光學信號發送器和使用該發送器的光學無線通信網絡的製作方法
2023-09-27 05:27:30 1
專利名稱：光學信號發送器和使用該發送器的光學無線通信網絡的製作方法
技術領域：
本發明涉及光學無線通信，更具體地講，涉及一種能夠通過經由自由空間發送和接收光學信號來進行數據通信的光學發送器/接收器。
背景技術：
通常，在建築物中構建能夠進行光學無線通信的光學無線通信LAN(區域網)有如下三種方式第一種，LOS(視距)通信，需要基站(BS)與終端(TE)之間的視距狀態，以便基站直接將光學信號發送到所述終端；第二種，NLOS(非視距)通信，其中，基站將光學信號朝向牆壁和天花板發送，從而光信號可被它們向接收終端反射；以及第三種，混合通信，組合LOS和NLOS方法，其中，基站將部分光學信號向牆壁和天花板發送以反射，並將部分光學信號直接發送到接收終端。
圖1示意性地示出使用第一種傳統LOS通信的傳統的光學無線LAN。安裝在建築物150a中的光學無線LAN100a包括具有光學信號發送器TX120a的基站BS110a以及具有光學信號接收器RX130a的終端TE140a。儘管沒有示出，但是基站110a連接到包括高速通信網絡(例如，乙太網)的外部通信線路。光學信號發送器120a直接將經過數據調製的光學信號通過自由空間發送到光學信號接收器130a，其中，該自由空間提供光學信號發送器120a與光學信號接收器130a之間的LOS通信。在基站110a也包括光學信號接收器並且終端140a包括光學信號發送器(未示出)的條件下，該LOS通信能夠進行雙向高速數據交換。然而，這種配置存在這樣的缺點在通信路徑之內穿越或移動的物體可破壞LOS連通性。因此，LOS方法為了光學效率優選地使用具有小發散角的光學信號發送器。
圖2示意性地示出使用傳統的NLOS通信方法的第二種傳統光學無線LAN。在此情況下，安裝在建築物150b中的光學無線LAN100b包括具有光學信號發送器TX120b的基站BS110b以及具有光學信號接收器RX140b的終端TE130b。儘管未示出，但是基站110b連接到外部通信線路。在這種情況下，在光學信號發送器120b和光學信號接收器140b之間沒有建立視距通信。相反，從光學信號發送器120b通過建築物150b的牆壁和天花板對光學信號的反射將經過數據調製的光學信號發送到光學信號接收器RX140b。當光學信號從光學信號發送器120b經過各種路徑傳播到光學信號接收器140b時，光學信號接收器140b需要大受光角(acceptance angle)的聚光透鏡142，以提高光學信號的功率。這種NLOS通信方法是有利的，因為它最小化由於障礙物造成的陰影效應。此外，因為牆壁和天花板可提供接近Lambertian表面的理想的散射表面，所以根據牆壁或天花板的整體發散角，可認為每單位立體角的散射光學信號的功率一致。然而，NLOS通信造成光學信號被散射為多個光學信號分量，所述多個光學信號分量的每個具有在不同時間到達光學信號接收器的非常不同的路徑(即，具有相同的起始點但到達接收器的時間不同)。此外，多個信號路徑增加了造成接收的信號導致通信速度的下降的符號間幹擾(ISI)。為了NLOS通信的光學效率，希望使用大發散角的光學信號發送器和大受光角的光學信號接收器。
圖3示意性地示出使用第三種傳統混合通信的另一傳統的光學無線LAN。安裝在建築物150c中的光學無線LAN100c包括具有光學信號發送器TX120c的基站BS110c以及具有光學信號接收器RX140c的終端TE130c。儘管未示出，但是基站110c連接到外部通信線路。在此情況下，發送器TX120c朝光學信號接收器140c和建築物150c的牆壁發送經過數據調製的光學信號。因此，一部分光學信號通過自由空間直接傳播到光學信號接收器140c，另一部分被牆壁反射然後被輸送到光學信號接收器140c。這也導致來自光學信號發送器120c的光學信號被散射為通過不同路逕到達光學信號接收器140c的光學信號分量，因此希望光學信號接收器140c使用具有大受光角的聚光透鏡144，以增強接收的光學信號的功率。這種混合通信也導致像NLOS通信中一樣的ISI以及通信速度的下降。
