CN106506093B - 一种fso通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种FSO通信系统，该系统包括激光器，用于发射光信号；光探测器，用于接收经过第一光调节模块的光信号；控制器，用于采集并依据光探测器接收到的光信号得到光探测器接收到的光信号的光功率，并依据光功率生成并发送相应的控制指令；第一光调节模块，用于接收控制指令及激光器发射的光信号，并依据控制指令调节激光器发射的光信号以使光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至光探测器。该系统可以对激光器发射的光信号进行调节，以使光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，以应对复杂多变的外界环境，使FSO通信更加稳定。

Description

一种FSO通信系统

技术领域

本发明涉及FSO通信领域，特别是涉及一种FSO通信系统。

背景技术

随着大数据、云计算以及物联网等各种网络应用的发展，网络通信带宽的需求越来越大，尤其是移动无线通信带宽的需求，更呈现出爆发式增长的趋势。FSO(Free SpaceOptic，自由空间光通信)作为一种新型无线通信方式，结合了光纤通信与微波通信的优点，具有通信宽带大、无电磁干扰、频谱不受限等优点，可以满足高速无线通信的需求。

FSO是一种视距范围内的点对点通信，其发射端以较小的发散角向接收端发射光信号，只有当FSO接收端的镜头位于发射光斑范围内且接收到的光信号的光功率足以使光探测器等元件恢复出有效的数据信号时，才能正常完成信号的接收。由于FSO一般多用于户外无线通信，并且光信号在大气的传输过程中容易受到天气、户外环境等因素的影响，光信号在传输的过程中面临着较大的衰减和散射，使光信号的光功率减小。例如，在同样的发射角和发射功率下，天气晴朗时FSO的有效通信距离能达到数公里，而在浓雾等情况下，FSO的有效通信距离可能不足百米。

现有技术中，FSO通信系统发射的光信号的光功率是固定不变的，难以应对复杂天气状况等自然环境的变化，缺乏自适应调节能力，不能保障FSO的稳定通信。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的FSO通信系统是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种FSO通信系统，在使用过程可以对激光器发射的光信号进行调节，以使光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，以应对复杂多变的外界环境，使FSO通信更加稳定。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种FSO通信系统，所述系统包括发射端、控制器和接收端，所述发射端包括激光器，所述接收端包括光探测器和第一光调节模块，其中：

所述激光器，用于发射光信号；

所述光探测器，用于接收经过所述第一光调节模块的光信号；

所述控制器，用于采集并依据所述光探测器接收到的光信号得到所述光探测器接收到的光信号的光功率，并依据所述光功率生成并发送相应的控制指令；

所述第一光调节模块，用于接收所述控制指令及所述激光器发射的光信号，并依据所述控制指令调节所述激光器发射的光信号以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述光探测器。

优选的，依据所述光功率生成并发送相应的控制指令的过程为：

当所述光功率不在所述预设合理范围内时，则生成并发送第一控制指令；否则，生成并发送第二控制指令；

则所述第一光调节模块具体用于当接收到所述第一控制指令后，对接收到的所述激光器发射的光信号进行调节，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述光探测器；还用于当接收到第二控制指令后，直接将接收到的光信号发送至所述光探测器。

优选的，所述第一光调节模块包括：

第一光放大器，用于当所述的光功率小于所述预设合理范围的下限时，依据所述第一控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行放大，以使放大后的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将所述放大后的光信号发送至所述光探测器；还用于当接收所述第二控制指令后，依据所述第二控制指令直接将接收到的光信号发送至所述光探测器；

第一光衰减器，用于当所述光功率大于所述预设合理范围的上限时，依据所述第一控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行衰减，以使衰减后的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将所述衰减后的光信号发送至所述光探测器；还用于当接收到所述第二控制指令后，依据所述第二控制指令直接将接收到的光信号发送至所述光探测器。

优选的，所述发射端还包括第二光调节模块；

所述控制器，还用于当所述光探测器接收到的光信号的光功率不在所述合理范围内时，生成并发送第三控制指令；否则，生成并发送第四控制指令；

所述第二光调节模块，用于当接收到所述第三控制指令后，依据所述第三控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行调节，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述第一光调节模块；还用于当接收到所述第四控制指令后，直接将接收到的光信号发送至所述第一光调节模块。

