CN106301556B - 一种激光通信系统及激光调制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光通信系统及激光调制方法，属于激光通信技术领域。该激光通信系统包括调制装置、光调节装置、接收装置及多个具有不同波长的激光产生装置，多个所述激光产生装置均与所述调制装置耦合。调制装置用于将所要传输的数据信息划分为多个数据段，在预先存储的对应表中查找与每一个数据段对应的色阶值序列，色阶值序列包括多个色阶值，根据每个色阶值在色阶值序列中的位置获得与该色阶值对应的激光产生装置，根据每个色阶值获得该色阶值对应的控制指令，将控制指令发送至对应的激光产生装置以使该激光产生装置发出具有与该控制指令对应的色阶值的激光脉冲。相比于传统的激光通信方式，本发明实施例能够大幅度提高数据传输量。

Description

一种激光通信系统及激光调制方法

技术领域

本发明涉及激光通信技术领域，具体而言，涉及一种激光通信系统及激光调制方法。

背景技术

激光通信技术由于其单色性好、方向性强、光功率集中、保密性好、成本低、安装快等特点，而引起各国研究者的高度重视。光纤通信和激光大气通信已经成为现实，并且光纤通信在互联网领域得到了广泛的应用，目前已成为世界公认传输速度最快的传输方式。但是随着科技日新月异的发展，海量的数据传输已经成为今后科技发展的趋势，随着信息量的增加，传输主线如海底光缆成为制约大数据传输的瓶颈。架设更多传输主线成本非常昂贵。因此，需要进一步提高激光通信技术的信息传输量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光通信系统及激光调制方法，能够大幅度提高数据传输量，有效地改善了传输主线的数量制约数据传输量的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种激光通信系统，包括调制装置、光调节装置、接收装置及多个具有不同波长的激光产生装置，多个所述激光产生装置均与所述调制装置耦合。所述调制装置用于将所要传输的数据信息划分为多个数据段，在预先存储的对应表中查找与每一个数据段对应的色阶值序列，所述色阶值序列包括多个色阶值，根据每个色阶值在所述色阶值序列中的位置获得与该色阶值对应的激光产生装置，根据每个色阶值获得该色阶值对应的控制指令，将所获得的控制指令发送至对应的激光产生装置。每个所述激光产生装置用于根据接收到的控制指令发出具有与该控制指令对应的色阶值的激光脉冲。所述光调节装置用于将所有激光产生装置发出的激光脉冲进行合束后形成混合光束输出。所述接收装置用于采集并分析所接收到的混合光束中不同波长的激光脉冲的色阶信息，以得到所述数据信息。

优选的，多个所述激光产生装置包括第一激光产生装置、第二激光产生装置及第三激光产生装置，所述调制装置具体用于在所述对应表中查找与每一个数据段对应的色阶值序列，所述色阶值序列包括第一色阶值、第二色阶值和第三色阶值，根据所述第一色阶值获得第一控制指令并发送至与所述第一色阶值的排列位置对应的所述第一激光产生装置，根据所述第二色阶值获得第二控制指令并发送至与所述第二色阶值的排列位置对应的所述第二激光产生装置，根据所述第三色阶值获得第三控制指令并发送至与所述第三色阶值的排列位置对应的所述第三激光产生装置。所述第一激光产生装置用于根据接收到的第一控制指令发出具有所述第一色阶值的第一激光脉冲。第二激光产生装置用于根据接收到的第二控制指令发出具有所述第二色阶值的第二激光脉冲。第三激光产生装置用于根据接收到的第三控制指令发出具有所述第三色阶值的第三激光脉冲。

优选的，所述接收装置包括分光组件、第一检测器、第二检测器、第三检测器及解调装置，所述第一检测器、所述第二检测器及所述第三检测器均与所述解调装置耦合。所述分光组件用于将入射的混合光束分为第一激光脉冲、第二激光脉冲和第三激光脉冲。所述第一检测器用于采集所述第一激光脉冲的色阶信息并转换为第一电信号发送到所述解调装置，所述第二检测器用于采集所述第二激光脉冲的色阶信息并转换为第二电信号发送到所述解调装置，所述第三检测器用于采集所述第三激光脉冲的色阶信息并转换为第三电信号发送到所述解调装置。所述解调装置用于根据所述第一电信号、所述第二电信号及所述第三电信号得到所述数据信息。

