專利名稱：用于自由空間光通信系統(tǒng)的集成型環(huán)境控制與管理系統(tǒng)的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及光通信，尤其涉及自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)。
2.相關(guān)技術(shù)的討論自由空間光通信系統(tǒng)應(yīng)用高功率激光源通過自由空間(大氣)發(fā)射調(diào)制的光束，這類系統(tǒng)能發(fā)射大量信息，可在復(fù)雜的聯(lián)網(wǎng)結(jié)構(gòu)中互連諸網(wǎng)段。
在自由空間光通信系統(tǒng)中，攜帶信息的激光束通常工作于紅外光譜范圍。不利的是，紅外光束通過大氣的散射與吸收系數(shù)相當(dāng)高，對發(fā)射的光有負(fù)面影響，損害了系統(tǒng)的有效性，在大氣中出現(xiàn)霧、汽、法或懸浮粒等小顆粒時尤其如此。
為克服這些和其它缺點(diǎn)，迫切希望以某種方式管理自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)，以避免環(huán)境/大氣對發(fā)射的光束可能產(chǎn)生的有害結(jié)果，因此要求有一種方法和/或系統(tǒng)來提供這種自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提出一種管理自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的方法，有利地滿足了上述要求和其它要求。該方法包括步驟在自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路傳播網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；在一條或多條自由空間光學(xué)鏈路中的至少一個附近監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件；并且根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個降到低于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，通過一替代通信路徑選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由。
在另一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種管理自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的方法。該方法包括步驟在自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路指揮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在一條或多條自由空間光學(xué)鏈路中的至少一條附近監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件；根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個降到低于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，嘗試調(diào)節(jié)一條或多條自由空間光學(xué)鏈路的傳輸功率與接收靈敏度之一或二者；并且在嘗試調(diào)節(jié)步驟失敗時通過替代通信路徑選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由。
在又一實(shí)施例中，本發(fā)明被表征為一管理自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括在自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的一條或多條自由空間光學(xué)鏈路中至少一條附近監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件的裝置，根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個降到低于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)而通過替代通信路徑選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由的裝置，以及根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個升到高于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)而在自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路再選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由的裝置。
在再一實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種管理自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的方法，包括步驟在自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路指揮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；在一條或多條自由空間光學(xué)鏈路中的至少一條附近監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件；根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個降到低于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，通過自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報警；根據(jù)報警通過替代通信路徑選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由；并且根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個升到高于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，在自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路再選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由。