优选的，所述第二光调节模块包括：

第二光放大器，用于当所述光功率小于所述预设合理范围的下限时，依据所述第三控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行放大，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将放大后的光信号发送至所述第一光调节模块；还用于当接收到所述第四控制指令后，依据所述第四控制指令直接将接收到的光信号发送至所述第一光调节模块；

第二光衰减器，用于当所述光功率大于所述预设合理范围的上限时，依据所述第三控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行衰减，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将衰减后的光信号发送至所述第一光调节模块；还用于当接收所述第四控制指令后，依据所述第四控制指令直接将接收到的光信号发送至所述第一光调节模块。

优选的，所述发射端还包括准直器；

所述控制器还用于当所述光功率不在所述合理范围内时生成并发送第五控制指令；否则，生成并发送第六控制指令；

所述准直器，用于接收并依据所述第五控制指令对自身的焦点进行调节以对所述第二光调节模块发送的光信号的发散角进行调节，以使所述光功率在所述预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述第一光调节模块；还用于当接收到所述第六控制指令后，依据所述第六控制指令直接将接收到的光信号发射至所述第一光调节模块。

优选的，所述接收端还包括波前探测器，所述波前探测器的第一输入端与所述第一光放大器的输出端连接，其第二输入端与所述第一光衰减器的输出端连接，其输出端与所述光探测器的输入端连接，所述波前探测器用于对接收到的光信号进行整形处理，并将整形处理后的光信号发送至所述光探测器。

优选的，所述接收端还包括采集模块和调整模块，其中：

所述采集模块，用于采集环境参数，并将所述环境参数发送至所述控制器；

所述控制器，还用于接收所述环境参数，依据所述环境参数生成并发送第七控制指令；

所述调整模块，用于接收所述第七控制指令，并依据所述第七控制指令调整所述接收端与所述发射端的相对高度及相对俯仰角。

优选的，所述环境参数包括温度、湿度或太阳光中的一种或多种的组合。

优选的，如上述任一项所述的第一光放大器为掺铒光纤放大器或半导体放大器。

优选的，如上述任一项所述的第二光放大器为掺铒光纤放大器或半导体放大器。

优选的，所述第一光衰减器为薄膜型光衰减器。

优选的，所述第二光衰减器为薄膜型光衰减器。

本发明提供了一种FSO通信系统，该系统包括发射端、控制器和接收端，发射端包括激光器，接收端包括光探测器和第一光调节模块，其中：激光器，用于发射光信号；光探测器，用于接收经过第一光调节模块的光信号；控制器，用于采集并依据光探测器接收到的光信号得到光探测器接收到的光信号的光功率，并依据光功率生成并发送相应的控制指令；第一光调节模块，用于接收控制指令及激光器发射的光信号，并依据控制指令调节激光器发射的光信号以使光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至光探测器。

通过控制器采集光探测器接收到的光信号，并依据光探测器接收到的光信号的光功率生成相应的控制指令以便第一光调节模块依据该控制指令对激光器发射的光信号进行调节，以使光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，使光探测器正常恢复出有效的数据信号，正常地完成信号接收。当因环境变化造成光探测器接收到的光信号的光功率不在预设合理范围内时，本发明所提供的FSO通信系统，可以对激光器发射的光信号进行调节，以使光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，以应对复杂多变的外界环境，使FSO通信更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明提供的一种FSO通信系统的结构示意图；

图2为本发明提供的另一种FSO通信系统的结构示意图；

图3为本发明提供的一种发射端和接收端相对高度和相对俯仰角调节前的示意图；

图4本发明提供的一种发射端和接收端相对高度和相对俯仰角调节后的示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种FSO通信系统，在使用过程可以根据需要对光探测器接收到的光信号的光功率进行自适应调节，以应对复杂多变的外界环境，使FSO通信更加稳定。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

实施例一

请参照图1，图1为本发明提供的一种FSO通信系统的结构示意图。

该系统包括发射端1、控制器2和接收端3，发射端1包括激光器11，接收端3包括光探测器31和第一光调节模块32，其中：

激光器11，用于发射光信号；

光探测器31，用于接收经过第一光调节模块32的光信号；

控制器2，用于采集并依据光探测器31接收到的光信号得到光探测器31接收到的光信号的光功率，并依据光功率生成并发送相应的控制指令；

第一光调节模块32，用于接收控制指令及激光器11发射的光信号，并依据控制指令调节激光器11发射的光信号以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至光探测器31。

