CN100483974C - 自由空间光通信系统的控制装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自由空间光通信系统的控制装置，其包括光接口，其还包括电接口和通讯接口，当本地管理时，该通讯接口通过一电平转换装置与电接口相连；当远程管理时，该通讯接口依次通过放大驱动装置、电-光转换装置与光接口相连。本发明还提供了一种自由空间光通信系统的控制方法。本发明自由空间光通信系统的控制装置采用电接口与光接口结合的模式，不仅可以解决引雷问题，而且可以降低成本。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种数据通信系统的控制装置与方法，尤其涉及一种自由空间光通信(Free Space Optics，FSO)系统的控制装置与方法。
【背景技术】
用电缆连接两个或多个地点的传统通信系统通常受限于相对低速、低容量的应用中，为克服这些缺陷，近年来，开发的系统使用了光纤。然而，光纤仍要求使用物理连接。为解决这个问题，已经开发出利用自由空间发射一个或多个调制数据的光束的系统。使用这种光束的系统安装灵活，同时，避免了在传统的通信系统中，铺设光缆以物理连接系统中的各个地点所耗费的基础设施成本。
自由空间光通信技术是一种基于光传输方式、采用红外激光承载高速信号的无线传输技术，它以激光为载体，以空气为介质，用点对点或者点对多点的方式实现连接。自由空间光通信系统不使用光缆，而是部分由至少一个发射望远镜和至少一个接收望远镜系统构成，用于在两个或多个通信地点之间分别发送和接收信息。每个望远镜的光学系统至少包括一个主反射镜(primary mirror)和一个次反射镜(secondary mirror)或透镜。发射望远镜使用其光学系统发送光束到接收望远镜。接收望远镜使用其光学系统聚焦输入光束到望远镜的焦平面上。
可见，自由空间光通信设备本身是一个透明数据传输设备，但是，其必须有一个管理装置来控制其信息的发送与接收。该管理装置将自由空间光通信系统设备所处的工作状态上传，并依据指令对设备状态进行配置和控制，但并不对所传输数据有任何增减。
要与外部管理设备交换管理数据，自由空间光通信系统必须具有交换接口。现有自由空间光通信设备的接口形式大致有三种：光接口、电接口和无线电传输。即管理数据在传输通道中采用光传输、电传输或无线传输模式。
电接口成本低，实现容易，但传输距离近，易受干扰，且电缆易引雷。电缆通讯适合近距离(几百米以下)管理系统。
光接口需要增加两套光收发模块进行光电、电光转换，加上光纤，成本当然比电接口高，但传输距离远而可靠，传输信号不易受干扰，更主要的是，传输线为光纤，本身不引雷，对于室外设备来说，防雷效果好是很重要的。相应来说，光通讯适合中程距离(几百米至几公里)管理系统。
无线电传输模式远距离(几百米以上)通讯成本比光传输有优势，免去了线缆排布的麻烦，但方案实现稍微复杂一点，可靠性比光纤传输差，且有两点要注意：一、与自由空间光通信设备装的较近的话，须防止电磁波对自由空间光通信设备的干扰；二、无线电的电磁波引雷，也是不容忽视的。
【发明内容】
为克服现有技术自由空间光通信系统的控制装置不能同时解决引雷问题与成本问题的缺陷，本发明提供一种不引雷与成本较低的自由空间光通信系统的控制装置。
本发明还提供一种不引雷与实现成本较低的自由空间光通信系统的控制方法。
本发明解决技术问题的技术方案是：提供一种自由空间光通信系统的控制装置，其包括光接口，其还包括电接口和通讯接口，当本地管理时，该通讯接口通过一电平转换装置与电接口相连；当远程管理时，该通讯接口依次通过放大驱动装置、电-光转换装置与光接口相连，其中，该通讯接口为单片机串口或普通I/O口。
该自由空间光通信系统的控制装置还可包括一无线电传输接口，当远程管理时，从光接口输出的信号通过光-电转换装置后传输至该无线电传输接口。
本发明还提供一种自由空间光通信系统的控制方法，包括如下步骤：当本地管理时，采用电接口模式传输，即从通讯接口发出的控制信号通过电平转换装置后传输至电接口；当远程管理时，采用光接口模式传输，即从通讯接口发出的控制信号一次通过放大驱动装置、电-光转换装置后传输至光接口，其中，该通讯接口为单片机串口或普通I/O口。
该自由空间光通信系统的控制方法还可包括如下步骤：当远程管理时，从光接口输出的信号通过一个光-电转换装置后传输至该无线电传输接口。
与现有技术相比，本发明自由空间光通信系统的控制装置采用电接口与光接口结合的方式，当本地管理时，该通讯接口通过一电平转换装置与电接口相连；当远程管理时，该通讯接口依次通过放大驱动装置、电-光转换装置与光接口相连，从而可解决电接口的引雷问题。而且，由于电接口的介入，可以增加本地管理时的灵活性，减少相应光接口设备的成本。因此，本发明自由空间光通信系统的控制装置具有不引雷和成本较低的优点。
同理，自由空间光通信系统的控制方法也具有不引雷和实现成本较低的优点。
另外，本发明自由空间光通信系统的控制装置还可包括一无线电传输接口，当远程管理时，从光接口输出的信号通过光-电转换装置后传输至该无线电传输接口。采用此方式时，不仅解决了引雷问题，而且还可以解决长距离的成本问题。
