ES2244311B1

ES2244311B1 - PROCEDURE AND APPLIANCE OF POINT TO POINT LINK BY LASER MAKING IN THE FREE SPACE FOR ETHERNET NETWORKS.

Info

Publication number: ES2244311B1
Application number: ES200400305A
Authority: ES
Inventors: Francisco Jav. Rios Gomez; Jorge Romero Sanchez; Raquel Fernandez Ramos
Original assignee: Universidad de Malaga
Current assignee: Universidad de Malaga
Priority date: 2004-02-10
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2024-02-10
Also published as: ES2244311A1

Abstract

Procedimiento y aparato de enlace punto a punto mediante haz láser en el espacio libre para redes de comunicación digitales con capa física de par diferencial. El aparato consta de unidad transmisora y unidad receptora, efectuándose el enlace mediante dos aparatos idénticos alineados que intercambian haces luminosos emisor-receptor. Los módulos funcionales de la unidad transmisora son: módulo acondicionador y adaptador de señal (a), módulo de amplificación y conversión de señal diferencial a simple (b), módulo modulador de diodo láser de estado sólido (c), módulo de control térmico (d) y módulo de óptica de colimación y adaptación del haz luminoso (e). Los módulos funcionales de la unidad receptora son: módulo de óptica de focalización y captación de haz (f), módulo transductor fotodiodo-preamplificador (g), módulo de cancelación de componente de continua (h), módulo de amplificación y conversión de señal simple a diferencial (i) y módulo de acondicionamiento y adaptación de señal (j).Procedure and apparatus for point-to-point linking by laser beam in the free space for digital communication networks with physical layer of differential torque. The device consists of a transmitting unit and a receiving unit, the link being made by means of two identical aligned devices that exchange emitter-receiver light beams. The functional modules of the transmitter unit are: conditioning module and signal adapter (a), amplification module and differential signal conversion to simple (b), solid state laser diode modulator module (c), thermal control module ( d) and module of collimation optics and adaptation of the light beam (e). The functional modules of the receiving unit are: beam focusing and pickup optics module (f), photodiode-preamplifier transducer module (g), continuous component cancellation module (h), amplification module and simple signal conversion a differential (i) and signal conditioning and adaptation module (j).

Description

Método y aparato de enlace punto a punto mediante haz láser en el espacio libre para redes ethernet.Method and apparatus of point-to-point linking by laser beam in the free space for ethernet networks.

Technical sector

La presente invención tiene su aplicación en el campo de la Industria Electrónica en redes de comunicación digital que proporcionen en su capa física una línea bidireccional de señal diferencial o dos pares trenzados. En especial, se adapta a la norma IEEE 802.3 para redes ethernet en las versiones 10 o 100 Mbits/seg base TX. Se presenta como solución para efectuar enlaces o conexiones a cortas distancias (entre 50 y 1000 metros aproximadamente), en la realización de trazado de redes de carácter permanente y como una alternativa a los enlaces cableados de par, fibra óptica o de radiofrecuencia.The present invention has its application in the Electronic Industry field in digital communication networks that provide a bi-directional signal line in their physical layer differential or two twisted pairs. In particular, it adapts to the IEEE 802.3 standard for ethernet networks in versions 10 or 100 Mbits / sec base TX. It is presented as a solution to make links or connections at short distances (between 50 and 1000 meters approximately), in the realization of character networks permanent and as an alternative to wired pair links, fiber optic or radio frequency.