需要说明的是，接收端3的光探测器31所接收到的光信号的光功率的大小对有效数据信号的恢复有着举足轻重的作用，当光功率过强时会导致光探测器31不能区分1/0信号，当光功率过弱时会导致光探测器31不能探测到有效的数据信号，所以只有当光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内时才能使光探测器31正常恢复出有效的数据信号，以便正常地完成信号的接收。当然，多种因素会使光探测器31接收到的光信号的光功率不满足条件，比如光功率会随着发射端1和接收端3之间的距离而变化，会受到天气因素(雾霾、雨雪等)、大气湍流等因素的影响，本申请中的FSO通信系统是当因环境变化造成光探测器31接收到的光信号的光功率不在预设合理范围内时，通过该系统可以对激光器11发射的光信号进行调节，以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，以便在多变的环境下也能正常工作。

具体的，发射端1中的激光器11发射光信号，该光信号经过第一光调节模块32后发送至光探测器31，由于只有当光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内时才能使光探测器31正常恢复出有效的数据信号，以便正常地完成信号的接收，所以本申请提供了控制器2，以采集光探测器31接收到的光信号，并根据该光信号得到该光信号对应的光功率，依据所得到的光功率生成相应的控制指令，并将该控制指令发送至第一光调节模块32，第一光调节模块32根据接收到的控制指令对接收到的光信号(也即激光器11发射的光信号)进行调节，以便光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内。

具体的，在实际应用中进行调节时，可能通过一次性调节就使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，也可能通过多次调节才使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，例如：控制器2采集光探测器31接收到的光信号后根据该光信号的光功率控制第一光调剂模块对接收到的光信号进行调节，将调节后的光信号发送至光探测器31，然后控制器2对光探测器31所接收的光信号进行再次采集，依次循环控制第一光调节模块32对其接收到的光信号进行调节，直至光探测器31所接收到的光信号的光功率在预设合理范围内。

需要说明的是，本申请中光功率的预设合理范围可以根据实际情况而定，本发明在此不做特殊的限定，能实现本发明的目的即可。

本发明提供了一种FSO通信系统，该系统包括发射端、控制器和接收端，发射端包括激光器，接收端包括光探测器和第一光调节模块，其中：激光器，用于发射光信号；光探测器，用于接收经过第一光调节模块的光信号；控制器，用于采集并依据光探测器接收到的光信号得到光探测器接收到的光信号的光功率，并依据光功率生成并发送相应的控制指令；第一光调节模块，用于接收控制指令及激光器发射的光信号，并依据控制指令调节激光器发射的光信号以使光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至光探测器。

通过控制器采集光探测器接收到的光信号，并依据光探测器接收到的光信号的光功率生成相应的控制指令以便第一光调节模块依据该控制指令对激光器发射的光信号进行调节，以使光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，使光探测器正常恢复出有效的数据信号，正常地完成信号接收。当因环境变化造成光探测器接收到的光信号的光功率不在预设合理范围内时，本发明所提供的FSO通信系统，可以对激光器发射出的光信号进行调节，以使光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，以应对复杂多变的外界环境，使FSO通信更加稳定。

实施例二

请参照图2，图2为本发明提供的另一种FSO通信系统的结构示意图，在实施例一的基础上：

作为优选的，依据光功率生成并发送相应的控制指令的过程为：

当光功率不在预设合理范围内时，则生成并发送第一控制指令；否则，生成并发送第二控制指令；

则第一光调节模块32具体用于当接收到第一控制指令后，对接收到的激光器11发射的光信号进行调节，以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至光探测器31；还用于当接收到第二控制指令后，直接将接收到的光信号发送至光探测器31。

需要说明的是，控制器2所得到的光探测器31接收到的光信号的光功率存在两种情况，一种是该光功率不在预设合理范围内，另一种是光功率在预设合理范围内。

对于第一种情况，需要第一光调节模块32对其接收到的光信号进行调节，此时控制器2依据该光功率生成第一控制指令，并将第一控制指令发送至第一光调节模块32，第一光调节模块32接收到第一控制指令后依据该控制指令对其接收到的光信号进行相应的调节，最终使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内。