优选的，所述分光组件包括分束器、第一滤光片、第二滤光片及第三滤光片，入射到所述分束器的混合光束经所述分束器分为第一混合光束、第二混合光束和第三混合光束，所述第一混合光束入射到所述第一滤光片，经所述第一滤光片的滤光处理后得到第一激光脉冲，所述第二混合光束入射到所述第二滤光片，经所述第二滤光片的滤光处理后得到第二激光脉冲，所述第三混合光束入射到所述第三滤光片，经所述第三滤光片的滤光处理后得到第三激光脉冲。

优选的，所述激光通信系统还包括第一光功率放大器、第二光功率放大器及第三光功率放大器，所述第一光功率放大器设置在所述分光组件与所述第一检测器之间，所述第二光功率放大器设置在所述分光组件与所述第二检测器之间，第三光功率放大器设置在所述分光组件与所述第三检测器之间。所述第一光功率放大器用于将所述分光组件输出的第一激光脉冲进行功率放大，并将放大后的第一激光脉冲发送到所述第一检测器。所述第二光功率放大器用于将所述分光组件输出的第二激光脉冲进行功率放大，并将放大后的第二激光脉冲发送到所述第二检测器。所述第三光功率放大器用于将所述分光组件输出的第三激光脉冲进行功率放大，并将放大后的第三激光脉冲发送到所述第三检测器。

优选的，由所述光调节装置输出的混合光束经光纤传输到所述接收装置。

优选的，由所述光调节装置输出的混合光束以空气作为传输介质传输到所述接收装置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种激光调制方法，应用于上述激光通信系统，所述激光通信系统包括多个具有不同波长的激光产生装置。所述方法包括：将所要传输的数据信息划分为多个数据段；在预先存储的对应表中查找与每一个数据段对应的色阶值序列，其中，所述色阶值序列包括多个色阶值；根据所查找到的色阶值序列中每个色阶值的位置获得与所述色阶值对应的激光产生装置；根据所查找到的色阶值序列中的每个色阶值获得与该色阶值对应的控制指令，将所获得的控制指令发送至对应的激光产生装置，以驱动所述激光产生装置发出具有与该控制指令对应的色阶值的激光脉冲。

优选的，多个所述激光产生装置包括第一激光产生装置、第二激光产生装置及第三激光产生装置，所述色阶值序列包括第一色阶值、第二色阶值及第三色阶值。

优选的，所述控制指令为脉冲宽度调制指令，所述脉冲宽度调制指令用于调节对应的激光产生装置所产生的激光脉冲的脉冲宽度。

相比于传统的激光通信方式，本发明实施例提供的激光通信系统及激光调制方法将数据信息划分为多个数据段，通过查找预先存储的对应表获取每一个数据段对应的色阶值序列，从而根据所述色阶值序列包括的多个色阶值分别调制对应的多个激光产生装置发出的不同波长的激光脉冲的色阶，进一步通过接收装置获取不同波长的激光脉冲的色阶即可以相应地解调出所传输的数据信息。上述色阶值序列中包括的每一个色阶值的取值范围可以根据需要对每一个激光产生装置发出的激光脉冲的亮度范围进行划分得到。因此，多个激光产生装置所对应的色阶值序列可以有多种，极大地提高了本激光通信系统的数据传输量，有效地改善了传输主线的数量制约数据传输量的问题。例如，根据每一个激光产生装置发出的激光脉冲的亮度范围将所述激光脉冲的色阶划分为255个等级，每一个激光产生装置对应的色阶值可以为0～255内的任一整数，当激光产生装置为三个时，三个激光产生装置发出的三个激光脉冲对应的色阶值序列可以有256×256×256种。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的一种激光通信系统的结构框图；

图2为本发明第二实施例提供的一种激光通信系统的结构框图；

图3为本发明第三实施例提供的一种激光调制方法的流程图；

图4为本发明第三实施例提供的一种激光解调方法的流程图；

图5为本发明第三实施例提供的一种激光调制装置的结构框图；

图6为本发明第三实施例提供的一种激光解调装置的结构框图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

第一实施例

光纤通信技术具有速度高，丢包率低，损耗功耗低，非接触式，无辐射的优点，但是随着信息量的不断增大，在不增设传输主线的情况下，现有的光纤通信技术也开始变得吃力。

鉴于此，本发明实施例提供了一种激光通信系统。如图1所示，该激光通信系统100包括调制装置110、光调节装置130、接收装置150及多个具有不同波长的激光产生装置120。多个激光产生装置120均与调制装置110耦合。需要说明的是，图1中的框图之间的虚线连接线表示光信号，实线连接线表示电信号。