State of the art

Las comunicaciones mediante métodos ópticos no es nueva y existen numerosas publicaciones en este aspecto tal como la de J. Gowar: "Optical Communication Systems" Prentice-Hall International Series in Optoelectronics (1983). La estructura de un enlace básico está constituida por dos transceptores alineados situados a una cierta distancia. Cada transceptor consta de un emisor y un receptor que incluyen la electrónica, la óptica y la mecánica necesarias para emitir un haz luminoso estrecho modulado que incida en el otro transceptor con la suficiente potencia que permita recuperar el mensaje que se desea transmitir.Communications using optical methods is not new and there are numerous publications in this regard such as that of J. Gowar: "Optical Communication Systems" Prentice-Hall International Series in Optoelectronics (1983). The structure of a basic link consists of two aligned transceivers located at a certain distance. Each transceiver consists of a transmitter and a receiver that include the electronics, optics and mechanics necessary to emit a narrow modulated light beam that affects the other transceiver with sufficient power to recover the message to be transmitted.

Un enlace óptico en el espacio libre utiliza la atmósfera como medio o canal de comunicación. La atmósfera contiene aire (mezcla de gases), líquidos y partículas en suspensión que condicionan la transmisión de la luz (absorción, dispersión, refracción y centelleo). El resultado es la atenuación de su intensidad en el destino. Un Transceptor óptico punto a punto, consta de un Emisor que contiene una fuente óptica capaz de convertir una señal eléctrica en señal óptica, un sistema que permite modular la fuente óptica acorde con el mensaje que se desea transmitir y un sistema óptico-mecánico capaz de generar el haz y dirigirlo con precisión al receptor distante. El canal de comunicación es la atmósfera. El receptor posee un sistema óptico-mecánico capaz de recoger la mayor parte del haz transmitido y concentrarlo en un punto donde se sitúa un transductor fotodetector que se encarga de convertir la señal óptica, de nuevo en señal eléctrica. En una comunicación bidireccional punto a punto, como es el caso que nos ocupa, existen dos haces luminosos que se intercambian entre fuente y destino (transceptor). El sistema de comunicación óptico no añade información adicional al mensaje transducido, por lo que se trata de un sistema
pasivo.An optical link in free space uses the atmosphere as a means or communication channel. The atmosphere contains air (mixture of gases), liquids and suspended particles that condition the transmission of light (absorption, dispersion, refraction and scintillation). The result is the attenuation of its intensity at the destination. A point-to-point optical transceiver consists of a transmitter that contains an optical source capable of converting an electrical signal into an optical signal, a system that allows the optical source to be modulated according to the message to be transmitted and an optical-mechanical system capable of generate the beam and direct it precisely to the distant receiver. The communication channel is the atmosphere. The receiver has an optical-mechanical system capable of collecting most of the transmitted beam and concentrating it at a point where a photodetector transducer is placed that converts the optical signal, again into an electrical signal. In a two-way point-to-point communication, as is the case at hand, there are two light beams that are exchanged between source and destination (transceiver). The optical communication system does not add additional information to the transduced message, so it is a system
passive.

La descripción anterior es válida para transmisiones digitales o analógicas. En las analógicas la intensidad luminosa es variable entre una multiplicidad de niveles. En las digitales son solo dos niveles de intensidad luminosa los que tienen efecto. Los parámetros básicos que caracterizan el enlace son: La distancia de utilización (desde decenas de metros a varios kilómetros), la disponibilidad del enlace (deseable que sea superior al 99%), la velocidad de transmisión (desde los khz a los Ghz) y el protocolo de comunicación (si es digital, es en general, un estándar).The above description is valid for digital or analog transmissions. In analogs the Luminous intensity is variable among a multiplicity of levels. In digital, there are only two levels of light intensity They have an effect. The basic parameters that characterize the link are: The distance of use (from tens of meters to several kilometers), link availability (desirable to be higher than 99%), the transmission speed (from kHz to Ghz) and the communication protocol (if it is digital, it is in general, a standard).