具体的，当光功率过大时，第一控制指令为衰减指令，第一光调节模块32依据第一控制指令对接收到的光信号进行相应的衰减，以使光探测器31接收到的光信号的光功率减小至预设合理范围内；当光功率过小时，第一控制指令为放大指令，第一光调节模块32依据第一控制指令对其接收到的光信号进行相应的放大，使光探测器31接收到的光信号的光功率增加至预设合理范围内。

对于另一种情况，即光功率在预设合理范围内时则不需要对第一光调节模块32其接收到的光信号进行调节，控制器2依据该光功率生成第二控制指令，并将第二控制指令发送至第一光调节模块32，第一光调节模块32接收到第二控制指令后，依据该指令直接将接收到的光信号发送至光探测器31。

可见，当天气变化或发射端1与接收端3距离变化造成接收端3的光探测器31接收到的光信号的光功率不在预设合理范围内时，可以通过第一光调节模块32对其接收到的光信号进行调节，以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内。

作为优选的，第一光调节模块32包括：

第一光放大器321，用于当的光功率小于预设合理范围的下限时，依据第一控制指令对接收到的激光器11发射的光信号进行放大，以使放大后的光信号的光功率在预设合理范围内，并将放大后的光信号发送至光探测器31；还用于当接收第二控制指令后，依据第二控制指令直接将接收到的光信号发送至光探测器31。

具体的，当光探测器31接收到的光信号的光功率过小时，即小于预设合理范围的下限时，第一光放大器321接收第一控制指令(即放大指令)，并依据该控制指令对其接收到的光信号进行相应的放大，将放大后的光信号发送至光探测器31，以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，例如此时光功率为100，光功率的预设合理范围为500-1000，则第一控制指令可以控制第一光放大器321对其接收到的光信号进行放大调节，使该光信号的光功率放大6倍，以使光探测器31接收到的光信号的的光功率在预设合理范围内。

第一光衰减器322，用于当光功率大于预设合理范围的上限时，依据第一控制指令对接收到的激光器11发射的光信号进行衰减，以使衰减后的光信号的光功率在预设合理范围内，并将衰减后的光信号发送至光探测器31；还用于当接收到第二控制指令后，依据第二控制指令直接将接收到的光信号发送至光探测器31。

具体的，当光探测器31接收到的光信号的光功率过大时，即大于预设合理范围的上限时，第一光衰减器322接收第一控制指令(即衰减指令)，并依据该控制指令对其接收到的光信号进行相应的衰减，将衰减后的光信号发送至光探测器31，以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，例如此时光功率为2000，光功率的预设合理范围为为500-1000，则第一控制指令可以控制第一光衰减器322对其接收到到的光信号进行衰减调节，使该光信号的光功率衰减3倍，以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内。

可以理解的是，当光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内时，既可以通过第一光放大器321将激光器11发射的光信号发送至光探测器31，也可以通过第一光衰减器322将激光器11发射的光信号发送至光探测器31。当第一光放大器321接收到第二控制指令时，依据第二控制指令调节第一光放大器321使其放大倍数为1，即可将接收到的光信号直接发送至光探测器31；当第一光衰减器322接收到第二控制指令时，依据第二控制指令调节第一光衰减器322使其衰减倍数为1，即可将接收到的光信号直接发送至光探测器31。

由于多种因素会使光探测器31接收到的光信号的光功率不在预设合理范围内，当天气变化或者发射端1和接收端3距离变化时，接收端3的第一光调节模块32可以通过调节其接收到的光信号的光功率以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，从而保证发送端和接收端3具有良好的通信状态。