【附图说明】
图1是本发明自由空间光通信系统的控制装置第一实施方式的示意图。
图2是本发明自由空间光通信系统的控制装置第二实施方式的示意图。
【具体实施方式】
请参阅图1，是本发明自由空间光通信系统的控制装置第一实施方式的示意图。该自由空间光通信系统的控制装置1包括：单片机串口10、电接口12和光接口15。自由空间光通信系统的功能和特点决定了其必须有一个现场的安装调试过程。调试时，自由空间光通信系统的一些内部信息可能需重新配置，一些调试指令可能需执行，这时就需要本地管理，我们使用windows操作系统中的标准超级终端程序作为管理软件。此时，该单片机串口10通过RS-232电平转换装置11与电接口12相连。调试结束后，取掉连接电缆。这样，电缆引雷问题就不存在了。
当远程管理时，就使用光接口15通讯，即该单片机串口10依次通过放大驱动装置13、电-光转换装置14与光接口15相连。
该自由空间光通信系统的控制装置1采用电接口与光接口结合的模式对自由空间光通信系统进行管理，不仅可以解决电接口模式引雷的问题，而且由于电接口模式的介入，减少了相应光接口的成本。因此，与现有技术自由空间光通信系统的控制装置相比，该自由空间光通信系统的控制装置1具有不引雷和成本较低的优点。
请参阅图2，是本发明自由空间光通信系统的控制装置第二实施方式的示意图。该自由空间光通信系统的控制装置2包括：单片机串口20、电接口22和光接口25。当本地管理时，该单片机串口20通过RS-485电平转换装置21与电接口22相连。调试结束后，取掉连接电缆。
当远程管理时，就使用光接口25通讯，即该单片机串口20依次通过放大驱动装置23、电-光转换装置24与光接口25相连。
该自由空间光通信系统的控制装置2采用电接口与光接口结合的模式对自由空间光通信系统进行管理，不仅可以解决电接口模式引雷的问题，而且由于电接口模式的介入，减少了相应光接口的成本。因此，与现有技术自由空间光通信系统的控制装置相比，该自由空间光通信系统的控制装置2也具有不引雷和成本较低的优点。
另外，该自由空间光通信系统的控制装置1与2还可以进一步包括一无线电传输接口，当远程管理时，从光接口输出的信号通过光-电转换装置后传输至该无线电传输接口。由于该无线电传输接口的引入，在具有不引雷和成本较低的优点的同时，还可以更进一步降低长距离成本。
下面说明本发明不引雷与实现成本较低的自由空间光通信系统的控制方法。以采用上述自由空间光通信系统的控制装置1为例，本发明的控制方法包括如下步骤：当本地管理时，采用电接口模式传输，即从单片机串口10发出的控制信号通过RS-232电平转换装置11后传输至电接口12；当远程管理时，采用光接口模式传输，即从单片机串口10发出的控制信号一次通过放大驱动装置13、电-光转换装置14后传输至光接口15。
本发明自由空间光通信系统的控制方法还可包括如下步骤：当远程管理时，从光接口15输出的信号通过一个光-电转换装置(图未示)后传输至该无线电传输接口(图未示)。
本发明自由空间光通信系统的控制方法中，结合了电接口模式与光接口模式，可以解决现有技术电接口模式中的引雷问题，而且实现该控制方法的成本也低于现有技术光接口模式的成本。
本发明自由空间光通信系统的控制装置及方法并不限于上述实施方式所述，例如：可采用其他电平转换装置等。
另外，本发明的单片机串口也可用普通I/O口或其它通讯接口。
Claims (8)
1.一种自由空间光通信系统的控制装置，其包括光接口，其特征在于：其还包括电接口和通讯接口，当本地管理时，该通讯接口通过一电平转换装置与电接口相连；当远程管理时，该通讯接口依次通过放大驱动装置、电-光转换装置与光接口相连，其中，该通讯接口为单片机串口或普通I/O口。
2.如权利要求1所述的自由空间光通信系统的控制装置，其特征在于：该电平转换装置是RS-232电平转换装置。
3.如权利要求1所述的自由空间光通信系统的控制装置，其特征在于：该电平转换装置是RS-485电平转换装置。
4.如权利要求1所述的自由空间光通信系统的控制装置，其特征在于：该控制装置还包括一无线电传输接口，当远程管理时，从光接口输出的信号通过一个光-电转换装置后传输至该无线电传输接口。
5.一种自由空间光通信系统的控制方法，包括如下步骤：当本地管理时，采用电接口模式传输，即从通讯接口发出的控制信号通过电平转换装置后传输至电接口；当远程管理时，采用光接口模式传输，即从通讯接口发出的控制信号一次通过放大驱动装置、电-光转换装置后传输至光接口，其中，该通讯接口为单片机串口或普通I/O口。
6.如权利要求5所述的自由空间光通信系统的控制方法，其特征在于：该电平转换装置是RS-232电平转换装置。
7.如权利要求5所述的自由空间光通信系统的控制方法，其特征在于：该电平转换装置是RS-485电平转换装置。
8.如权利要求5所述的自由空间光通信系统的控制方法，其特征在于：该控制方法还包括如下步骤：当远程管理时，从光接口输出的信号通过一个光-电转换装置后传输至该无线电传输接口。
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