在還有一個實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種管理自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)的方法，包括步驟在自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路指揮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；在一條或多條自由空間光學(xué)鏈路中至少一條附近監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件；根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個降到低于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，通過自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報警；根據(jù)報警對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)選一替代通信路徑；通過該替代通信路徑選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由；再評估該替代通信路徑選擇；并且根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個升到高于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，在自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路再選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由。
參照以下本發(fā)明的詳述和提出應(yīng)用本發(fā)明原理的一示例實(shí)施例的附圖，可更好地理解本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡介通過下面結(jié)合以下附圖提供的對本發(fā)明的具體描述，本發(fā)明的上述和其它方面、特征與優(yōu)點(diǎn)就更清楚了，其中

圖1是示出配備了按本發(fā)明一實(shí)施例制造的自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的自由空間光學(xué)通信網(wǎng)絡(luò)的示圖；圖2是表示按本發(fā)明一實(shí)施例制造的示例型自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的框圖；圖3是表示若干不同類型可供圖2的自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)使用的替代通信路徑的示圖；圖4是表示本發(fā)明一實(shí)施例的自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)一示例操作方法的流程圖；和圖5是表示本發(fā)明一實(shí)施例的示例替代通信路徑選擇方法的流程圖。
若干附圖都用相應(yīng)的標(biāo)號表示對應(yīng)的元件。
發(fā)明的詳細(xì)描述以下描述并無限制的意思，只是用來描述本發(fā)明的一般原理。本發(fā)明的范圍應(yīng)參照權(quán)項(xiàng)確定。
為在管理自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)時避免惡劣的氣候和其它困難的大氣條件的有害結(jié)果，就要求有一種方法來檢測已惡化到發(fā)射的射束可能受負(fù)面影響的大氣條件。檢測這種劣化的一種方法是在自由空間鏈路一端測量接收的信號功率，以便確定有無路徑衰減。但這種方法的一種復(fù)雜性在于難以確定接收功率的下降是氣候條件還是對準(zhǔn)問題抑或是系統(tǒng)與氣候影響無關(guān)的另一故障造成的，如與自由空間收發(fā)機(jī)之一的對準(zhǔn)問題也能降低接收的功率。
檢測大氣條件劣化的另一種方法是應(yīng)用可視度數(shù)據(jù)。具體而言，大氣中的小顆粒如霧、汽、塵或懸浮粒會影響可視度?？梢暥葦?shù)據(jù)可用來表征特定部署區(qū)內(nèi)自由空間光學(xué)鏈路的有效指數(shù)?？梢暥葦?shù)據(jù)由政府機(jī)構(gòu)長期收集，一般把飛機(jī)場用作地域上的參照點(diǎn)。遺憾的是，飛機(jī)場位置的可視度數(shù)據(jù)與市區(qū)或通常實(shí)際安裝自由空間光通信系統(tǒng)的商業(yè)園區(qū)的氣候條件有很大差異。在不靠近飛機(jī)場的地區(qū)，這些小氣候效應(yīng)使得用已知的可視度數(shù)據(jù)計算可靠有效指數(shù)的過程變得復(fù)雜起來。
參照圖1和2，圖示為一種自由空間光通信系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)100，配有按本發(fā)明一實(shí)施例制造的自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)102。網(wǎng)絡(luò)100包括若干裝在幾幢大樓106上的光學(xué)收發(fā)機(jī)104，用于通過若干自由空間鏈路108傳送光信號，自由空間鏈路108用于在高速無線光學(xué)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)連接多幢大樓106。網(wǎng)絡(luò)100一般應(yīng)用于都市區(qū)或校園類環(huán)境。