其中，调制装置110中预先存储有对应表，所述对应表包括多个色阶值序列与多个预设长度的二进制数据段的一一对应关系，每一个色阶值序列包括多个色阶值。所述多个色阶值的数量与激光产生装置120的数量一致。每一个色阶值在色阶值序列中的排列位置决定了该色阶值对应的激光产生装置120。每一个色阶值的取值范围可以根据激光产生装置120所能发出的激光脉冲的亮度范围设置。具体的，可以根据用户的需要将每一个激光产生装置120发出的激光脉冲的亮度范围划分为多个等级，每一个等级可以用一个色阶值表示。优选的，可以以相同的划分规则对所有激光产生装置120所发出的激光脉冲进行色阶划分。

例如，上述多个激光产生装置120包括红光激光器、绿光激光器及蓝光激光器，可以将红光激光器发出的红光激光脉冲的亮度范围、绿光激光器发出的绿光激光脉冲的亮度范围及蓝光激光器发出的蓝光激光脉冲的亮度范围分别划分为256个等级。此时，每一个激光器发出的激光脉冲的色阶值可以取0～255中的任意一个整数值，相应的，上述三种输出波长的激光器即可以得到256×256×256种色阶值序列。当然，也可以根据需要将激光器发出的激光脉冲的亮度范围划分为512个等级或者是其它数量的等级，此处不做限定。此时，可以将每一种色阶值序列与一个预设长度的二进制数据段对应，假设上述预设长度为一个字节，则每一个色阶值序列与一个字节的数据段对应，例如，色阶值序列(0，0，0)可以与数据段(00000000)对应。

基于上述对应表的设置，如图1所示，将所要传输的数据信息通过数据输入端输入到调制装置110。调制装置110可以用于将所要传输的数据信息划分为多个数据段，在预先存储的对应表中查找与每一个数据段对应的色阶值序列，根据所查找到的色阶值序列中的每个色阶值在所述色阶值序列中的位置即可以获得与该色阶值对应的激光产生装置120，根据每个色阶值可以获得该色阶值对应的控制指令，将所获得的控制指令发送至对应的激光产生装置120。

可以理解的是，输入到调制装置110中的数据信息为二进制数据，调制装置110获取到该数据信息时，将该数据信息划分为多个数据段。每一个数据段的长度与对应表中存储的二进制数据段的长度一致。因此，在对应表中可以查找到与每一个数据段匹配的二进制数据段，从而获得与该二进制数据段对应的色阶值序列。

具体的，根据每个色阶值可以获得该色阶值对应的控制指令的实施方式可以为：控制指令可以为脉宽调制信号，调制装置110中预先存储有上述对应表中每一个色阶值序列所包括的每一个色阶值对应的脉冲宽度。例如，色阶值序列为(A，B，C)，其对应的有脉冲宽度序列为(P1，P2，P3)，其中，色阶值A对应的脉冲宽度为P1，色阶值B对应的脉冲宽度为P2，色阶值C对应的脉冲宽度为P3。因此，根据所查找到的色阶值序列，可以进一步查找到该色阶值序列所对应的脉冲宽度序列，即可以查找到该色阶值序列中每一个色阶值对应的脉冲宽度，从而生成相应的脉宽调制信号，以调制对应的激光产生装置120输出的激光脉冲的宽度，使得该激光脉冲的亮度等级达到相应的色阶值。

本实施例中，激光产生装置120为脉冲激光器。多个激光产生装置120输出的激光脉冲的波长各不相同。每个所述激光产生装置120用于根据接收到的控制指令发出具有与该控制指令对应的色阶值的激光脉冲。需要说明的是，本实施例提供的激光产生装置120的数量至少为两个，即可以为两个，也可以为三个或者更多，此处不做限定。例如，多个激光产生装置120可以包括红光激光器、绿光激光器和蓝光激光器中的任意两种，或者，多个激光产生装置120也可以包括红光激光器、绿光激光器和蓝光激光器。