NLOS通信具有如下缺點第一，當天花板和牆壁的位置以及建築物的內部空間隨著天花板的高度和面積改變時，除了根據給定的建築物環境定製服務外，很難提供標準化的光學無線通信服務。因此，現場工程師的作用是重要的，這導致了安裝成本的增加，並且標準化光學無線通信服務的困難增加了光學信號發送器和接收器的生產成本。
第二，因為每個都具有大的路徑差異的散射光學信號分量被傳輸到光學信號接收器，因此ISI限制了通信速度。
第三，光學信號發送器必須具有高功率輸出，以補償由光學信號的散射造成的低功率，從而再次增加生產成本。此外，必須非常小心，以保護眼睛遠離散射的光學信號。
第四，僅考慮了用於將光學信號從基站發送到終端的下行鏈路。因為為了保護眼睛的原因不希望為終端配備具有大功率輸出的光學發送器，因此幾乎不可能考慮用於將光學信號從終端發送到基站的上行鏈路。
發明內容
本發明提供一種不受建築物的內部環境影響的為了穩定操作具有最小化的ISI的要求低輸出功率的光學信號發送器，以及一種使用該發送器的光學無線通信網絡。
根據本發明的一方面，在連接通過劃分局部通信區域而定義的多個通信小區在每個通信小區中能夠進行光學無線通信的光學無線通信網絡中，在每個通信小區中安裝用於使用經過數據調製的光學信號照射所述小區的光學信號發送器，以執行向位於該小區的終端的數據傳輸，所述發送器包括光學信號源，用於輸出所述經過數據調製的光學信號；和光學信號散射器，具有面對所述光學信號源的輸出端的凹形內表面，以散射並反射所述經過數據調製的光學信號以照射所述小區。
根據本發明的另一方面，在連接通過劃分局部通信區域而定義的多個通信小區在每個通信小區中能夠進行光學無線通信的光學無線通信網絡中，在每個通信小區中安裝用於使用經過數據調製的光學信號照射所述小區的光學信號發送器，以執行向位於該小區的終端的數據傳輸，所述光學信號發送器包括光學信號源，用於輸出所述經過數據調製的光學信號；光學信號散射器，用於散射、反射部分所述經過數據調製的光學信號，並散射和透射剩餘部分的經過數據調製的光學信號；和凹面鏡，具有面向所述光學信號散射器的凹形內表面，以將由所述光學信號散射器散射的經過數據調製的光學信號向著所述小區反射。
根據本發明的另一方面，在連接通過劃分局部通信區域而定義的多個通信小區在每個通信小區中能夠進行光學無線通信的光學無線通信網絡中，在每個通信小區中安裝用於使用經過數據調製的光學信號照射所述小區的光學信號發送器，以執行向位於該小區的終端的數據傳輸，所述發送器包括光學信號源，用於輸出所述經過數據調製的光學信號；和凸面鏡，具有面向所述光學信號源的輸出端的凸的下表面以及與所述下表面相對的上表面，其中，所述凸的下表面具有沉積在其上的反射層，所述反射層用於將從由所述光學信號源輸出的所述經過數據調製的光學信號向所述小區反射並發散。
根據本發明的另一方面，一種連接通過劃分局部通信區域定義的多個通信小區以在每個通信小區中能夠進行光學無線通信的光學無線通信網絡，所述光學無線通信網絡包括用於使用經過數據調製的光學信號照射小區的安裝在每個通信小區中的光學信號發送器，以執行向位於該小區的終端的數據傳輸，其中，所述光學信號發送器包括光學信號源，用於輸出所述經過數據調製的光學信號；和光學信號散射器，具有面向所述光學信號源的輸出端的凹形內表面，以用於散射和反射所述經過數據調製的光學信號照射所述小區。