具体的，例如光探测器31接收到的光信号的光功率会随着发射端1和接收端3之间的距离而变化，当发射端1与接收端3的距离较远时，接收端3的光探测器31接收到的光信号的光功率较低(即小于预设合理范围的下限)，则需要控制器控制第一光放大器321对第一光放大器321接收到的光信号进行放大，如果此时发射端1和接收端3两者的距离减小(即相互靠近)，则光探测器31接收到的光信号的光功率增大，在对第一光放大器321接收到的光信号进行调节时，可控制第一光放大器321使其相应的减小自身的放大倍数即可使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，如果发射端1和接收端3继续相互靠近，光探测器31接收到的光信号的光功率继续增大，如果当第一光放大器321的放大倍数减小为1的时候光探测器31接收到的光信号的光功率仍旧大于预设合理范围的上限，此时将第一光调节模块32切换至第一光衰减器322，使第一光衰减器322对其接收到的光信号进行相应的衰减调节，以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内。反之，当发射端1与接收端3相互远离时，即光探测器31接收到的光信号的光功率由大于预设合理范围的上限逐渐变化至小于预设合理范围的下限时，对第一光调节模块32接收到的光信号的调节可由第一光衰减器322切换至第一光放大器321。

作为优选的，发射端1还包括第二光调节模块12；

控制器2，还用于当光探测器31接收到的光信号的光功率不在合理范围内时，生成并发送第三控制指令；否则，生成并发送第四控制指令；

第二光调节模块12，用于当接收到第三控制指令后，依据第三控制指令对接收到的激光器11发射的光信号进行调节，以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至第一光调节模块32；还用于当接收到第四控制指令后，直接将接收到的光信号发送至第一光调节模块32。

需要说明的是，不仅可以通过接收端3的第一光调节模块32对激光器11发射的光信号进行调节，还可以通过发射端1的第二光调节模块12对激光器11发射的光信号进行调节，使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内。

具体的，当光探测器31接收到的光信号的光功率不在预设合理范围内时，控制器2依据该光功率生成第三控制指令，并将第三控制指令发送至第二光调节模块12。当光功率过小(即小于预设合理范围的下限)时，第三控制指令为放大指令，控制第二光调节模块12对其接收到的激光器11发射的光信号进行相应的放大，以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内；当光功率过大(即大于预设合理范围的上限)时，第三控制指令为衰减指令，控制第二光调节模块12对其接收到的激光器11发射的光信号进行相应的衰减，以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内。

当光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内时，控制器2依据该光功率生成第四控制指令，第二光调节模块12接收第四控制指令后，依据该控制指令直接将其接收到的光信号发送至第一光调节模块32。

可见，当天气变化或发射端1与接收端3距离变化造成接收端3的光探测器31接收到的光信号的光功率不在预设合理范围内时，还可以通过第二光调节模块12对其接收到的激光器发射的光信号进行调节，以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内。

作为优选的，第二光调节模块12包括：

第二光放大器121，用于当光功率小于预设合理范围的下限时，依据第三控制指令对接收到的激光器11发射的光信号进行放大，以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将放大后的光信号发送至第一光调节模块32；还用于当接收到第四控制指令后，依据第四控制指令直接将接收到的光信号发送至第一光调节模块32。

第二光衰减器122，用于当光功率大于预设合理范围的上限时，依据第三控制指令对接收到的激光器11发射的光信号进行衰减，以使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将衰减后的光信号发送至第一光调节模块32；还用于当接收第四控制指令后，依据第四控制指令直接将接收到的光信号发送至第一光调节模块32。

需要说明的是，本申请中所提供的第二光放大器121和第二光衰减器122与上述第一光放大器321和第一光衰减器322的原理相同，对第二光放大器121和第二光衰减器122的详细说明请对应参照上述第一光放大器321和第一光衰减器322的详细说明，本发明在此不再赘述。

作为优选的，发射端1还包括准直器13；

控制器2还用于当光功率不在合理范围内时生成并发送第五控制指令；否则，生成并发送第六控制指令；

准直器13，用于接收并依据第五控制指令对自身的焦点进行调节以对第二光调节模块12发送的光信号的发散角进行调节，以使光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至第一光调节模块32；还用于当接收到第六控制指令后，依据第六控制指令直接将接收到的光信号发射至第一光调节模块32。

需要说明的是，由于激光器发射的光信号的发散角的大小也影响着光探测器31接收到的光信号的光功率，所以本申请还在发射端1设置一个准直器13，该准直器13接收控制器2发送的第六控制指令，并依据该控制指令相应的调节自身焦点的位置(尽量使光沿直线传播)，以进一步调节光信号的发散角的大小，最终使光探测器31接收到的光信号的光功率在预设合理范围内。在实际应用的过程中，可以根据实际情况来改变发散角的大小。

