无线光学通信的系统和方法
2020-01-13

无线光学通信的系统和方法

公开了进行无线光学通信的系统、方法和交通工具。无线光学收发器包括传输器光源,其被配置为通过第一球透镜传输在第一波长的第一光学信号以产生分布式第一光学信号。所述分布式第一光学信号被配置为被远程接收器通过第一视距传输来接收。检测器被配置为通过第二球透镜接收在第二波长的聚焦的第二光学信号。控制器被可操作地耦合到所述光源和所述检测器。所述控制器被配置为接收外传数据并产生第一电子信号,其配置为调制所述第一光学信号以传输所述外传数据。所述控制器还被配置为从所述检测器接收第二电子信号并解调所述第二电子信号以产生传入数据。适合交通工具的内部客舱,其中分布式第一光学信号在所述舱中提供照明。

所述传输器控制器130可通过连接器引脚108接收外传数据131。所述传输器控制器130可产生所述第一电子信号111以驱动所述光源112以调制所述第一光学信号113。所述接收器控制器132可接收第二电子信号121并可解调所述第二电子信号121以产生传入数据133。所述传入数据133可被提供到所述连接器引脚108。所述连接其引脚108可将所述无线光学收发器100电子的耦合到一个设备(没有在图1中示出)。所述设备可被配置为提供传出数据131并接收传入数据133,参照图5和图6的进一步描述。安装柱106可被用于将所述无线光学收发器100机械的耦合到所述设备,无线光学收发器1〇〇通过所述连接器引脚108与该设备通信。

图5图示了特定的实施例,一对无线光学收发器501和511通过分布式光学信号507和517通信。例如,无线光学收发器501和511中的每一个都可为图4中的无线光学收发器400之一。所述无线光学收发器501和511可包括分别安装在所述无线光学收发器501和511两端的F-T0SA503和513以及F-R0SA505和515,参照图4所示。

在一个特定的实施例中,所述第一F-T0SA503和所述第一F-R0SA505、所述第二F-TOSA513和所述第二F-TOSA515之间的干扰可被减少,通过配置所述F-T0SA503和513传输不同的波长并配置所述F-ROSA505和515以接收不同波长的信号。例如,所述第一F-T0SA503可传输第一波长A并且所述第二F-T0SA513可被配置为传输第二波长A2A2与所述第一波长入1不同。另外的或替代的,所述球透镜的折射率可被选择以抑制干扰(参照图2所示)。另外的或替代的,所述F-T0SA503和513可从所述F-T0SA505和515垂直的分开以抑制干扰(参照如图3A所示)。

图8图示了环境的特定的实施例,其中多个第一无线光学收发器810-813通过多个分罔的弟一无线光学收发器830-833从弟一传输设备811到第二接收系统881通信数据,所述第二无线光学收发器830-833处于多输入多输出(“MIMO”)配置。所述多个第二无线光学收发器830-833也可通过所述多个第一无线光学收发器810-813从第二传输设备861到第一接收系统831通信数据。所述多个第一无线光学收发器810-813和所述多个分离的第二无线光学收发器83〇_833可包括一个或多于一个无线光学收发器1〇〇、2〇〇、300和400的特定的实施例,分别如参考图1A-1C、2、3A-3B和4所述的^每个所述无线光学收发器810-813和830-833可被放置以在预期的覆盖区域内传输和接收信号。例如,所述第一多个无线光学收发器810-813被不出具有覆盖区域820-823。所述覆盖区域820-823可被半功率角(half-powerangle)8¾定义,其对于每个无线光学收发器820-823都可以是相同的,如图8所示,或者基于操作环境或所述应用的性质,所述覆盖区域可为不同的形状,其中所述无线光学收发器可被使用在所述环境中或用于所述应用。

技术领域

图2是无线光学收发器200的第二实施例的侧视图。所述无线光学收发器200可包括卩18202、?-1'03々210、?-肋3々220、传输器控制器230和接收器控制器232。所述传输器控制器230和所述接收器控制器232可联合起来作为无线光学收发器200的控制器。所述传输器控制器230可通过连接器引脚208接收外传数据(图2中没有示出)。所述传输器控制器230可产生第一电子信号(图2中没有示出)以驱动所述光源212来调制第一光学信号(图2中没有示出)。所述接收器控制器232可接收由检测器222响应于接收第二光学信号(图2中没有示出)而产生的第二电子信号(图2中没有示出)。所述接收器控制器232可解调所述第二电子信号以产生传入数据(图2中没有示出)。所述传入数据可提供到所述连接器引脚208。