根據本發明的另一方面，一種連接通過劃分局部通信區域定義的多個通信小區以在每個通信小區中能夠進行光學無線通信的光學無線通信網絡，所述光學無線通信網絡包括用於使用經過數據調製的光學信號照射小區的安裝在每個通信小區中的光學信號發送器，以執行向位於該小區的終端的數據傳輸，其中，所述光學信號發送器包括光學信號源，用於輸出所述經過數據調製的光學信號；光學信號散射器，用於散射和反射部分所述經過數據調製的光學信號，並散射和透射經過數據調製的光學信號的剩餘部分；和凹面鏡，具面向所述光學信號散射器的凹形內表面，以將由所述光學信號散射器散射的經過數據調製的光學信號向所述小區反射。
根據本發明的另一方面，一種連接通過劃分局部通信區域定義的多個通信小區以在每個通信小區中能夠進行光學無線通信的光學無線通信網絡，所述光學無線通信網絡包括用於使用下行的經過數據調製的光學信號照射小區的安裝在每個通信小區中的光學信號收發器，以執行向位於該小區的終端的數據傳輸，其中，所述光學信號收發器包括光學信號源，用於輸出下行的經過數據調製的光學信號，和凸面鏡，具有面向所述光學信號源的輸出端的凸的下表面以及與所述下表面相對的凸的上表面，所述凸的下表面具有沉積在其上的反射層，所述反射層用於將由所述光學信號源輸出的所述下行的經過數據調製的光學信號向所述小區反射和發散，並用於透射和會聚入射其上的上行光學信號。
通過下面結合附圖進行的詳細描述，本發明的上述特點和優點將會變得更加清楚，其中圖1是示出使用傳統的LOS通信方法的傳統的光學無線LAN的示意圖；圖2是示出使用傳統的NLOS通信方法的另一傳統的光學無線LAN的示意圖；圖3是示出使用傳統的混合通信方法的另一傳統光學無線LAN的示意圖；圖4到圖6是示出根據本發明的各種光學信號散射器的示意圖；圖7是示出根據本發明的第一實施例的基站的示意圖；圖8是示出根據本發明的第二實施例的基站的示意圖；圖9是示出根據本發明的第三實施例的基站的示意圖；圖10是示出根據本發明的第四實施例的基站的示意圖；圖11是示出根據本發明的第五實施例的基站的示意圖；圖12是示出根據本發明的第六實施例的基站的示意圖；圖13是示出根據本發明的第七實施例的基站的示意圖；以及圖14A和圖14B是示出根據本發明的第八實施例的基站的示意圖。
具體實施例方式
下面將在這裡參照附圖描述本發明的示例性實施例。在附圖中，即使相同或相似的元件示出在不同的附圖中，它們也有相同的附圖標號表示。為了清楚和簡明的目的，不詳細描述已知功能或結構，因為這些細節將在不必要的細節模糊本發明。
為了在具有它們各自的基站的每個通信小區中能夠進行光學無線通信，本發明的光學無線通信網絡連接通過劃分局部通信區域而定義的多個通信小區。為了選擇性照射相應的小區，每個基站至少包括具有方向性的光學信號發送器。本發明的光學信號發送器都具有方向性，並且被分為與使用的如圖4到圖6所示的光學信號散射器(diffuser)的類型有關的多個類型。
參照圖4，示出具有平行的上表面221a和下表面222a的透射型光學信號散射器220a。散射器220a的上表面221a面對光學信號源210a的輸出端，以便被光學信號源210a產生的光學信號照射。散射器220a散射穿過上表面221a和下表面222a的光學信號。散射器220a可以是具有高透射率和與Lambert表面相似的散射特性並且具有調整散射角的優點的全息散射器。這樣的全息散射器可通過根據小區的大小設置合適的散射角來均勻地照射該小區。
參照圖5，示出具有平行的上表面221b和下表面222b的反射型散射器220b。散射器220b的上表面221b面對光學信號源210b的輸出端，以便被光學信號源210b產生的光學信號照射。散射器220b散射並反射回入射到上表面221b上的光學信號。
參照圖6，示出具有平行的上表面221c和下表面222c的透射/反射型散射器。照射到上表面221c上的來自光學信號源210c的光學信號被散射，部分被反射回去並且部分被透射。可使用毛玻璃(ground glass)或乳色玻璃(opalglass)製造該散射器。