当然，不仅限于通过准直器13调节光信号的发散角，还可以通过其他器件调节光信号的发散角，本发明在此不做特殊的限定，能实现本发明的目的即可。

作为优选的，接收端3还包括波前探测器33，波前探测器33的第一输入端与第一光放大器321的输出端连接，其第二输入端与第一光衰减器322的输出端连接，其输出端与光探测器31的输入端连接，波前探测器33用于对接收到的光信号进行整形处理，并将整形处理后的光信号发送至光探测器31。

需要说明的是，波前探测器33可以对接收到的光信号进行整形处理，例如可以对光强闪烁、光束随机偏转和波前畸形等情况进行处理，降低了大气湍流等对光信号在空间传播时的干扰。

当然，还可以用其他器件代替波前探测器33，本发明在此不做特殊的限定，能实现本发明的目的即可。

作为优选的，接收端3还包括采集模块34和调整模块35，其中：

采集模块34，用于采集环境参数，并将环境参数发送至控制器2；

控制器2，还用于接收环境参数，依据环境参数生成并发送第七控制指令；

调整模块35，用于接收第七控制指令，并依据第七控制指令调整接收端3与发射端1的相对高度及相对俯仰角。

请参照图3和图4，图3为本发明提供的一种发射端和接收端相对高度和相对俯仰角调节前的示意图，图4本发明提供的一种发射端和接收端相对高度和相对俯仰角调节后的示意图。

需要说明的是，由于阳光对发射端1或接收端3的镜头的直射或雨雪等对发射端1或接收端3的镜头的冲刷也会对接收端3的光探测器31接收到的光信号的光功率造成影响，所以本申请中所提供的采集模块34通过采集环境参数，将该环境参数发送至控制器2，调整模块35依据控制器2发送的第七控制指令对发射端1和接收端3的相对高度和相对俯仰角进行调节，使发射端1的镜头或者接收端3的镜头避开阳光或雨雪，以减少对光探测器31接收到的光信号的光功率带来的影响。

作为优选的，环境参数包括温度、湿度或太阳光中的一种或多种的组合。

当然，环境参数不仅限于这几种，还可以包括其他类型的参数，本发明在此不做特殊的限定，能实现本发明的目的即可。

作为优选的，上述任一项第一光放大器321为掺铒光纤放大器或半导体放大器。

作为优选的，上述任一项第二光放大器121为掺铒光纤放大器或半导体放大器。

作为优选的，第一光衰减器322为薄膜型光衰减器。

作为优选的，第二光衰减器122为薄膜型光衰减器。

当然，第一光衰减器322和第二光衰减器122均不仅可以为薄膜型光衰减器还可以为其他类型的光衰减器，例如衰减片型光衰减器，本发明在此不做特殊的限定，能实现本发明的目的即可。

需要说明的是，本申请中所提供的控制器2可以控制第一光调节模块31、第二光调节模块12、准直镜13和波前探测器33中的一个或者多个来对激光器发射的光信号进行调节。

本发明所提供的FSO通信系统可以全天候的对周围的环境、以及发射端和接收端的距离等因素进行实时监测，一旦发现变化，FSO通信系统会相应动态的对激光器发射的光信号的光功率、发散角、受干扰的光信号、发射端和接收端的俯仰角进行自动调节，使其具备全天候自适应调节能力，保证FSO通信的有效性。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种FSO通信系统，其特征在于，所述系统包括发射端、控制器和接收端，所述发射端包括激光器，所述接收端包括光探测器和第一光调节模块，其中：

所述激光器，用于发射光信号；

所述光探测器，用于接收经过所述第一光调节模块的光信号；

所述控制器，用于采集并依据所述光探测器接收到的光信号得到所述光探测器接收到的光信号的光功率，并依据所述光功率生成并发送相应的控制指令；

所述第一光调节模块，用于接收所述控制指令及所述激光器发射的光信号，并依据所述控制指令调节所述激光器发射的光信号以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述光探测器；