El estado actual de la tecnología en el desarrollo de dispositivos electrónicos de amplificación y conmutación (transistores), amplificadores operacionales diferenciales integrados y dispositivos optoelectrónicos de transducción (fotodiodos y diodos láser de estado sólido), nos permite el desarrollo de nuevos sistemas de comunicación óptico en espacio libre de alta velocidad como alternativa a otros sistemas que usan otros tipos de canal (cable par trenzado, cable de fibra óptica y canales de radiofrecuencia). Por una parte, las técnicas de diseño microelectrónico actuales permiten el desarrollo de transistores con frecuencias de corte superiores al los 300Ghz (HBTs). Igualmente los amplificadores operacionales integrados actuales permiten realizar operaciones de amplificación lineal por encima del rango de los 2Ghz. Por otro, el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos de estado sólido de transducción electro-óptica nos permiten abordar la problemática de la transmisión y recepción de luz monocromática y coherente tanto en velocidad de respuesta como en potencia y sensibilidad. Hoy se desarrollan fotodiodos p-i-n de gran sensibilidad con tiempos de respuestas del orden del nanosegundo y diodos láser de estado sólido con potencias de emisión suficientes como para garantizar la eficacia del enlace óptico a distancias del orden de unos cuantos kilómetros (mas de un watio de potencia radiada).The current state of technology in the development of electronic amplification devices and switching (transistors), operational amplifiers integrated differentials and optoelectronic devices of transduction (photodiodes and solid-state laser diodes), we allows the development of new optical communication systems in high speed free space as an alternative to other systems that use other types of channel (twisted pair cable, fiber cable optics and radio frequency channels). On the one hand, the techniques Current microelectronic design allow the development of transistors with cutoff frequencies greater than 300Ghz (HBTs). Equally integrated operational amplifiers current allow linear amplification operations by above the 2Ghz range. On the other, the development of solid state optoelectronic transduction devices electro-optics allow us to address the problem of Monochromatic and coherent light transmission and reception both in response speed as in power and sensitivity. Today I know develop large p-i-n photodiodes sensitivity with response times of the order of the nanosecond and solid state laser diodes with sufficient emission powers as to guarantee the effectiveness of the optical link at distances of order of a few kilometers (more than one watt of power radiated).

Finalmente, los estándares de comunicación digital tales como el IEEE 802.3 describen con precisión las características eléctricas de las señales de par diferencial 10/100base TX que se tomarán como base para el cumplimiento de la normativa de interconexión con esta invención.Finally, communication standards digital such as IEEE 802.3 accurately describe the electrical characteristics of differential torque signals 10 / 100base TX to be taken as the basis for compliance with the interconnection regulations with this invention.

Explanation of the invention.

Partiendo del estado actual de la tecnología, la presente invención plantea una solución electrónica para la realización de enlaces punto a punto mediante haz láser en el espacio libre para redes ethernet que verifiquen el estándar IEEE 802.3 con capa física de par trenzado 10/100baseTX. El Método para llevar a cabo el enlace consiste en adaptar la señal diferencial que procede del par trenzado, convirtiéndola en señal simple para modular un diodo láser de estado sólido térmicamente compensado. El haz láser modulado es colimado mediante lentes y dirigido mecánicamente hacia un receptor constituido por una mecánica de orientación y lentes que focalizan el haz en un fotodiodo p-i-n que realiza la transducción electro-óptica. Tras la preamplificación y la eliminación de la componente de continua debida a la luz ambiental, la señal es de nuevo adaptada y transformada en diferencial para ser adaptada al formato estándar IEEE 802.3 de par trenzado. La metodología del enlace es pasiva de forma que el aparato resultante sustituye el tramo de par trenzado por un haz láser. La comunicación bidireccional exige la construcción de un elemento en fuente y destino que contengan un transmisor y un receptor (transceptor).Starting from the current state of technology, the The present invention raises an electronic solution for realization of point-to-point links by laser beam in the free space for ethernet networks that verify the IEEE standard 802.3 with physical layer of twisted pair 10 / 100baseTX. The Method for carry out the link consists of adapting the differential signal which comes from the twisted pair, turning it into a simple signal for Modulate a thermally compensated solid-state laser diode. He modulated laser beam is collimated by lenses and directed mechanically towards a receiver constituted by a mechanics of orientation and lenses that focus the beam on a photodiode p-i-n that performs the transduction electro-optic After preamplification and elimination of Continuous component due to ambient light, the signal is from new adapted and transformed into differential to be adapted to IEEE 802.3 twisted pair standard format. The methodology of link is passive so that the resulting device replaces the torque section twisted by a laser beam. The communication bidirectional requires the construction of a source element and destination containing a transmitter and a receiver (transceiver).