舉個例說，光學(xué)收發(fā)機(jī)104可以應(yīng)用諸方法或包括類型已在下列兩份美國專利申請中揭示的裝置，這些申請內(nèi)容通過引用完全包括在這里發(fā)明人HeimzWillebrand于1998年4月24日提交的題為“Terrestrial OpticalCommunication Network of Integrated Fiber and Free-Space Links whichRequires No Electro-Optical Conversion Between Links”的美國專利申請No.09/065，685和發(fā)明人Heinz Willebrand與Maha Achour于2000年1月13日提交的題為“Hybrid wireless Optical and Radio Frequency CommunicationLink”的美國專利申請No.09482,782。
通常，自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)102自動收集氣象數(shù)據(jù)，根據(jù)當(dāng)前的氣候條件管理自由空間光通信網(wǎng)100。管理系統(tǒng)102較佳地應(yīng)用在自動反饋與控制系統(tǒng)中部署區(qū)測量的實(shí)際大氣與環(huán)境條件來管理自由空間光學(xué)網(wǎng)100，該技術(shù)可考慮到小氣候效應(yīng)。在環(huán)境條件可能引起系統(tǒng)損失時，通過使用替代的或冗余的發(fā)送路徑110，管理系統(tǒng)102顯著提高了全網(wǎng)100的有效性，這就改善了網(wǎng)100有效性的可預(yù)測性。
為使管理系統(tǒng)102應(yīng)用在部署區(qū)測量的實(shí)際大氣或環(huán)境條件，在一條或多條自由空間鏈路108附近安裝了一臺或多臺環(huán)境條件測量儀112，如在大樓106之一，最好在網(wǎng)100中心或附近的大樓上安裝環(huán)境條件測量儀112。環(huán)境條件測量儀112可以包括任一類測量任一種大氣、環(huán)境、氣象或氣候條件的儀表或傳感器，如可以包括測量可視度數(shù)據(jù)的視度計、測量風(fēng)速和/和風(fēng)的氣象傳感器、壓力計、溫度傳感器等。在小氣候效應(yīng)強(qiáng)烈的環(huán)境中，可以使用多臺環(huán)境條件測量儀并通過管理系統(tǒng)102聯(lián)網(wǎng)，以提高全網(wǎng)100的有效性。
一臺或多臺環(huán)境條件測量儀112收集對應(yīng)于部署區(qū)內(nèi)所選大氣或環(huán)境條件的測量數(shù)據(jù)，并且最好向網(wǎng)100提供這種測量數(shù)據(jù)。這種方法可從遠(yuǎn)地查詢環(huán)境條件測量儀112收集的氣象信息，因而通過向網(wǎng)100提供測量數(shù)據(jù)，可使測量數(shù)據(jù)“聯(lián)線”使用。舉個例說，環(huán)境條件測量儀112可通過RS232等標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)連接或以太網(wǎng)耦合至微控制器114，后者最好通過網(wǎng)監(jiān)管接口116與主網(wǎng)接口118耦合至網(wǎng)100，而主網(wǎng)接口118用于在自由空間光通信網(wǎng)100與替代(或冗余)通信路徑110之間發(fā)送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
替代通信路徑110包括多種不同的通信路徑，如它可以包括一獨(dú)立的無線系統(tǒng)，諸如射頻(RF)或微波系統(tǒng)、基于光纖的系統(tǒng)、基于有線的系統(tǒng)、租用線路等。替代通信路徑110最好包括一類與麻煩的環(huán)境條件無關(guān)的通信路徑，即不受同一環(huán)境或氣象條件影響的通信路徑。在不受同樣環(huán)境條件影響的某一不同的地理位置，該替代通信路徑110甚至包括一條不同的自由空間鏈路。
圖3示出幾例可以使用的不同種類的替代通信路徑。該例假設(shè)最初在大樓202與204之間通過自由空間鏈路200用光學(xué)收發(fā)機(jī)206、208傳送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，若環(huán)境條件測量儀如視度計210指出可視度已劣化到自由空間鏈路200的操作可能處于危險中，則管理系統(tǒng)102最終可確定應(yīng)通過替代通信路徑選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由。
一條這種替代通信路徑可以是RF通信路徑212。舉例說，可用分別裝在光學(xué)收發(fā)機(jī)206、208上的RF收發(fā)機(jī)214、216構(gòu)成RF通信路徑212。再舉一例，RF通信路徑212可用上述美國專利申請No.09/482,782所述類型的裝置建立。另一條此類替代通信路徑可用敷設(shè)于大樓202與204之間的有線電纜218建立。同樣地，若大樓202與204之間設(shè)有光纖纜線，也可用作替代通信路徑。
該替代通信路徑還可運(yùn)用不同的通信模式和/或以間接方式排列目的地，如網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)可通過光纖纜線220從大樓202發(fā)送到大樓222，由此可將網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過自由空間鏈路224發(fā)送到大樓226，再通過另一條自由空間鏈路228發(fā)送到目的地大樓204。若自由空間鏈路224、228不受影響自由空間鏈路200的同一小氣候的影響，也可以使用，因?yàn)榇藭r視度計210裝在離大樓204、222、226達(dá)2英里以上的大樓202上。為了更精密地指示不利環(huán)境條件的位置，可在一幢或多幢其它大樓204、222、226上安裝另外的視度計。若大樓222、226、204之間有光纖纜線、有線電纜、RF通信路徑若某種其它通信路徑，則可用一種或多種此類通信模式代替自由空間鏈路224、228構(gòu)成該替代通信路徑。