光调节装置130用于将所有激光产生装置120发出的激光脉冲进行合束后形成混合光束输出。本实施例中，光调节装置130可以为波分复用器、棱镜或者其他可以用于将不同波长的激光脉冲进行合束的光学组件。

接收装置150用于采集并分析所接收到的混合光束中不同波长的激光脉冲的色阶信息，以得到所述数据信息。具体的，接收装置150包括分光组件、检测器230及解调装置240。

其中，分光组件用于将接收到的混合光束中不同波长的激光脉冲分离开来。本实施例中，分光组件可以包括分束器210及滤光片220。分束器210用于将所接收到的混合光束分为多束混合光束。所述多束混合光束的数量及滤光片220的数量均与激光产生装置120的数量一致。每一个滤光片220的工作波长与一个激光产生装置120所产生的激光脉冲的波长匹配。所述滤光片220用于分别对上述多束混合光束进行滤光处理，分别得到不同波长的激光脉冲。

检测器230用于检测每一种波长的激光脉冲的亮度信息，将所采集到的亮度信息转换为电信号发送到解调装置240。本实施例中，检测器230可以为亮度传感器、灰度传感器等。

解调装置240用于分析接收到的电信号得到每一种波长的激光脉冲的亮度，进一步根据每一种波长的激光脉冲的亮度得到每一种波长的激光脉冲的色阶值，从而得到对应的色阶值序列。解调装置240中也预先存储有与上述调制装置110中相同的对应表。此时，通过查找该对应表即可以得到所获得的色阶值序列对应的二进制数据段，从而得到所传输的数据信息。进一步，将所得到的数据信息由数据输出端输出。

需要说明的是，本实施例提供的激光通信系统100中，由光调节装置130输出的混合光束可以以光纤作为传输介质140传输到接收装置150，也可以通过空气作为传输介质140传输到接收装置150。也就是说，本实施例提供的激光通信系统100可以应用于远距离通信，也可以应用于近距离通信。

考虑到激光传输过程中的损耗，可以提高激光产生装置120的输出功率，也可以设置中继，以保证激光传输的距离。此外，为了便于接收装置150对接收到的混合激光的解调，还可以在上述每一个滤光片220与对应的检测器230之间均设置光功率放大器，用于将透过滤光片220的激光脉冲的功率进行放大以便于检测器230的采集。

第二实施例

本实施例所提供的激光通信系统，其基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。

如图2所示，本实施例提供的激光通信系统100，包括调制装置110、光调节装置130、接收装置150、第一激光产生装置121、第二激光产生装置122及第三激光产生装置123。第一激光产生装置121、第二激光产生装置122及第三激光产生装置123均与调制装置110耦合。且第一激光产生装置121、第二激光产生装置122及第三激光产生装置123均为脉冲激光器，且输出波长均不相同。需要说明的是，图2中的框图之间的虚线连接线表示光信号，实线连接线表示电信号。

具体的，接收装置150包括分光组件、第一检测器231、第二检测器232、第三检测器233及解调装置240。分光组件包括分束器210、第一滤光片221、第二滤光片222及第三滤光片223。第一检测器231、第二检测器232及第三检测器233均与解调装置240耦合。

进一步的，接收装置150还可以包括第一光功率放大器、第二光功率放大器及第三光功率放大器。所述第一光功率放大器可以设置在所述分光组件与所述第一检测器231之间，具体设置在第一滤光片221和第一检测器231之间。所述第二光功率放大器可以设置在所述分光组件与所述第二检测器232之间，具体设置在第二滤光片222和第二检测器232之间。第三光功率放大器可以设置在所述分光组件与第三检测器233之间，具体设置在第三滤光片223和第三检测器233之间。

所述第一光功率放大器用于将所述分光组件输出的第一激光脉冲进行功率放大，并将放大后的第一激光脉冲发送到所述第一检测器231。所述第二光功率放大器用于将所述分光组件输出的第二激光脉冲进行功率放大，并将放大后的第二激光脉冲发送到所述第二检测器232。所述第三光功率放大器用于将所述分光组件输出的第三激光脉冲进行功率放大，并将放大后的第三激光脉冲发送到所述第三检测器233。