El aparato de enlace punto a punto mediante haz láser en el espacio libre para redes del tipo ethernet de par trenzado diferencial se caracteriza por el hecho de ser un único aparato que incorpora las siguientes características funcionales:The point-to-point link device by beam free space laser for peer ethernet networks differential braiding is characterized by the fact of being a single apparatus incorporating the following features functional:

--: La adaptación y acondicionamiento de señal en la entrada transmisora y la salida receptora al estándar IEEE 802.3 10/100baseTX.The signal adaptation and conditioning at the transmitter input and the receiving output to the IEEE 802.3 10 / 100baseTX standard.

--: La conversión de señal diferencial a simple. La señal diferencial procedente del par trenzado se transforma en simple para modular el haz láser luminoso.The differential to simple signal conversion. Differential signal coming from the twisted pair becomes simple to modulate the laser beam

--: La conversión de señal simple a diferencial. La señal simple recogida por un fotodiodo p-i-n debe transformarse de nuevo en diferencial para reconstruir la señal de par trenzado.The Simple to differential signal conversion. The simple signal collected for a p-i-n photodiode must transform back into differential to reconstruct the signal of twisted pair

--: La cancelación de componentes de continua. Las componentes de continua debidas a los cambios de luz ambiental se cancelan activamente mediante suma diferencial.The Continuous component cancellation. The components of continuous due to changes in ambient light are actively canceled by differential sum.

--: La modulación del diodo láser de estado sólido. El diodo láser no conmuta completamente evitando los flujos de recombinación de portadores y optimizando la velocidad de conmutación.The solid state laser diode modulation. The laser diode does not commute completely avoiding recombination flows from carriers and optimizing the switching speed.

--: El control térmico del diodo láser. Un circuito de realimentación negativa sensa y controla el estado térmico del diodo para mantener su eficiencia y durabilidad.He thermal control of the laser diode. A feedback circuit negative sens and controls the thermal state of the diode to maintain Its efficiency and durability.

--: La óptica de colimación y focalización. El emisor y el receptor utilizan simples lentes convergentes para colimar y focalizar el haz luminoso.The collimation and focus optics. The sender and the receiver they use simple converging lenses to collimate and focus the light beam

--: La mecánica de orientación. El diodo láser y el fotodiodo p-i-n se encuentran montados en una estructura mecánica que permite la orientación del haz láser y la focalización del fotodiodo en el espacio.The orientation mechanics The laser diode and the photodiode p-i-n are mounted on a mechanical structure that allows the orientation of the laser beam and the focus of the photodiode in space.

Además tiene los siguientes bloques funcionales básicos:It also has the following functional blocks basic:

En la parte transmisora:In the transmitting part:

--: Módulo acondicionador y adaptador de señal (a)Module conditioner and signal adapter (a)

--: Módulo de amplificación y conversión de señal diferencial a simple (b)Module amplification and conversion of differential signal to simple (b)

--: Módulo modulador de diodo láser de estado sólido (c)Module solid state laser diode modulator (c)

--: Módulo de control térmico del diodo láser (d)Module thermal control of the laser diode (d)

--: Módulo de óptica de colimación y adaptación del haz luminoso (e)Module of collimation optics and adaptation of the light beam (e)

En la parte receptora:In the receiving part:

--: Módulo de óptica de focalización y captación de haz (f)Module focusing optics and beam acquisition (f)