參照圖4，圖示為本發(fā)明一實(shí)施例的自由空間光學(xué)網(wǎng)管理系統(tǒng)102(圖2)的示例操作法300。實(shí)施方法300的監(jiān)視設(shè)施可以是標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)管理軟件程序，如簡單的網(wǎng)管理協(xié)議(SNMP)，或是基于硬件的管理設(shè)施/系統(tǒng)。如步驟302所示，一般先通過光學(xué)路徑即一條或多條自由空間鏈路傳送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。如步驟304所示，例如通過設(shè)定某個變量或標(biāo)志，諸如通信路徑(CP)＝光學(xué)(OP)，管理系統(tǒng)102就能跟蹤當(dāng)前在使用該光學(xué)路徑還是某條替代路徑。
在通過光學(xué)路徑(即自由空間鏈路)或替代通信路徑傳送網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的同時，管理系統(tǒng)102監(jiān)視或觀察著至少一條自由空間鏈路附近的一個或多個環(huán)境條件，如步驟306所示。這種條件的測量結(jié)果由最好位于至少一條自由空間鏈路附近的一臺或多臺環(huán)境條件測量儀獲取。在網(wǎng)100中，諸環(huán)境條件測量儀產(chǎn)生的數(shù)據(jù)以聯(lián)線方式提供。作為步驟306的一部分監(jiān)視功能，微控制器114較佳地查詢諸環(huán)境條件測量儀，并把與氣象相關(guān)的信息存入存儲器。若對應(yīng)于所選一個環(huán)境條件的測量數(shù)據(jù)降到低于預(yù)定水平，微控制器114就向監(jiān)視設(shè)施發(fā)出報警(或閘門)，例如若可視度達(dá)到某一預(yù)定最小值，就會產(chǎn)生報警。在以后討論中，假定把視度計用作環(huán)境條件測定儀，但應(yīng)理解，也可像上述那樣使用其它類別的儀器與儀表。
步驟308示出了測量數(shù)據(jù)與預(yù)定水平的比較，該步驟確定視度計測量的可視度是否高于最小水平。若可視度不高于最小水平，就產(chǎn)生報警(或閘門)。當(dāng)監(jiān)視設(shè)施接收報警時，管理系統(tǒng)102首先查驗(yàn)是否在當(dāng)前把光學(xué)(自由空間)路徑用作網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的通信路徑，如步驟310所示。若是這樣，則管理系統(tǒng)102采取一定措施防止通信鏈路故障。
在本發(fā)明一實(shí)施例中，一種措施是設(shè)法增大一條或多條自由空間光通信鏈路的傳輸功率或接收靈敏度，以便改善鏈路預(yù)算。增大激光發(fā)射機(jī)功率和/或提高激光接收機(jī)靈敏度，是一種可用來減少通信鏈路因不利氣象條件引起的潛在損失的方法。因此在步驟312，管理系統(tǒng)102查驗(yàn)該自由空間系統(tǒng)是否甚至具有這種自動功控功能，若有，則管理系統(tǒng)102在步驟314檢查能否調(diào)節(jié)功率電平。具體地說，因?yàn)樵撓到y(tǒng)早已達(dá)到其發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)的極限，所以不可作這一功率調(diào)節(jié)。如果能調(diào)節(jié)功率電平或接收靈敏度，便在步驟316作這種調(diào)節(jié)，控制返回監(jiān)視步驟306。
若自由空間系統(tǒng)不具備自動功控功能，或無法調(diào)節(jié)功率電平與接收靈敏度，則通過替代通信路徑發(fā)送或再傳送網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。管理系統(tǒng)102在步驟318執(zhí)行替代通信路徑選擇方法，下面詳述一示例型式。在步驟320，通過選擇的替代通信路徑發(fā)送或再傳送網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。在步驟322，把標(biāo)志CP定為ALTn，其中n指選擇的替代通信路徑。然后在步驟306，繼續(xù)監(jiān)視可視度數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明另一實(shí)施例中，管理系統(tǒng)102采取的措施是立即切換到替代通信路徑，并不執(zhí)行預(yù)先的功率或靈敏度調(diào)節(jié)，因而在該例中，取消了步驟312、314和316，對步驟310回答“是”，就將控制直接傳到步驟318。
在作了功率調(diào)節(jié)或激勵了替代通信路徑后，管理系統(tǒng)102在步驟306繼續(xù)監(jiān)視環(huán)境條件。若視度計(或其它環(huán)境條件測定儀)收集的測量數(shù)據(jù)指出環(huán)境條件回到自由空間光學(xué)網(wǎng)100能正常工作的水平，微控制器就通知監(jiān)視設(shè)施。這樣，若在步驟308斷定可視度高于最小水平，就發(fā)出這種通知。若是這樣，則管理系統(tǒng)102在步驟324查驗(yàn)該光學(xué)(自由空間)路徑當(dāng)前是否被用作網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的通信路徑。若CP＝ALTn，就在當(dāng)前用替代通信路徑取代該光學(xué)(自由空間)路徑。此時，管理系統(tǒng)102再激勵該光學(xué)路徑，并通過自由空間鏈路再選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由，如步驟326所示。在步驟328，為指明該光學(xué)路徑當(dāng)前被用作通信路徑，把標(biāo)志CP定為OPT。