在本实施例的一种具体实施方式中，第一激光产生装置121可以为红光激光器，第二激光产生装置122可以为绿光激光器，第三激光产生装置123可以为蓝光激光器。当然，第一激光产生装置121、第二激光产生装置122和第三激光产生装置123也可以采用其他不同输出波长的脉冲激光器。此时，调制装置110中预设的对应表中，每一个色阶值序列中均包括依次排列的第一色阶值、第二色阶值和第三色阶值。第一色阶值对应于红光激光器，第二色阶值对应于绿光激光器，第三色阶值对应于蓝光激光器。此时，本激光通信系统100的工作过程可以为：

将所需要传输的数据信息由数据输入端输入到调制装置110，调制装置110将所需要传输的数据信息划分为多个数据段，在预先存储的对应表中查找与每一个数据段对应的色阶值序列。所述色阶值序列包括第一色阶值、第二色阶值和第三色阶值。根据所述第一色阶值获得第一控制指令并发送至红光激光器，根据所述第二色阶值获得第二控制指令并发送至绿光激光器，根据第三色阶值获得第三控制指令并发送至蓝光激光器。其中，第一控制指令可以为与第一色阶值对应的第一脉宽调制信号，第二控制指令可以为与第二色阶值对应的第二脉宽调制信号，第三控制指令可以为与第三色阶值对应的第三脉宽调制信号。

红光激光器接收到第一控制指令后发出具有第一色阶值的第一激光脉冲。绿光激光器接收到第二控制指令后发出具有第二色阶值的第二激光脉冲。蓝光激光器接收到第三控制指令后发出具有第三色阶值的第三激光脉冲。

第一激光脉冲、第二激光脉冲及第三激光脉冲均入射到光调节装置130，经过光调节装置130合束后形成混合光束输出。当传输介质为空气时，由光调节装置130出射的混合光束直接输出，传输一定距离后进入接收装置150所包括的分束器210，此时，所述分束器210可以采用分光镜。当传输介质为光纤时，由光调节装置130出射的混合光束耦合到光纤中传输，由光纤中出射的混合光束进入接收装置150所包括的分束器210。

入射到分束器210的混合光束经分束器210分为第一混合光束、第二混合光束和第三混合光束。第一混合光束入射到第一滤光片221，经第一滤光片221的滤光处理后得到第一激光脉冲。第二混合光束入射到第二滤光片222，经第二滤光片222的滤光处理后得到第二激光脉冲。第三混合光束入射到第三滤光片223，经第三滤光片223的滤光处理后得到第三激光脉冲。

第一激光脉冲经第一光功率放大器进行功率放大后入射到第一检测器231中，第一检测器231采集所述第一激光脉冲的色阶信息并转换为第一电信号发送到解调装置240。第二激光脉冲经第二光功率放大器进行功率放大后入射到第二检测器232中，第二检测器232采集第二激光脉冲的色阶信息并转换为第二电信号发送到解调装置240。第三激光脉冲经第三光功率放大器进行功率放大后入射到第三检测器233中，第三检测器233采集第三激光脉冲的色阶信息并转换为第三电信号发送到解调装置240。

解调装置240根据接收到的第一电信号、第二电信号及第三电信号得到对应的第一色阶值、第二色阶值和第三色阶值，形成色阶值序列。查找并获取预先存储的对应表中与所得到的色阶值序列对应的二进制数据段，即可以得到所传输的数据信息。所得到的数据信息由数据输出端输出。

第三实施例

本发明实施例还提供了一种激光调制方法，应用于第一实施例所述的激光通信系统。如图1所示，激光通信系统100包括：调制装置110、光调节装置130、接收装置150及多个具有不同波长的激光产生装置120。如图3所示，所述激光调制方法可以包括以下步骤S301至步骤S305。

步骤S301：将所要传输的数据信息划分为多个数据段。

步骤S302：在预先存储的对应表中查找与每一个数据段对应的色阶值序列。

其中，预先存储的对应表包括多个色阶值序列与多个预设长度的二进制数据段的一一对应关系，每一个色阶值序列包括多个色阶值。需要说明的是，所述预设长度应与步骤S201中所划分的数据段的长度一致。所述多个色阶值的数量与激光产生装置120的数量一致。根据每一个色阶值在色阶值序列中的位置可以获得与该色阶值对应的激光产生装置。每一个色阶值的取值范围可以根据激光产生装置120所能发出的激光脉冲的亮度范围设置。具体的，可以根据用户的需要将每一个激光产生装置发出的激光脉冲的亮度范围划分为多个等级，每一个等级可以用一个色阶值表示。优选的，可以以相同的划分规则对所有激光产生装置所发出的激光脉冲进行色阶划分。