--: Módulo transductor fotodiodo-preamplificador (g)Module photodiode preamplifier transducer (g)

--: Módulo de cancelación de componente de continua (h)Module Continuous component cancellation (h)

--: Módulo de amplificación y conversión de señal simple a diferencial (i)Module amplification and conversion of simple to differential signal (i)

--: Módulo de acondicionamiento y adaptación de señal (j)Module signal conditioning and adaptation (j)

El aparato contiene elementos mecánicos y ópticos que permiten manipular la dirección del haz láser y la orientación de las lentes del receptor. Para establecer un enlace óptico se necesitan dos aparatos idénticos, enfrentados y alineados. El procedimiento de alineamiento es manual.The device contains mechanical and optical elements that allow to manipulate the direction of the laser beam and the orientation of the receiver's lenses. To establish an optical link you they need two identical devices, facing and aligned. He Alignment procedure is manual.

Explanation of the figure

Se ha empleado una figura única que representa el aparato a nivel funcional. Cada bloque representa un componente o subsistema, su nombre indica la funcionalidad específica y el orden de concatenación de los bloques muestra el secuenciamiento de la señal y los procesos que sufre, exceptuando el bloque de control térmico que se encarga de mantener el diodo láser de estado sólido bajo unas condiciones térmicas estables y adecuadas. La descripción del aparato global así como sus componentes está recogida en el apartado descriptivo de la realización preferente de la invención.A unique figure representing the Functional device. Each block represents a component or subsystem, its name indicates the specific functionality and order concatenation of the blocks shows the sequencing of the signal and the processes it suffers, except the control block thermal that is responsible for maintaining the solid state laser diode under stable and adequate thermal conditions. The description of the global apparatus as well as its components is included in the descriptive section of the preferred embodiment of the invention.

Preferred Embodiment of the Invention

La figura muestra el diagrama general de bloques de la invención en lo que respecta a sus bloques funcionales básicos, representando cada bloque un subsistema o componente del aparato. Estos son:The figure shows the general block diagram of the invention as regards its functional blocks basic, each block representing a subsystem or component of the apparatus. These are:

En la parte transmisora:In the transmitting part:

--: Módulo acondicionador y adaptador de señal (a). La señal de partida proviene de un cable par trenzado no apantallado norma 10/100BASE-T. El módulo acondicionador realiza la conexión mediante transformador de aislamiento y la ecualización mediante filtro pasivo ajustándose a la norma de test IEEE 802.3 recomendada en la sección B.4.3.1.Module conditioner and signal adapter (a). The starting signal comes from a standard unshielded twisted pair cable 10 / 100BASE-T. The conditioning module performs the connection via isolation transformer and equalization by passive filter conforming to the IEEE 802.3 test standard recommended in section B.4.3.1.

--: Módulo de amplificación y conversión de señal diferencial a simple (b). La señal acondicionada diferencial pasa a un amplificador operacional diferencial de salida simple que es tratada por un circuito transistorizado conformador de pulsos de amplitud constante. Esta señal así generada constituye la señal moduladora que atacará al Módulo modulador.Module amplification and conversion of differential signal to simple (b). The differential conditioned signal passes to an operational amplifier simple output differential that is treated by a circuit Transistorized constant amplitude pulse shaper. This signal thus generated constitutes the modulating signal that will attack the Modulator module