參照圖7，示出根據本發明的第一實施例的基站。基站BS310使用用於用經過數據調製的光學信號照射小區350的光學信號發送器320來執行給定區域或小區350之內的光學無線通信。光學信號發送器320包括光學信號源330和光學信號散射器340。
可使用雷射二極體(LD)、發光二極體(LED)、光纖等製造用於輸出預定波長的經過數據調製的光學信號的光學信號源330。光纖用於將光學信號從一端發送到另一端。為此，可在光纖的一端連接單獨的光源。在光學無線通信中使用的光的波長通常在紅外線區域(即，等於或大於650nm)，但也可在可見光區域。
光學信號散射器340包括具有中空的半球形凹形內側341和開口端的主體342以及從主體的開口端延伸出的中空圓筒形套筒(sleeve)344。半球形凹形內表面可具有各種形狀，例如，雙曲線形、橢圓形以及稜角表面。光學信號源330以其光產生輸出端面對散射器340的凹形內側341的形式被安裝在散射器340的內部。從光學信號源330輸出的光學信號被引導向作為凹面鏡的散射器340的凹形內側，從而所述光學信號被散射並被反射回朝向小區350的套筒344的開口346。
參照圖8，示出在小區460a之內執行光學無線通信的基站BS410a的第二實施例。基站BS410a包括用於使用經過數據調製的光學信號照射小區460a的光學信號發送器420a。光學信號發送器420a包括光學信號源430a、光學信號散射器440a以及凹面鏡450a。經過數據調製的光學信號具有預定的波長。
在這個示出的情況下，散射器440a是具有平行的上表面441a和下表面442a的透射/反射型散射器。散射器440a以其上表面441a面向凹面鏡450a的內側451a的方式被布置在凹面鏡450a的內部。散射器440a被安置在凹面鏡450a和光學信號源430a的光產生輸出端之間，以便源430a的光產生輸出端430a面向散射器440a的下表面442a。光學信號源430a照射的散射器440a的下表面442a，該下表面442a散射光學信號，並且部分地將散射的光反射回，部分地透射散射光。
可從一組形狀(例如，半球形、圓形、雙曲線形、橢圓形以及稜角形(angular))選擇凹面鏡450a的凹形內表面451a。通過凹面鏡450a的開口452a輸出由散射器440a散射的部分光學信號，照射到凹面鏡450a的凹形內表面451a上的剩餘部分通過開口452a朝向小區460a反射。
圖9示出用於在小區460b之內執行光學無線通信的基站BS410b的第三實施例。基站410b包括用於使用經過數據調製的光學信號照射小區460b的光學信號發送器420b。光學信號發送器420b包括光學信號源430b、光學信號散射器440b以及凹面鏡450b。經過數據調製的光學信號具有預定的波長。
散射器440b是具有平行的上表面441b和下表面442b的透射/反射型散射器，並且散射器440b以其上表面441b面向凹面鏡450b的凹形內表面451b的方式被布置在凹面鏡450b的內部。光學信號源430b被布置在散射器440b的上表面441b和凹面鏡450b的內側之間，以便使用光學信號照射散射器440b的上表面441b，該上表面441b散射，並且部分地反射部分地透射光學信號。
凹面鏡450b的凹形內表面451b可具有各種形狀，例如，雙曲線形、橢圓形以及稜角形。通過凹面鏡450b的開口452b輸出由散射器440b散射的部分光學信號，剩餘部分照射到凹面鏡450b的凹形內表面451b上，所述凹形內表面451b朝向小區460b通過開口452b反射回光學信號。
圖10示出用於在小區460c之內執行光學無線通信的基站BS410c的第四實施例，所述基站BS410c包括用於使用經過數據調製的光學信號照射小區460c的光學信號發送器420c。光學信號發送器420c包括光學信號源430c、光學信號散射器440c以及凹面鏡450c。經過數據調製的光學信號具有預定的波長。