步骤S303：根据所查找到的色阶值序列中每个色阶值的位置获得与该色阶值对应的激光产生装置。

本实施例中，多个激光产生装置120均为脉冲激光器，且输出波长均不相同。例如，当激光产生装置120为三个，分别为红光激光器、绿光激光器和绿光激光器时，每一个色阶值序列包括依次排列的第一色阶值、第二色阶值和第三色阶值，其中，第一色阶值对应于红光激光器，第二色阶值对应于绿光激光器，第三色阶值对应于蓝光激光器。当然，本实施例中，激光产生装置也可以仅包括红光激光器、绿光激光器和蓝光激光器中的任意两个，此时每一个色阶值序列中包括两个色阶值。

步骤S304：根据所查找到的色阶值序列中的每个色阶值获得与该色阶值对应的控制指令。

其中，控制指令可以为脉宽调制指令，脉宽调制指令用于调节激光产生装置所发出的激光脉冲的脉冲宽度，从而使得激光产生装置120输出的激光脉冲具有对应的色阶值。

具体的，根据每个色阶值获得该色阶值对应的控制指令的方式可以为：调制装置110中预先存储有上述对应表中的每一个色阶值序列所包括的每一个色阶值对应的脉冲宽度。此时，可以根据步骤S202所查找到的色阶值序列获得该色阶值序列中每一个色阶值对应的脉冲宽度，从而根据所得到的脉冲宽度生成脉宽调制信号。

步骤S305：将所获得的控制指令发送至对应的激光产生装置，以驱动所述激光产生装置发出具有与该控制指令对应的色阶值的激光脉冲。

由于步骤S303中已获得了色阶值序列中每一个色阶值对应的激光产生装置120。因此，当获取到色阶值序列中的每一个色阶值对应的控制指令后，可以将所获得的控制指令分别发送到相应的激光产生装置，以使得每一个激光产生装置120能够根据所获得的控制指令发出具有与该控制指令对应的色阶值的激光脉冲。

重复执行上述步骤S302至步骤S305，即可以完成需要传输的数据信息的调制。

相应的，本发明实施例还提供了一种激光解调方法，与上述激光调制方法对应，共同应用于上述激光通信系统100。具体的，所述激光解调方法应用于上述接收装置150所包括的解调装置240。如图4所示，所述激光解调方法可以包括以下步骤S401至步骤S403。

步骤S401：获取所接收到的多个不同波长的激光脉冲的色阶值，生成色阶值序列。

获取所接收到的多个不同波长的激光脉冲的色阶值的具体实施方式可以为：解调装置240接收每个检测器230发送的电信号，根据每一个检测器230发送的电信号可以得到与每个检测器230所接收到的每一个激光脉冲的亮度信息。进一步根据每个激光脉冲的亮度可以得到每个激光脉冲的色阶值。

例如，多个不同波长的激光脉冲分别为红光激光脉冲、绿光激光脉冲和蓝光激光脉冲。解调装置240每获取到一个红光激光脉冲的亮度信息即可以得到一个与该红光激光脉冲对应的第一色阶值，同理，每获取到一个绿光激光脉冲的亮度信息即可以得到一个与该绿光激光脉冲对应的第二色阶值，每获取到一个蓝光激光脉冲的亮度信息即可以得到一个与该蓝光激光脉冲对应的第三色阶值。根据所获取到的第一色阶值、第二色阶值和第三色阶值即可以生成多个色阶值序列，每一个色阶值序列包括第一色阶值、第二色阶值和第三色阶值，第一色阶值、第二色阶值和第三色阶值在色阶值序列中的排列顺序与上述调制装置中预先存储的对应表中的色阶值序列一致。

假设按照时间先后顺序获取到的多个红光激光脉冲的第一色阶值分别为A1，A2，A3…；按照时间先后顺序获取到的多个绿光激光脉冲的第二色阶值分别为B1，B2，B3…；按照时间先后顺序获取到的多个蓝光激光脉冲的第三色阶值分别为C1，C2，C3…。此时，所生成的多个色阶值序列依次为(A1，B1，C1)、(A2，B2，C2)、(A3，B3，C3)…。

