSO终端200接收光信号22 的网络接口终端(NIT)60的用户终端(例如，移动设备、住宅WiFi设备、家庭网络等)。如本文所使用的，光信号20是指包含内容的数据的通信。在一些示例中，NIT 60包括光网络单元/终端(ONT)60。每个NIT 60可以包括用于向MP-FSO终端200发射和从MP-FSO终端 200接收FSO 波束20的光发射器/接收器(即，收发器)。NIT 60还可以向对应的 MP-FSO终端 200发射信标信号224(图2和5)，以确定与从MP-FSO 终端200向对应的发射/接收目标110发射的FSO光束20相关联的位置误差230(图2和图5)。在一些实施方式中，每个NIT 60将接收到的光信号22从MP-FSO终端200之一(在FSO链路20上)转换为电信号，以对与对应的发射/接收目标110相关联的住宅网络(例如，住宅家庭) 提供第二层媒体访问控制功能。 [0024] 图1A提供了具有主MP-FSO终端200Main和一个或多个辅助MP-FSO终端200Aux的波分复用(WDM)FSOC系统100a。主MP-FSO 终端200Main包括与内容源10的回程连接，并且将多个空间FSO波束 20向对应的发射/接收目标110发射/接收，以提供光信号20(每个包含来自内容源10的内容/数据)到不同覆盖范围内的多个最终用户。在一些示例中，内容源10是互联网服务提供商(ISP)。内容源10可以提供诸如但不限于视频媒体分发、互联网数据和/或语音数据的内容/数据。 [0025] 在一些示例中，主MP-FSO终端200Main安装到通信塔101或其他结构，并且与所有发射/接收目标110保持一条视线，用于与其一起发射/接收多个空间FSO波束20。在一些示例中，主MP-FSO终端200Main对于终端200Main向对应的发射/接收目标110发射的每个FSO波束20 使用不同的波长。另外，主MP-FSO终端200Main将多个波长FSO波束 20分配到辅助MP-FSO终端200Aux，用于服务于在主MP-FSO终端 200Main的覆盖区域外的其他发射/接收目标110或者与主MP-FSO终端 200Main具有阻挡视线的其他发射/接收目标110。在一些实施方式中，辅助MP-FSO终端200Aux安装到路由电力/通信线路的电线杆104。因此，辅助MP-FSO终端200Aux可以从主MP-FSO终端200Main级联，以便向分离的发射/接收目标110置配具有专用波长的FSO波束20。 [0026] MP-FSO终端200Main、200Aux可以包括具有复用器206(图2)的波分复用(WDM)MP-FSO终端200a(图2)，用于将多个不同波长的光馈送 220(图2)复用为多波长光馈送222(图2)。此后，波束分离器210、210a(例如，棱镜)(图2)将多波长光馈送222空间分离成多条光束20，以便发射到在级联时的对应的目标110和/或其它终端200。每条光束20可以与表示不同波长的专用颜色相关联。 [0027] 图1B提供了用于传送多个空间FSO波束20的FSOC系统100b，每个空间FSO波束共享相同的波长以与一个或多个现有的光网络102、 102a-n(例如，无源光网络(PON)或能够具有千兆位的PON(GPON))兼容。无源光网络(PON)102是使用分光器40使单条光纤馈线12能够服务于多个发射/接收目标110(例如，每个PON 102a-n多达16个家庭) 的点对多点网络架构。尽管关于无源光网络描述了光网络100，但也可以使用有源光网络(AON)。 [0028] 在一些示例中，中心局(CO)120从内容源10接收内容/数据，该内容/数据可以作为光信号22传送到其中每个与对应的最终用户相关联的发射/接收目标110。CO 120包括光线路终端(OLT)50(例如，光发射器/接收器或收发器)，其通过将内容源10的设备使用的电信号转换为光网络102使用的光信号22/将光网络102使用的光信号22转换为电信号而用作光网络102的端点。在一些实施方式中，OLT 50经由FSO 波束20将光信号22从CO 120处的点对点(PTP)FSO终端112、112a 发送到安装在另一个建筑物/住宅122上的另一个PTP FSO终端112、 121b。此后，光信号22可以通过单条光纤馈送线12馈送到远程节点 70，远程节点70使用分光器40将光信号22分离以经由多条光纤12、 12a-n分配给一个或多个MP-FSO终端200。 在一些实施方式中，电力线(诸如，110VAC电线或来自通常可获得的有线电视9CATV电源线) 路由光纤12并提供电力。 [0029] 光纤12可以将光信号22馈送到MP-FSO终端200，并且每个 MP-FSO终端200可以通过向/从对应的PON 102a-n内的多个发射/接收目标110发射/接收多个空间光束20(共享单波长)来置配全PON 102、 102a-n。因此，每个MP-FSO终端200可以经由光束20将具有单共享波长的不同光信号22转向到在发射/接收目标110处的对应NIT/ONT 60。在某些情况下，每个MP-FSO终端200的覆盖范围被限制在几百米(例如，小于200米的阈值范围(图4))。然而，MP-FSO终端200可以实现诸如半导体光学简化器(SOA)的光放大器，以扩展由每个 MP-FSO终端200置配的对应PON 102、102a-n的覆盖范围。MP-FSO 终端200可以安装到电线杆104。 [0030] 在一些实施方式中，MP-FSO终端200向在发射/接收目标110处的对应的NIT/ONT 60分配对应的时隙，用于经由共享波长光信号20 与对应的MP-FSO终端220通信(即，发射/接收)光信号22。因此， MP-FSO终端200Main、200Aux可以包括具有波束分离器210、210b(例如，衍射光栅)的非WDM MP-FSO终端200b(图5)，波束分离器210、210b 将单波长光馈送220空间分离成多条光束20，以便发射到当级联时的对应的目标110和/或其它终端200。 [0031] 参考图2，WDM MP-FSO终端200a包括多个收发器204、204a-c、复用器(MUX)206、波束分离器210、分色镜212、多轴光学转向系统 214、输出透镜300和位置敏感检测器228。每个收发器204a-c被配置为发射/接收具有与其他光馈送220不同波长的对应的光馈送220、 220a-c。虽然该示例示出了包括三个收发器204a-c的WDM MP-FSO终端200a，但是其他示例包括下述WDM MP-FSO终端200a，其包括更多或更少的收发器204，每个收发器204被配置为发射/接收具有不同于其他光馈送220的专用波长的对应光馈送220。每个收发器204光耦合到复用器206并且可以包括用于将光馈送220发射到复用器206的单模光纤和用于接收光馈送220的多模光纤。在某些配置中，每个收发器204、204a-c包括光耦合到每条光纤的对应的光循环器205、205a-c，并且被配置为当将光馈送220发射到复用器206时在单模光纤当中或当从复用器206接收光馈送220时在多模光纤当中分离发射和接收路径。 [0032] 当收发器204作为用于将光信号22发射到发射/接收目标110的发射器操作时，复用器206将多个光馈送220复用为多波长光馈送222，第一准直器208准直光馈送222，并且波束分离器210将准直的多波长光馈送222空间分离成对应的光束20、20a-c，每个对应的光束20、20a-c 与光馈送220a-c中的对应的一个光馈送220a-c相关联并且具有对应的光馈送 220a-c的对应波长。在一些示例中，波束分离器210包括用于将光馈送222空间分离成光束 20a-c的棱镜210a，每条光束20a-c与表示不同波长的专用颜色相关联。波束分离器210可以可选地包括用于代替棱镜210a的衍射光栅210b(图5)，用于空间地组合接收的光束20 或者空间地分离多波长光馈送222。 [0033] 相反，当收发器204作为用于从发射/接收目标110接收光信号22 的接收器操作时，波束分离器210将来自发射/接收目标110、110a-c 的对应的一些的多条光束20a-c空间地组合为多波长光馈送222，第一准直器208对光馈送222进行准直，并且复用器206将多波长光馈送222解复用为多个光馈送220a-c，其每个由收发器204a-c的对应的一些接收。 [0034] 分色镜212光耦合到波束分离器210a和多轴光学转向系统214二者。分色镜212被配置为将由波束分离器210a分离的光束20a-c朝向多轴光学转向系统214反射，并且允许信标信号224、224a-c穿过其中并从信标镜218朝向位置敏感检测器228反射。例如，光束20可以与从分色镜21反射的谱带相关联，而信标信号224可以与不同于通过分色镜212传播的光束20的光谱带相关联。 [0035] 通过分色镜212的每个信标信号224a-c从发射/接收目标110a-c 中对应的一个发射/接收目标110a-c发射，并与光束20a-c中对应的一条光束20a-c相关联。在一些实施方式中，位置敏感检测器228经由信标镜218光耦合到分色镜212，并且包括多个位置敏感检测器228a-c，每个位置敏感检测器228a-c被配置为接收信标信号224a-c中对应的一个信标信号 224a-c。