在特定的实施例中,所述无线光学收发器601和611是相配的一对。参照图6的方向,所述第一无线光学收发器601的F-T0SA603可被置于所述第一无线光学收发器601的右端623(从所述连接器引脚609处移走),而所述F-R0SA605被置于朝向所述第一无线光学收发器601的左端621(临近所述连接器引脚609)。所述第二无线光学收发器611的所述F-R0SA615可被置于所述第二无线光学收发器611的右端631(临近所述连接器引脚619)并与所述第一无线光学收发器601的F-T0SA603相对。所述第二无线光学收发器611的所述F-T0SA613可被置于所述第二无线光学收发器611的左端633(与所述连接器引脚619相对)并与所述第一无线光学收发器601的F-R0SA605相对。所述F-T0SA603和613、所述F-R0SA605和615的互补定位可减少无线光学收发器601和611之间交换的分布式光学信号607和617之间的相消干扰。

例如,图1A图示了无线光学收发器100的特定的实施例,其中F-T0SA110可垂直延伸到超过F-R0SA120位置的位置。所以,被所述光学传输器110传输的光学信号可不射到所述F-R0SA120。图2图示了无线光学收发器200的特定的实施例,其中F-T0SA210和F-R0SA220可垂直延伸到离所述无线光学收发器的相同位置。为了抑制干扰,所述F-T0SA210可传输波长与F-R0SA220配置接收的波长不同的光学信号。图3A描述了无线光学收发器300的特定的实施例,其中F-T0SA310可水平的与F-R0SA320分开。所述水平分离可抑制由F-T0SA310传输的光信号射到F-R0SA320。而且,参照图2的进一步描述,在无线光学收发器的任何一个特定的实施例中,在无线光学收发器中使用的球透镜的特性可被选择以抑制被F-T0SA传输的所述分布式光学信号射到所述F-R0SA。减小干扰的多个方法在图中被分别图示和描述,但是,在特定的实施例中,两个或两个以上此处描述的方法可被无线光学收发器一起应用。

具体实施方式

图1B图示了图1A中所述无线光学收发器100的特定的实施例的顶视图或俯视图。图1B图示了位于所述PWB102所述第一表面的所述F-T0SA110、所述F-R0SA120、所述传输器控制器130和所述接收器控制器132。所述图1B的顶视图也示出了所述安装柱106和所述连接器引脚108,其可被用于将所述无线光学收发器耦合到另一个设备。

图9是在交通工具上的无线光学通信方法900的特定的实施例的流程图。所述无线光学通信可使用无线光学收发器被提供,分别例如图1A-1C、2、3A-3B和4中的一个或多于一个所述无线光学收发器100、200、300和400。所述方法900可被执行,例如,被一对无线光学收发器,例如图5中的所述第一无线光学收发器501和所述第二无线光学收发器511执行。所述方法900可被在交通工具中执行,参照图7所示。

所述无线光学收发器400可被配置为遵守所述SFFMSA规范。为了遵守所述SFFMSA规范,所述无线光学收发器400可包括安装柱406和连接器引脚408,其比图1中的无线光学收发器1〇〇的所述安装柱106和链接器引脚108要长。所述更长的安装柱406和连接器引脚4〇8可为所述无线光学收发器400提供额外的安装间隙。所述额外的安装间隙可使得所述F-ROSA42〇能够安装在所述PWB4〇2的所述第二表面4〇5,所述安装柱和406和连接器引脚408从此处延伸。

所述第一支架118可支持所述第一球透镜116,这样第一球透镜116的第一表面101的第二部分117延伸超过所述第二球透镜126的第二表面103的第三部分125。从而F-T0SA110超越F-ROSA120产生的偏移可能会降低或抑制干扰。特定的,所述偏移可抑制由所述F-T0SA110产生的所述分布式第一光学信号119干扰由所述F-R0SA120接收的第二光学信号123。例如,所述第一支架118可定位在第一球透镜116的第一表面101的第二部分117以延伸偏移距离,超过所述第二球透镜126的第二表面103的的第三部分125,其中所述偏移距离被选择,使得所述分布式第一光学信号119可不射到所述第二球透镜126的第二表面103。在一个特定的实施例中,所述偏移距离可为所述第一球透镜116的直径142的至少一半。

如图6所示,所述第一F-T0SA603可垂直(在如图6所示的向下方向)延伸超过所述第一无线光学收发器601的所述第一F-ROSA605。所述第二无线光学收发器611的所述第二F-TOSA613可垂直的从所述第二无线光学收发器611延伸超过所述第二无线光学收发器611的所述第二F-R0SA615。在图6中,所述F-TOSA603和613延伸超过所述F-R0SA605和615的距离差距由偏移640表示。如之前参照图1A、4和5描述的,所述偏移610可抑制所述第一F-T0SA603和所述第一F-R0SA605之间的和所述第二F-TOSA613和所述所述第二F-ROSA615之间的干扰。例如,作为所述第一F-T0SA603和所述第一F-R0SA605之间的偏移640的结果,由所述F-TOSA603传输的分布式第一光学信号607可不射到所述第一无线光学收发器的所述F-ROSA605。类似的,作为所述第二F-T0SA613和所述第二F-ROSA615之间的偏移640的结果,由所述F-T0SA613传输的第二分布式光学信号617可不射到所述第二F-R0SA615。