步骤S402：在预先存储的对应表中查找与所述色阶值序列对应的数据段。

步骤S402中所述的对应表与上述步骤S302中的对应表相同，在此不再赘述。同理，可以从该对应表中查找到与步骤S401中生成的色阶值序列对应的数据段。

步骤S403：获取所查找到的数据段。

依次获取步骤S401中所生成的色阶值序列对应的数据段，即可以解调得到所传输的数据信息。

需要说明的是，本发明提供的激光调制方法及激光解调方法也可以用于双工通信。例如，双工激光通信系统的发射端可以包括红光激光器和绿光激光器，接收端可以蓝光激光器。发射端通过调制红光激光器发出的红光激光脉冲的色阶值和绿光激光器发出的绿光激光脉冲的色阶值，通过由上述两个色阶值组成的多个色阶值序列承载所要发送的数据信息，解调接收到的蓝光激光脉冲的色阶值得到所要接收的数据信息。接收端通过调制蓝光激光器发出的蓝光激光脉冲的色阶值承载所要发送的数据信息，解调接收到的红光激光脉冲的色阶值和绿光激光脉冲的色阶值得到所要接收的数据信息。

此外，本发明实施例还提供了一种激光调制装置，运行于上述激光通信系统100中的调制装置110。如图5所示，所述激光调制装置111包括：划分模块501、第一查找模块502、第一获取模块503、第二获取模块504及发送模块505。

其中，划分模块501用于将所要传输的数据信息划分为多个数据段。第一查找模块502用于在预先存储的对应表中查找与每一个数据段对应的色阶值序列，其中，所述色阶值序列包括多个色阶值。第一获取模块503用于根据所查找到的色阶值序列中每个色阶值的位置获得与该色阶值对应的激光产生装置120。第二获取模块504用于根据所查找到的色阶值序列中的每个色阶值获得与该色阶值对应的控制指令。发送模块505用于将所获得的控制指令发送至对应的激光产生装置120，以驱动所述激光产生装置120发出具有与该控制指令对应的色阶值的激光脉冲。

进一步，本发明实施例还提供了一种激光解调装置，运行于上述激光通信系统中的解调装置240。如图6所示，该激光解调装置241包括：生成模块601、第二查找模块602及第三获取模块603。

其中，生成模块601用于获取所接收到的多个不同波长的激光脉冲的色阶值，生成色阶值序列。第二查找模块602用于在预先存储的对应表中查找与所述色阶值序列对应的数据段。第三获取模块603用于获取所查找到的数据段。

综上所述，相比于传统的激光通信方式，本发明实施例提供的激光通信系统100及激光调制方法将数据信息划分为多个数据段，通过查找预先存储的对应表获取每一个数据段对应的色阶值序列，从而根据所述色阶值序列包括的多个色阶值分别调制对应的多个激光产生装置120发出的不同波长的激光脉冲的色阶，进一步通过接收装置获取不同波长的激光脉冲的色阶即可以相应地解调出所传输的数据信息。上述色阶值序列中包括的每一个色阶值的取值范围可以根据需要对每一个激光产生装置发出的激光脉冲的亮度范围进行划分得到，因此多个激光产生装置所对应的色阶值序列可以有多种，极大地提高了本激光通信系统100的数据传输量，有效地改善了传输主线的数量制约数据传输量的问题。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的方法的具体工作过程，可以参考前述系统实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种激光通信系统，其特征在于，包括调制装置、光调节装置、接收装置及多个具有不同波长的激光产生装置，多个所述激光产生装置均与所述调制装置耦合；

所述调制装置用于将所要传输的数据信息划分为多个数据段，在预先存储的对应表中查找与每一个数据段对应的色阶值序列，所述色阶值序列包括多个色阶值，根据每个所述色阶值在所述色阶值序列中的位置获得与所述色阶值对应的激光产生装置，根据每个所述色阶值获得所述色阶值对应的控制指令，将所获得的控制指令发送至对应的激光产生装置；