散射器440c是具有平行的上表面441c和下表面442c的透射/反射型散射器，並且散射器440c以其上表面441c面向凹面鏡450c的凹形內表面451c的方式被布置在凹面鏡450c的內部。光學信號源430c以其光產生輸出端通過形成在凹面鏡450c上的孔454面向散射器440c的上表面441c的方式被布置在凹面鏡450c的外部。光學信號源430c的光學信號輸出被照射到散射器440c的上表面441c上，該上表面441c散射，並且部分地反射並部分地透射光學信號。
在凹面鏡450c的中心形成孔454。通過凹面鏡450c的開口452c輸出由散射器440c散射的部分光學信號。剩餘部分被照射到凹面鏡450c的凹形內表面451c上，所述凹形內表面451c朝向小區460c通過開口452c反射光學信號。
圖11示出用於在小區550a之內執行光學無線通信的基站BS510a的第五實施例。基站BS510a包括用於使用經過數據調製的光學信號照射小區550a的光學信號發送器520a。光學信號發送器520a包括光學信號源530a以及凹透鏡540a。經過數據調製的光學信號具有預定的波長。
凹透鏡540a具有對稱形成的上表面541a和下表面542a，這兩個表面都是凹的。凹透鏡540a的上表面541a被布置為面向光學信號源530a的光產生輸出端，以便凹透鏡540a發散入射到上表面541a上的光學信號，通過下表面542a透射所述光學信號。光學信號發送器520a可具有傳統的TO-can封裝結構，從而可將光學信號源530a和凹透鏡540a安裝在TO-can封裝結構的殼體(未示出)之內，然後凹透鏡540a可替換構成TO-can封裝結構的窗。
圖12示出用於在小區550b之內執行光學無線通信的基站BS510b的第六實施例，所述基站BS510b包括用於使用經過數據調製的光學信號照射小區550b的光學信號發送器520b。光學信號發送器520b包括光學信號源530b以及凸面鏡540b。經過數據調製的光學信號具有預定的波長。
凸面鏡540b具有對稱布置的上凸面541b和下凸面542b，下凸面542b包括沉積在其上的反射層544。反射層544面向光學信號源530b的光產生輸出端。從光學信號源530b輸出的光學信號被凸面鏡540b的反射層544反射並被發散。即，凸面鏡540b用於反射並發散入射到其上的光學信號。
圖13示出在小區660之內執行光學無線通信的基站BS610的第七實施例，所述基站BS610包括用於使用下行的經過數據調製的光學信號照射小區660的光學信號收發器620。光學信號收發器620包括光學信號源630、光學信號檢測器650以及凸面鏡640。下行的經過數據調製的光學信號具有預定的波長。光學信號檢測器650檢測轉換為電信號的上行光學信號。
凸面鏡640具有對稱布置的上凸面641和下凸面642，下凸面642包括沉積在其上的均勻的二向色性反射層644。均勻的二向色性反射層644部分地透射上行光學信號並部分地反射下行光學信號。在此情況下，上行光學信號具有不同於下行光學信號的波長。凸面鏡640的下凸面642面向光學信號源630的輸出端，上凸面641面向光學信號檢測器650的輸入端。從光學信號源630輸出的下行光學信號被凸面鏡640的二向色性反射層644反射回，被下凸面642發散。即，凸面鏡640用於反射並發散入射到其上的下行光學信號。此外，設置在小區660的終端(未示出)中的另一光學信號源(未示出)產生照射到二向色性反射層644上的上行的經過數據調製的光學信號，所述二向色性反射層644使所述上行經過數據調製的光學信號透射通過凸面鏡640。凸面鏡640的上凸面641和下凸面642用於會聚透射的上行的經過數據調製的光學信號。