与信标镜218和位置敏感检测器228光耦合的第二准直器226可以在通过分色镜212并从信标镜218反射时对信标信号224进行准直。此后，每个位置敏感检测器228a-c被配置以感测每个对应的接收的信标信号224a-c的入射位置，并且基于对应信标信号 224a-c的感测到的入射位置输出每条光束20a-c的对应位置误差230、 230a-c。如本文所使用的，每个信标信号224a-c的入射位置提供来自对应的发射/接收目标110a-c的反馈，其指示由发射/接收目标110a-c 从WDM MP-FSO终端200a上一次接收的对应光束20a-c的位置、倾斜或偏移中的至少一个。 [0036] 在一些示例中，位置敏感检测器228包括近视场(NFOV)位置敏感检测器。在一些配置中，WDM MP-FSO终端200a包括代替位置敏感检测器的四单元或电荷耦合器件(CCD)相机，以感测每个信标信号224 的入射位置，该信标信号224提供必要的反馈，其指示该对应光束20a-c 的位置、倾斜或偏移中的至少一个。 [0037] 在一些实施方式中，多轴光学转向系统214与位置敏感检测器 228a-c进行通信，位置敏感检测器228a-c输出的位置误差230a-c驱动多轴光学转向系统214，以调整每条光束20a-c的方向以发射到对应的发射/接收目标110a-c。因此，多轴光学转向系统214可以与波束角度转向范围相关联，并且可以使用位置误差230和发射/接收目标110的位置将对应的光束20朝向发射/接收目标110转向。虽然WDM MP-FSO 终端200a的示例多轴光学转向系统214包括微机电系统(MEMS)，但是在其他示例中，多轴光学转向系统214可以包括快速转向镜阵列或光学相位阵列(OPA)。在转向系统214包括OPA的示例中，OPA被配置为通过当波束20穿过OPA时移动每个对应的波束20的相位来转向光束20。因此，OPA可以通过朝向多个空间方向发出光束20来完全独立地转向每条波束20。 [0038] 多轴光学转向系统214将发射的波束20引导到与其光耦合的输出透镜300。参考图3，在一些实施方式中，输出透镜300包括鱼眼光学透镜300，该鱼眼光学透镜300被配置为适应广角以获得波束转向的灵活性。透镜300限定了中心透射轴302和视场304，视场304被配置为适应相对于中心透射轴302测量的多轴光学转向系统214的波束转向角范围。返回参见图2，在通过输出透镜300时，每条波束20a-c通过自由空间发射到对应的发射/接收目标 110a-c。此后，发射/接收目标 110a-c可以将对应的信标信号224a-c发送回到WDM MP-FSO终端 200a，供位置敏感检测器228使用以输出每条光束20a-c的位置误差 230，使得多轴光学转向系统214可以在随后的发射期间调整光束20a-c 的方向。 [0039] 图4是使用MP-FSO终端200、200b的示例无源光网络(PON)拓扑的示意图400。在一些示例中，PON包括具有作为光纤路径的接入点操作的光纤存在点(POP)402的具有千兆比特能力的PON(GPON)。光纤POP 402可以包括OLT 50，用于经由FSO波束20将光信号22从光纤POP 402处的PTP FSO终端112发射到MP-FSO终端200b。这里， MP-FSO终端200b与非WDM MP-FSO终端200b相关联，非WDM MP-FSO终端200b被配置为将来自PTP FSO终端112的FSO波束20 空间分离成多条光束20、20d-f(其中每个共享单波长)，以发射到PON 的多个发射/接收目标110、110d-f中的对应的一个。这里，MP-FSO终端200b可以将每条光束20d-f转向到对应的发射/接收目标110d-f。在一些示例中，MP-FSO终端200b的范围被限制在阈值范围内，即通常几百米。例如，阈值范围可以小于200m。在一些实施方式中，MP-FSO 终端200b包括用于扩展阈值范围的光放大器(例如，半导体光放大器 (SOA))。 [0040] 参见图4和5，MP-FSO终端200、200b包括收发器204、波束分离器210、分色镜212、多轴光学转向系统214、输出透镜300和位置敏感检测器228。MP-FSO终端200b基本上类似于图2的WDM MP-FSO 终端200a，除了MP-FSO终端200b仅从OLT 50接收单波长光馈送220，并且将单波长光馈送220空间地分离成多条光束20、20d-f以发射到对应的发射/接收目标110、 100d-f。 [0041] 收发器204光耦合到第一准直器206并被配置为向第一准直器208 发射和从第一准直器208接收单波长光馈送220。收发器204可以包括用于向第一准直器208发射光馈送的单模光纤220，以及用于从第一准直器208接收光馈送220的多模光纤。在一些配置中，收发器204包括光耦合到每条光纤并且被配置为在将光馈送220发射到第一准直器 208时在单模光纤当中或当从第一准直器208接收光馈送220时在多模光纤当中分离发射和接收路径。 [0042] 当收发器204作为用于将光信号22发射到发射/接收目标110的发射器操作时，第一准直器208准直光馈送220，并且光束分离器210 将准直的单波长光馈送220空间分离成对应的光束20、20d-f，其每个共享光馈送220的单波长。在一些实施方式中，波束分离器210包括被配置成将单波长光馈送220空间分离成多条光束20、20d-f的衍射光栅210b。 [0043] 相反，当收发器204作为用于从发射/接收目标110接收光信号22 的接收器操作时，波束分离器(例如，衍射光栅)210b将共享单波长的多条波束20d-f空间地组合为单波长光馈送220，并且第一准直器208准直由收发器204接收的光馈送220。 [0044] 与图2的WDM MP-FSO终端200a一样，分色镜212光耦合到波束分离器210b和多轴光学转向系统214，并且被配置为将由波束分离器210b分离的光束20d-f朝向多轴光学转向系统214反射，并且允许信标信号224、224d-f穿过其中并且从信标镜218朝向位置敏感检测器 228反射。通过分色镜212的每个信标信号224d-f从发射/接收目标 110d-f的对应的一个发射，并且与光束20d-f中的对应的一个相关联。在一些实施方式中，位置敏感检测器228经由信标镜218光耦合到分色镜212，并且包括多个位置敏感检测器228d-f，每个位置敏感检测器 228d-f被配置为接收信标信号224d-f的对应的一个。第二准直器226 光耦合到信标镜 218和位置敏感检测器228两者，并且可以在通过分色镜212并反射离开信标镜218时对信标信号224进行准直。与图2 的位置敏感检测器224a-c一样，位置敏感检测器224d-f可以包括NFOV 位置敏感检测器、四单元或CCD相机。每个位置敏感检测器224d-f可以感测每个对应的接收信标信号224d-f的入射位置，并且基于感测到的入射位置输出每条光束20d-f的对应位置误差230、230d-f。 [0045] 在一些实施方式中，多轴光学转向系统214(例如，MEMS、快速转向镜阵列、或OPA)与位置敏感检测器228d-f进行通信，并且由位置敏感检测器228d-f输出的位置误差230d-f驱动多轴光学转向系统214，以调整每条光束20d-f的方向以发射到对应的发射/接收目标110d-f。此后，多轴光学转向系统214将发射的光束20引导到与之光耦合并且限定中心透射轴302(图3)和视场304(图3)的输出透镜300，视场304(图3)被配置为适应相对于中心透射轴302测量的波束转向角范围。 [0046] 当通过输出透镜300时，每条波束20d-f通过自由空间发射到对应的发射/接收目标110d-f。此后，发射/接收目标110d-f可以将对应的信标信号224d-f发射回MP-FSO终端200b，供位置敏感检测器228使用，以输出每条光束20d-f的位置误差，使得光轴转向系统 214可以在随后的发射期间调整光束20d-f的方向。 [0047] 图6是可以用于实现本文中描述的系统和方法的控制硬件600的示例的示意图。控制硬件600旨在表示各种形式的数字计算机，例如膝上型计算机、桌面型计算机、工作站、个人数字助理、服务器、刀片服务器、大型机和其他合适的计算机。这里所示的组件、它们的连接和关系以及它们的功能意味着仅仅是示例的，并不意味着限制本文中描述和/或要求保护的发明的实施方式。 [0048] 控制硬件600包括处理器650、存储器620、存储设备630、连接到存储器620和高速扩展端口650的高速接口/控制器640以及连接到低速总线670和存储设备630的低速接口/控制器660。组件610、620、 630、640、650和660中的每一个使用各种总线互连、并且可以适当地安装在公共主板上或以其他方式互连。处理器610可以处理用于在计算设备600内执行的指令，包括存储在存储器620中或存储设备630 上的指令，用于在诸如耦合到高速接口640的显示器680的外部输入/ 输出设备上显示GUI的图形信息。