在步驟324，若管理系統(tǒng)102斷定CP＝OPT，表明當(dāng)前把光學(xué)(自由空間)路徑用作通信路徑，則不要求改變該通信路徑，因?yàn)椴襟E308已確定可視度高于最小水平。盡管不要求改變通信路徑，但可能希望調(diào)節(jié)自由空間鏈路的功率電平或靈敏度。具體而言，若由于可視度先前低于最小水平而已在步驟316調(diào)節(jié)過功率電平或靈敏度，那么一旦可視度升回高于最小水平，則希望再調(diào)節(jié)功率電平或靈敏度。這種調(diào)節(jié)可在步驟330進(jìn)行。再者，在從替代路徑切換回光學(xué)路徑后，希望作這種調(diào)節(jié)，因而控制從步驟328傳到330。但應(yīng)理解，步驟330是本發(fā)明的選用特征。
在通過替代通信路徑發(fā)送網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)時，可能希望重新評估替代通信路徑的選擇。因此在步驟308與310，若斷定可視度繼續(xù)低于最小水平而且替代通信路徑早已用于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，則可在步驟332重新評估該特寫替代通信路徑的選擇。鑒于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)率要求變化、可視度低下或其它惡劣氣象條件的持續(xù)時間、與當(dāng)前替代通信路徑有關(guān)的費(fèi)用等因素，希望作這種重新評估。舉例來說，重新評估步驟332使用的方法可能與替代路徑選用法318相似或相同。
參照圖5，圖示為本發(fā)明一實(shí)施例的示例替代通信路徑選用法318。方法318在步驟400開始。在步驟402，管理系統(tǒng)102判斷到目的地是否有任何其它自由空間鏈路。若有，管理系統(tǒng)102就在步驟404查驗(yàn)這些其它自由空間鏈路當(dāng)前是否都在工作，例如由于惡劣的氣象條件或其它技術(shù)問題，這些其它自由空間鏈正不在工作。假定這些其它自由空間鏈路全在工作，從而可對目的地形成完整的路徑。則在步驟406把它們選作替代路徑。方法318在步驟408結(jié)束，控制傳到步驟320(圖4)。
若對目的地設(shè)有其它自由空間鏈路，或它們不全在工作，控制就傳到步驟410。在步驟410，管理系統(tǒng)102判斷有效的替代路徑是否多于一條。若不多于一條，在步驟412選擇該唯一有效的替代路徑。若有一條以上的有效替代路徑，則管理系統(tǒng)102在步驟414判斷是否要求高數(shù)據(jù)率。例如，若不要求高數(shù)據(jù)率，可在步驟416把射頻(RF)路徑選作替代路徑；若要求高數(shù)據(jù)率，則在步驟418將光纖纜線、有線或高速RF路徑選作替代路徑。較佳地，選擇最廉價的替代路徑。在有些實(shí)施例中，高速RF路徑比有線路徑具有更高的數(shù)據(jù)率。
上面提到，環(huán)境條件測量儀產(chǎn)生的數(shù)據(jù)在網(wǎng)100內(nèi)以聯(lián)線方式提供。若把自由空間光通信網(wǎng)100耦合至其它網(wǎng)如因特網(wǎng)，則世界上幾乎任何地方都可查詢環(huán)境條件數(shù)據(jù)，如可視度數(shù)據(jù)，這樣可以保存或從遠(yuǎn)地控制該自由空間光學(xué)網(wǎng)管理系統(tǒng)102。在本發(fā)明諸替代實(shí)施例中，可用一個遠(yuǎn)地管理系統(tǒng)102管理/控制或許位于一國或多國的許多不同的自由空間光通信網(wǎng)。
因此，本文描述的自由空間光學(xué)網(wǎng)管理系統(tǒng)與方法，可利用環(huán)境、大氣和/或氣象條件如可視度數(shù)據(jù)來積極地管理/控制自由空間光學(xué)鏈路的性能。諸環(huán)境條件測量儀可在自由空間光學(xué)網(wǎng)內(nèi)用來積極地監(jiān)視該系統(tǒng)，并在該系統(tǒng)內(nèi)作功率調(diào)節(jié)和/或切換到替代或冗余的聯(lián)網(wǎng)路徑。環(huán)境信息可以聯(lián)線提供，而網(wǎng)管理系統(tǒng)可運(yùn)用聯(lián)線環(huán)境信息從遠(yuǎn)地管理一個或多個自由空間光通信系統(tǒng)。
盡管已借助諸特寫實(shí)施例及其應(yīng)用程序描述了本文揭示的本發(fā)明，但在不違背權(quán)項(xiàng)所提出的發(fā)明范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對本發(fā)明作出各種修改與變動。
權(quán)利要求
1.一種管理自由空間光學(xué)網(wǎng)的方法，其特征在于，它包括下述步驟在所述自由空間光學(xué)網(wǎng)內(nèi)，通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路，指揮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；在一條或多條自由空間光學(xué)鏈路中的至少一條附近監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件；和根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個降到低于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，通過替代的通信路徑，選擇所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述替代通信路徑包括不受所述一個或多個環(huán)境條件中至少一個的影響的通信路徑。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述替代通信路徑包括一種以上的通信模式。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述替代通信路徑包括射頻(RF)通信路徑。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述替代通信路徑包括光纖通信路徑。