--: Módulo modulador de diodo láser de estado sólido (c). El diodo láser se polariza en directa en un lugar de su curva que permita mantener el diodo en emisión permanente bajo dos niveles de intensidad distinta lo que permite evitar la recombinación de portadores y hacer que la velocidad de conmutación se realice por encima de los 100 Mhz. El circuito de modulación cambia el punto de polarización para conseguir estos dos niveles de intensidad que se corresponden con cada uno de los niveles lógicos suministrados por el Módulo de amplificación y conversión (b). El circuito de modulación permite cambiar la distancia entre los puntos de polarización asociados a los niveles lógicos. La longitud de onda del láser está en el rango del infrarrojo y su potencia se regirá de acuerdo con la recomendación IEC60825 parte 12 de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC).Module solid state laser diode modulator (c). The laser diode is polarize directly at a place on its curve that allows to maintain the permanent emitting diode under two different intensity levels which allows to avoid the recombination of carriers and make the Switching speed is performed above 100 MHz. He modulation circuit changes the polarization point to get these two intensity levels that correspond to each of the logical levels provided by the Module amplification and conversion (b). The modulation circuit allows change the distance between the polarization points associated with The logical levels. The laser wavelength is in the range of the infrared and its power will be governed according to the IEC60825 recommendation part 12 of the Electrotechnical Commission International (IEC).

--: Módulo de control térmico del diodo láser (d). El diodo láser de estado sólido es del tipo encapsulado con sensor de fotodiodo para la regulación térmica. Un circuito de realimentación negativa garantiza la estabilidad térmica del diodo láser sensando en todo momento la intensidad media emitida. Junto con esta unidad de control se asocia al diodo láser un disipador térmico y un circuito de ventilación forzada mediante motor de aletas.Module of thermal control of the laser diode (d). The state laser diode solid is of the encapsulated type with photodiode sensor for the thermal regulation A negative feedback circuit guarantees the thermal stability of the laser diode sensing throughout moment the average intensity emitted. Together with this unit of control is associated with the laser diode a heatsink and a circuit of forced ventilation by means of fin motor.

--: Módulo de óptica de colimación y adaptación del haz luminoso (e). El haz láser producido es focalizado por una lente convergente para conseguir un haz de diámetro controlado en destino. Igualmente el diodo láser y la óptica están montados sobre un soporte móvil ajustable que permite dirigir y orientar vertical y horizontalmente el haz generado.Module of collimation optics and adaptation of the light beam (e). The beam laser produced is focused by a converging lens to achieve a controlled diameter beam at destination. Also the laser diode and optics are mounted on a mobile stand adjustable that allows to direct and orient vertically and horizontally The generated beam.

En la parte receptora:In the receiving part:

--: Módulo de óptica de focalización y captación de haz (f). La energía recibida en el haz láser es focalizada por una lente convergente en cuyo foco se encuentra un fotodiodo p-i-n. La estructura lente-fotodiodo se encuentra montada sobre un soporte móvil que permite la orientación vertical y horizontal.Module of focusing optics and beam capture (f). Energy received in the laser beam is focused by a converging lens on whose focus is a photodiode p-i-n. The structure photodiode lens is mounted on a mobile stand that allows vertical orientation and horizontal.

--: Módulo transductor fotodiodo-preamplificador (g). El fotodiodo p-i-n genera una corriente proporcional a la luz incidente. Para evitar la acción de la luz solar en la generación de componentes de corriente continua no deseadas, el fotodiodo posee un filtro óptico que sólo permite el paso en la banda de infrarrojos. La corriente proporcional a la luz incidente es transformada en tensión mediante la aplicación de un amplificador a transimpedancia. El amplificador a transimpedancia posee un filtro limitador de banda para optimizar la relación señal / ruido. Las características del amplificador y el filtro dependen de la velocidad de la señal a procesar.Module photodiode-preamplifier transducer (g). He p-i-n photodiode generates a current proportional to the incident light. To avoid the action of solar light in the generation of DC components unwanted, the photodiode has an optical filter that only allows the passage in the infrared band. The current proportional to the incident light is transformed into tension by applying A transimpedance amplifier. The amplifier a transimpedance has a band limiting filter to optimize the signal to noise ratio The characteristics of the amplifier and the filter depend on the speed of the signal to be processed.