在其他实施方式中，可以适当地使用多个处理器和/或多条总线以及多个存储器和多种类型的存储器。此外，可以连接多个控制硬件设备800，每个设备提供必要操作的一部分 (例如，作为服务器组、一组刀片服务器或多处理器系统)。 [0049] 存储器620包括非暂时地存储控制硬件600内的信息的硬件。存储器620可以是计算机可读介质、易失性存储器单元或非易失性存储器单元。非暂时性存储器820可以是用于在临时或永久的基础上存储程序(例如、指令序列)或数据(例如、程序状态信息)以由控制硬件600 使用的物理设备。非易失性存储器的示例包括但不限于闪速存储器和只读存储器(ROM)/可编程只读存储器(PROM)/可擦除可编程只读存储器(EPROM)/电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)(例如，通常用于固件，诸如引导程序)以及磁盘或磁带。易失性存储器的示例包括但不限于随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、相变存储器(PCM)。 [0050] 存储设备630能够为控制硬件600提供大容量存储。在一些实施方式中，存储设备630是计算机可读介质。在各种不同的实施方式中，存储设备630可以是软盘设备、硬盘设备、光盘设备或磁带设备、闪存或其他类似的固态存储器设备、或者包括在存储区域网络或其他配置中的设备的设备阵列。在另外的实施方式中，计算机程序产品被有形地体现在信息载体中。计算机程序产品包含指令，其当被执行时执行一个或多个方法，例如上述的方法。信息载体是诸如存储器620、存储设备630或处理器610上的存储器的计算机或机器可读介质。 [0051] 高速控制器640管理计算设备600的带宽密集型操作，而低速控制器660管理较低带宽密集型操作。这种职责的分配只是示例性的。在一些实施方式中，高速控制器640耦合到存储器620、显示器680(例如，通过图形处理器或加速器)以及高速扩展端口650，高速扩展端口 650可接受各种扩展卡(未示出)。在一些实施方式中，低速控制器660 耦合到存储设备630和低速扩展端口670。可以包括各种通信端口(例如，USB、蓝牙、以太网、无线以太网)的低速扩展端口670可以例如通过网络适配器耦合到一个或多个输入/输出设备，诸如键盘、指示设备、扫描仪或网络设备(例如，交换机或路由器)。 [0052] 控制硬件600可以以多种不同的形式来实现，如图所示。例如，其可以作为标准服务器实现，或者多次在一组这样的服务器中实现为膝上型计算机或机架式服务器系统的一部分。在其他实施方式中，控制硬件包括现场可编程门阵列(FGPA)、数字信号处理器(DSP)或任何其它合适的电路。 [0053] 在一些实施方式中，控制硬件600与存储器硬件602(例如，在存储器620中)进行通信。控制硬件600可以在图2和图5的MP-FSO终端200a、200b中的每一个上实现多轴光学转向系统214和位置敏感检测器228。因此，在MP-FSO终端200a、200b处的控制硬件600可以感测通过分色镜212的每个接收到的信标信号224的入射位置，基于信标信号224的感测到的入射位置输出每条光束20的位置误差230，并且基于对应的位置误差和对应的发射/接收目标110引导每条光束 20。 [0054] 软件应用(即，软件资源110s)可以指使得计算设备执行任务的计算机软件。在一些示例中，软件应用可以被称为“应用”、“app”或“程序”。示例应用包括但不限于移动应用、系统诊断应用、系统管理应用、系统维护应用、文字处理应用、电子表格应用、消息传递应用、媒体流应用、社交网络应用和游戏应用。 [0055] 存储器硬件110hm可以是用于在暂时或永久的基础上存储程序 (例如，指令序列)或数据(例如，程序状态信息)以供计算设备110hc使用的物理设备。非暂时性存储器110hm可以是易失性和/或非易失性可寻址半导体存储器。非易失性存储器的示例包括但不限于闪速存储器和只读存储器(ROM)/可编程只读存储器(PROM)/可擦除可编程只读存储器(EPROM)/电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)(例如，通常用于固件，诸如引导程序)。易失性存储器的示例包括但不限于随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、相变存储器(PCM)以及磁盘或磁带。 |
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