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述替代通信路徑包括有線通信路徑。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述替代通信路徑包括不受一個或多個環(huán)境條件中至少一個影響的自由空間光學(xué)鏈路。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，它還包括下述步驟根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個上升到高于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，在自由空間光學(xué)網(wǎng)內(nèi)，通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路，選擇所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件的步驟包括下述步驟用位于一條或多條自由空間光學(xué)鏈路中至少一條附近的儀表，收集指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個的數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述儀表與所述自由空間光學(xué)網(wǎng)耦合，而且其中，監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件的步驟還包括下述步驟在自由空間光學(xué)網(wǎng)內(nèi)查詢該儀表。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件的步驟還包括下述步驟把指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個的數(shù)據(jù)存入存儲器。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件的步驟還包括下述步驟將指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個的數(shù)據(jù)與一預(yù)定水平作比較。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件的步驟還包括下述步驟根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個降到低于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，通過自由空間光學(xué)網(wǎng)發(fā)送報警。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述報警，執(zhí)行通過替代通信路徑選擇所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由的步驟。
15.一種管理自由空間光學(xué)網(wǎng)的方法，其特征在于，它包括下述步驟在自由空間光學(xué)網(wǎng)內(nèi)，通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路，指揮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；在一條或多條自由空間光學(xué)鏈路中至少一條附近，監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件；根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個降到低于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，嘗嘗試調(diào)節(jié)節(jié)一條或多條自由空間光學(xué)鏈路的傳輸功率和接收靈敏度之一或二者；和根據(jù)嘗嘗試調(diào)節(jié)節(jié)步驟失敗，通過替代通信路徑，選擇所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述替代通信路徑包括不受一個或多個環(huán)境條件中至少一個影響的通信路徑。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述替代通信路徑包括一種以上的通信模式。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述替代通信路徑包括射頻(RF)通信路徑。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述替代通信路徑包括光纖通信路徑。
20.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述替代通信路徑包括有線通信路徑。
21.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述替代通信路徑包括不受一個或多個環(huán)境條件中至少一個影響的自由空間光學(xué)鏈路。
22.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，它還包括下述步驟根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個上升到高于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，在所述自由空間光學(xué)網(wǎng)內(nèi)，通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路，選擇所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。