--: Módulo de cancelación de componente de continua (h). La señal de interés viene asociada a una componente de continua que se corresponde con los niveles de infrarrojos producidos fundamentalmente por la luz solar. Esta componente es variable en función de la intensidad solar y del ángulo de incidencia sobre el fotodiodo. Para cancelar dinámicamente esta componente se usa un circuito de cancelación diferencial constituido por un amplificador operacional de salida diferencial que genera una copia idéntica de la señal pero invertida. Las dos salidas diferenciales se suman en un siguiente amplificador operacional de salida simple generándose una señal libre de componente de continua.Module Continuous component cancellation (h). The signal of interest It is associated with a continuous component that corresponds to infrared levels produced primarily by light solar. This component is variable depending on the intensity solar and the angle of incidence on the photodiode. To cancel dynamically this component a cancellation circuit is used differential consisting of an operational output amplifier differential that generates an identical copy of the signal but inverted The two differential outputs are added in a following single output operational amplifier generating a signal Continuous component free.

--: Módulo de amplificación y conversión de señal simple a diferencial (i). La señal libre de componente de continua se amplifica seguidamente en un amplificador operacional de salida diferencial. La ganancia de este amplificador es variable. Su ajuste depende de la distancia entre transceptores. El ajuste se realizará para proporcionar los niveles adecuados a la norma IEEE 802.3 10/100TX.Module amplification and conversion of simple to differential signal (i). The Continuous component free signal is then amplified in an operational amplifier with differential output. The gain of This amplifier is variable. Its adjustment depends on the distance between transceivers. The adjustment will be made to provide the levels appropriate to the IEEE 802.3 10 / 100TX standard.

--: Módulo de acondicionamiento y adaptación de señal (j). La señal diferencial de salida del módulo de amplificación se trata mediante un filtro de acondicionamiento y un transformador de aislamiento, cuya salida cumple la norma de test IEEE 802.3 recomendada en la sección B.4.3.1.Module signal conditioning and adaptation (j). Differential signal amplifier module output is treated by a filter conditioning and an isolation transformer, whose output meets the IEEE 802.3 test standard recommended in the section B.4.3.1.

Claims

1. Procedure for making links point to point by laser beam in the free space for networks ethernet, that verify the IEEE 802.3 standard with physical layer of 10 / 100baseTX twisted pair, consisting of the following steps:

a)to): Adaptación de la señal diferencial que procede del par trenzado, convirtiéndola en señal simple para modular un diodo láser de estado sólido térmicamente compensa-do.Differential signal adaptation that it comes from the twisted pair, turning it into a simple signal for modulate a thermally solid state laser diode compensated

b)b): El haz láser modulado es colimado mediante lentes y dirigido mecánicamente hacia un receptor constituido por una mecánica de orientación y lentes que focalizan el haz en un fotodiodo p-i-n que realiza la transducción electro-óptica.He modulated laser beam is collimated by lenses and directed mechanically towards a receiver constituted by a mechanics of orientation and lenses that focus the beam on a photodiode p-i-n that performs the transduction electro-optic

c)C): Tras la preamplificación y la eliminación de la componente de continua debida a la luz ambiental, la señal es de nuevo adaptada y transformada en diferencial para ser adaptada al formato estándar IEEE 802.3 de par trenzado.After preamplification and elimination of the continuous component due to ambient light, the signal is again adapted and transformed into differential to be adapted to the standard format IEEE 802.3 twisted pair.

2. Procedure for the realization of point-to-point links by means of a laser beam in the free space for ethernet networks according to claim 1, characterized in that the link is made by two identical aligned devices that exchange a light beam establishing a two-way communication between the two, making a change of support but not of informative content and so that each light beam physically replaces each twisted pair proposed by the IEEE 802.3 standard.

3. Apparatus for implementing the procedure for the realization of point-to-point links by laser beam in the free space for ethernet networks of claims 1 and 2, characterized in that it consists of a transmitter element and another receiver (transceiver), which incorporate The following functional modules.