依据所述光功率生成并发送相应的控制指令的过程为：

当所述光功率不在所述预设合理范围内时，则生成并发送第一控制指令；否则，生成并发送第二控制指令；

则所述第一光调节模块具体用于当接收到所述第一控制指令后，对接收到的所述激光器发射的光信号进行调节，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述光探测器；还用于当接收到第二控制指令后，直接将接收到的光信号发送至所述光探测器；

所述第一光调节模块包括：

第一光放大器，用于当所述的光功率小于所述预设合理范围的下限时，依据所述第一控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行放大，以使放大后的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将所述放大后的光信号发送至所述光探测器；还用于当接收所述第二控制指令后，依据所述第二控制指令直接将接收到的光信号发送至所述光探测器；

第一光衰减器，用于当所述光功率大于所述预设合理范围的上限时，依据所述第一控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行衰减，以使衰减后的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将所述衰减后的光信号发送至所述光探测器；还用于当接收到所述第二控制指令后，依据所述第二控制指令直接将接收到的光信号发送至所述光探测器；

所述发射端还包括第二光调节模块；

所述控制器，还用于当所述光探测器接收到的光信号的光功率不在所述合理范围内时，生成并发送第三控制指令；否则，生成并发送第四控制指令；

所述第二光调节模块，用于当接收到所述第三控制指令后，依据所述第三控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行调节，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述第一光调节模块；还用于当接收到所述第四控制指令后，直接将接收到的光信号发送至所述第一光调节模块。

2.根据权利要求1所述的FSO通信系统，其特征在于，所述第二光调节模块包括：

第二光放大器，用于当所述光功率小于所述预设合理范围的下限时，依据所述第三控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行放大，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将放大后的光信号发送至所述第一光调节模块；还用于当接收到所述第四控制指令后，依据所述第四控制指令直接将接收到的光信号发送至所述第一光调节模块；

第二光衰减器，用于当所述光功率大于所述预设合理范围的上限时，依据所述第三控制指令对接收到的所述激光器发射的光信号进行衰减，以使所述光探测器接收到的光信号的光功率在所述预设合理范围内，并将衰减后的光信号发送至所述第一光调节模块；还用于当接收所述第四控制指令后，依据所述第四控制指令直接将接收到的光信号发送至所述第一光调节模块。

3.根据权利要求2所述的FSO通信系统，其特征在于，所述发射端还包括准直器；

所述控制器还用于当所述光功率不在所述合理范围内时生成并发送第五控制指令；否则，生成并发送第六控制指令；

所述准直器，用于接收并依据所述第五控制指令对自身的焦点进行调节以对所述第二光调节模块发送的光信号的发散角进行调节，以使所述光功率在所述预设合理范围内，并将调节后的光信号发送至所述第一光调节模块；还用于当接收到所述第六控制指令后，依据所述第六控制指令直接将接收到的光信号发射至所述第一光调节模块。

4.根据权利要求3所述的FSO通信系统，其特征在于，所述接收端还包括波前探测器，所述波前探测器的第一输入端与所述第一光放大器的输出端连接，其第二输入端与所述第一光衰减器的输出端连接，其输出端与所述光探测器的输入端连接，所述波前探测器用于对接收到的光信号进行整形处理，并将整形处理后的光信号发送至所述光探测器。

5.根据权利要求4所述的FSO通信系统，其特征在于，所述接收端还包括采集模块和调整模块，其中：

所述采集模块，用于采集环境参数，并将所述环境参数发送至所述控制器；

所述控制器，还用于接收所述环境参数，依据所述环境参数生成并发送第七控制指令；

所述调整模块，用于接收所述第七控制指令，并依据所述第七控制指令调整所述接收端与所述发射端的相对高度及相对俯仰角。

6.根据权利要求5所述的FSO通信系统，其特征在于，所述环境参数包括温度、湿度或太阳光中的一种或多种的组合。

7.根据权利要求1-6任一项所述的FSO通信系统，其特征在于，所述第一光放大器为掺铒光纤放大器或半导体放大器。

8.根据权利要求2-6任一项所述的FSO通信系统，其特征在于，所述第二光放大器为掺铒光纤放大器或半导体放大器。

9.根据权利要求1所述的FSO通信系统，其特征在于，所述第一光衰减器为薄膜型光衰减器。

10.根据权利要求2所述的FSO通信系统，其特征在于，所述第二光衰减器为薄膜型光衰减器。