23.一種管理自由空間光學(xué)網(wǎng)的系統(tǒng)，其特征在于，它包括在所述自由空間光學(xué)網(wǎng)內(nèi)的一條或多條自由空間光學(xué)鏈路中至少一條附近，用于監(jiān)視一個或或多個環(huán)境條件的裝置；根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個降到低于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，在替代的通信路徑上，選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的裝置；以及根據(jù)在指示一個或多個上升到所述預(yù)定水平以上的環(huán)境條件中的至少一個的數(shù)據(jù)，用于在自由空間光學(xué)網(wǎng)絡(luò)中，通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路，選擇所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的裝置。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述替代通信路徑包括不受一個或多個環(huán)境條件中至少一個影響的通信路徑。
25.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述替代通信路徑包括一種以上的通信模式。
26.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)視裝置包括位于一條或多條自由空間光學(xué)鏈路中至少一條附近的一臺或多臺環(huán)境條件測量儀。
27.一種管理自由空間光學(xué)網(wǎng)的方法，其特征在于，它包括下述步驟在自由空間光學(xué)網(wǎng)內(nèi)，通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路，指揮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；在一條或多條自由空間光學(xué)鏈路中至少一條附近，監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件；根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個降到低于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，通過所述自由空間光學(xué)網(wǎng)，發(fā)送報警；根據(jù)所述報警，通過替代通信路徑，選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由；和根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個上升到高于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，在自由空間光學(xué)網(wǎng)內(nèi)，通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路，選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由。
28.如權(quán)利要求27所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述替代通信路徑包括一種以上的通信模式。
29.一種管理自由空間光學(xué)網(wǎng)的方法，其特征在于，它包括下述步驟在自由空間光學(xué)網(wǎng)內(nèi)，通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路，指揮網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；在一條或多條自由空間光學(xué)鏈路中至少一條附近，監(jiān)視一個或多個環(huán)境條件；根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個降到低于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，通過自由空間光學(xué)網(wǎng)，發(fā)送報警；根據(jù)所述報警，對所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，選擇替代通信路徑；通過所述替代通信路徑，選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由；重新評估所述替代通信路徑選擇；和根據(jù)指示一個或多個環(huán)境條件中至少一個上升到高于預(yù)定水平的數(shù)據(jù)，在所述自由空間光學(xué)網(wǎng)內(nèi)，通過一條或多條自由空間光學(xué)鏈路，選擇所述網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由。
30.如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述替代通信路徑包括一種以上的通信模式。
全文摘要
管理自由空間光學(xué)網(wǎng)的方法，包括在網(wǎng)內(nèi)一條或多條自由空間光學(xué)鏈路(104)附近監(jiān)視環(huán)境與氣象條件。數(shù)據(jù)由視度計等環(huán)境條件測量儀(112)采集，并用于評估大氣條件是否劣化到一條或多條自由空間鏈路(104)的工作可能處于危險中的程度。若來自環(huán)境條件測量儀(112)的數(shù)據(jù)降到低于預(yù)定水平，就通過替代通信路徑選擇網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的路由，而該替代通信路徑可以包括射頻(RF)路徑(200)、光纖纜線(220)、有線電纜(218)或其它自由空間鏈路(224，228)。
文檔編號H04B10/10GK1516932SQ02811930
公開日2004年7月28日 申請日期2002年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月16日
發(fā)明者H·韋勒布蘭德, H 韋勒布蘭德 申請人:光點(diǎn)通訊有限公司