每个所述激光产生装置用于根据接收到的控制指令发出具有与所述控制指令对应的色阶值的激光脉冲；

所述光调节装置用于将所有激光产生装置发出的激光脉冲进行合束后形成混合光束输出；

所述接收装置用于采集并分析所接收到的混合光束中不同波长的激光脉冲的色阶信息，以得到所述数据信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，多个所述激光产生装置包括第一激光产生装置、第二激光产生装置及第三激光产生装置，

所述调制装置具体用于在所述对应表中查找与每一个数据段对应的色阶值序列，所述色阶值序列包括第一色阶值、第二色阶值和第三色阶值，根据所述第一色阶值获得第一控制指令并发送至与所述第一色阶值的排列位置对应的所述第一激光产生装置，根据所述第二色阶值获得第二控制指令并发送至与所述第二色阶值的排列位置对应的所述第二激光产生装置，根据所述第三色阶值获得第三控制指令并发送至与所述第三色阶值的排列位置对应的所述第三激光产生装置；

所述第一激光产生装置用于根据接收到的所述第一控制指令发出具有所述第一色阶值的第一激光脉冲；

第二激光产生装置用于根据接收到的所述第二控制指令发出具有所述第二色阶值的第二激光脉冲；

第三激光产生装置用于根据接收到的所述第三控制指令发出具有所述第三色阶值的第三激光脉冲。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述接收装置包括分光组件、第一检测器、第二检测器、第三检测器及解调装置，所述第一检测器、第二检测器及第三检测器均与所述解调装置耦合，

所述分光组件用于将入射的混合光束分为第一激光脉冲、第二激光脉冲和第三激光脉冲；

所述第一检测器用于采集所述第一激光脉冲的色阶信息并转换为第一电信号发送到所述解调装置，所述第二检测器用于采集所述第二激光脉冲的色阶信息并转换为第二电信号发送到所述解调装置，所述第三检测器用于采集所述第三激光脉冲的色阶信息并转换为第三电信号发送到所述解调装置；

所述解调装置用于根据所述第一电信号、所述第二电信号及所述第三电信号得到所述数据信息。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述分光组件包括分束器、第一滤光片、第二滤光片及第三滤光片，入射到所述分束器的混合光束经所述分束器分为第一混合光束、第二混合光束和第三混合光束，所述第一混合光束入射到所述第一滤光片，经所述第一滤光片的滤光处理后得到第一激光脉冲，所述第二混合光束入射到所述第二滤光片，经所述第二滤光片的滤光处理后得到第二激光脉冲，所述第三混合光束入射到所述第三滤光片，经所述第三滤光片的滤光处理后得到第三激光脉冲。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括第一光功率放大器、第二光功率放大器及第三光功率放大器，所述第一光功率放大器设置在所述分光组件与所述第一检测器之间，所述第二光功率放大器设置在所述分光组件与所述第二检测器之间，第三光功率放大器设置在所述分光组件与所述第三检测器之间；

所述第一光功率放大器用于将所述分光组件输出的所述第一激光脉冲进行功率放大，并将放大后的第一激光脉冲发送到所述第一检测器；

所述第二光功率放大器用于将所述分光组件输出的所述第二激光脉冲进行功率放大，并将放大后的第二激光脉冲发送到所述第二检测器；

所述第三光功率放大器用于将所述分光组件输出的所述第三激光脉冲进行功率放大，并将放大后的第三激光脉冲发送到所述第三检测器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，由所述光调节装置输出的混合光束经光纤传输到所述接收装置。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，由所述光调节装置输出的混合光束以空气作为传输介质传输到所述接收装置。

8.一种激光调制方法，其特征在于，应用于权利要求1-7中任一项所述的激光通信系统，所述激光通信系统包括多个具有不同波长的激光产生装置，所述方法包括：

将所要传输的数据信息划分为多个数据段；

在预先存储的对应表中查找与每一个数据段对应的色阶值序列，其中，所述色阶值序列包括多个色阶值；

根据所查找到的色阶值序列中每个色阶值的位置获得与所述色阶值对应的激光产生装置；

根据所查找到的色阶值序列中的每个色阶值获得与所述色阶值对应的控制指令，将所获得的控制指令发送至对应的激光产生装置，以驱动所述激光产生装置发出具有与该控制指令对应的色阶值的激光脉冲。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制指令为脉冲宽度调制指令，所述脉冲宽度调制指令用于调节对应的激光产生装置所产生的激光脉冲的脉冲宽度。