In the transmitting part:

\bullet?: Módulo acondicionador y adaptador de señal (a)Conditioning module and signal adapter (a)

\bullet?: Módulo de amplificación y conversión de señal diferencial a simple (b)Amplification module and differential to simple signal conversion (b)

\bullet?: Módulo modulador de diodo láser de estado sólido (c)Laser diode modulator module solid state (c)

\bullet?: Módulo de control térmico del diodo láser (d)Thermal Control Module laser diode (d)

\bullet?: Módulo de óptica de colimación y adaptación del haz luminoso (e)Collimation optics module and light beam adaptation (e)

In the receiving part:

\bullet?: Módulo de óptica de focalización y captación de haz (f)Focusing optics module and beam capture (f)

\bullet?: Módulo transductor fotodiodo-preamplificador (g)Transducer module photodiode-preamp (g)

\bullet?: Módulo de cancelación de componente de continua (h)Cancellation Module continuous component (h)

\bullet?: Módulo de amplificación y conversión de señal simple a diferencial (i)Amplification module and simple to differential signal conversion (i)

\bullet?: Módulo de acondicionamiento y adaptación de señal (j).Conditioning module and signal adaptation (j).

4. Apparatus for the realization of point-to-point links by laser beam in the free space for ethernet networks, according to claim 3 characterized in that it incorporates the following functional characteristics:

\bullet?: El procedimiento de adaptación y acondicionamiento de señal en la entrada transmisora y la salida receptora al estándar IEEE 802.3 10/100baseTX.The adaptation procedure and signal conditioning at the transmitter input and output receiver to the IEEE 802.3 10 / 100baseTX standard.

\bullet?: El procedimiento de conversión de señal diferencial a simple. La señal diferencial procedente del par trenzado se transforma en simple para modular el haz láser luminoso.The conversion procedure from differential signal to simple. The differential signal from the twisted pair becomes simple to modulate the laser beam bright.

\bullet?: El procedimiento de conversión de señal simple a diferencial. La señal simple recogida por un fotodiodo p-i-n debe transformarse de nuevo en diferencial para reconstruir la señal de par trenzado.The conversion procedure from simple to differential signal. The simple signal collected by a p-i-n photodiode must be transformed differential again to rebuild the torque signal braided.

\bullet?: El procedimiento de cancelación de componentes de continua. Las componentes de continua debidas a los cambios de luz ambiental se cancelan activamente mediante suma diferencial.The cancellation procedure of continuous components. Continuous components due to ambient light changes are actively canceled by sum differential.

\bullet?: El procedimiento de modulación del diodo láser de estado sólido. El diodo láser no conmuta completamente evitando los flujos de recombinación de portadores y optimizando la velocidad de conmutación.The modulation procedure of the solid state laser diode. The laser diode does not commute completely avoiding carrier recombination flows and optimizing the switching speed.

\bullet?: El procedimiento de control térmico del diodo láser. Un circuito de realimentación negativa sensa y controla el estado térmico del diodo para mantener su eficiencia y durabilidad.The control procedure Thermal diode laser. A negative feedback circuit sens and control the thermal state of the diode to maintain its Efficiency and durability.

\bullet?: El procedimiento óptico de colimación y focalización. El emisor y el receptor utilizan simples lentes convergentes para colimar y focalizar el haz luminoso.The optical procedure of collimation and targeting. The sender and receiver use simple converging lenses to collimate and focus the beam bright.

\bullet?: El procedimiento mecánico de orientación. El diodo láser y el fotodiodo p-i-n se encuentran montados en una estructura mecánica que permite la orientación del haz láser y la focalización del fotodiodo en el espacio.The mechanical procedure of orientation. The laser diode and the photodiode p-i-n are mounted on a mechanical structure that allows the orientation of the laser beam and the focus of the photodiode in space.

5. Use of the device to make links point to point by laser beam in free space for ethernet networks according to claims 3 and 4, for the development of optical communication networks in solutions and applications for Internet network in conjunction with twisted pair links in arbitrary configurations