圖14A和圖14B示出根據本發明的第八實施例的基站BS710。圖14A示出基站BS710的側視圖，圖14B是其平面圖。基站710在小區760之內執行光學無線通信，所述基站710包括用於使用下行的經過數據調製的光學信號照射小區760的第一到第四光學信號發送器722到728和用於接收上行的經過數據調製的光學信號的光學信號接收器730。第一到第四光學信號發送器722到728被以十字形的形式充分對稱地布置在光學信號接收器730的周圍，以分別使用下行的經過數據調製的光學信號照射小區760。第一到第四光學信號發送器722到728可以是在第一到第六實施例中描述的光學信號發送器之間中的一種。
光學信號接收器730包括光學信號檢測器734和具有對稱布置的上凸面732a和下凸面732b的凸透鏡732。從小區760的終端740中配備的光學信號源750輸出的上行的經過數據調製的光學信號被照射到凸透鏡732的下凸面732b上。凸透鏡732的上凸面732a和下凸面732b用於會聚透射的上行光學信號。光學信號檢測器734面對凸透鏡732的上凸面732a，以便將從凸透鏡732接收的上行光學信號轉換為電信號。在本發明的另一方面，可以以星型(使用六個發送器)或線形(使用兩個發送器)的形式布置多個光學信號發送器。此外，如果光學信號接收器730使用紅外波長，則該光學信號接收器730優選地配備有紅外線濾光器(未示出)以消除除了紅外線區域之內的光之外的背景光，從而最小化噪聲。
此外，用於光學無線通信的使用紅外波長的第一到第四實施例可配備除了光學信號源330、430a到430c之外的照明光源。在此情況下，照明光源使用可見光照射散射器340，440a到440c。此外，可使用環氧樹脂將光學信號源固定在散射器上，並且使用雷射二極體、LED、光纖等製造所述光學信號源。
如上所述，本發明的光學信號發送器使通過劃分局部通信區域而定義的多個通信小區能夠分別被經過數據調製的光學信號照射，從而使用該光學信號發送器的光學無線通信網絡可不受建築物的內部環境影響以低功率穩定地工作，並最小化符號間幹擾。此外，本發明使光學信號發送器和光學無線通信網路能夠被標準化，從而通過大規模生產顯著地減小成本。此外本發明提供用於使用連同光學信號源一起使用照明光源的裝置，從而可以可見的看到通信安裝。
儘管已經參照其特定優選實施例顯示和描述了本發明，但是本領域的技術人員應該理解，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，可以對其進行形式和細節上的各種改變。
權利要求
1.一種光學無線通信網絡中的光學信號發送器，該光學通信網絡連接通過劃分局部通信區域而定義的多個通信小區，以在每個所述通信小區中能夠進行光學無線通信，所述光學信號發送器安裝在每個所述通信小區中，用於使用經過數據調製的光學信號照射所述小區以執行向位於該小區中的終端的數據傳輸，所述光學信號發送器包括光學信號源，用於輸出所述經過數據調製的光學信號；和光學信號散射器，具有面對所述光學信號源的輸出端的凹形內表面，所述散射器散射並反射所述經過數據調製的光學信號，以照射所述小區。
2.如權利要求1所述的光學信號發送器，其中，所述光學信號散射器包括主體，具有所述凹形內表面和開口端；和中空圓筒形套筒，從所述主體的開口端延伸出。
3.一種光學無線通信網絡中的光學信號發送器，該光學通信網絡連接通過劃分局部通信區域而定義的多個通信小區，以在每個所述通信小區中能夠進行光學無線通信，所述光學信號發送器安裝在每個所述通信小區中，用於使用經過數據調製的光學信號照射所述小區以執行向位於該小區中的終端的數據傳輸，所述光學信號發送器包括光學信號源，用於輸出所述經過數據調製的光學信號；光學信號散射器，用於散射所述經過數據調製的光學信號，並且反射部分所述經過數據調製的光學信號，透射剩餘部分的經過數據調製的光學信號；和凹面鏡，具有面向所述光學信號散射器的凹形內表面，以將由所述光學信號散射器散射的經過數據調製的光學信號向著所述小區反射。
4.如權利要求3所述的光學信號發送器，其中，所述光學信號散射器具有面向所述光學信號源的輸出端的下表面以及與所述下表面相對的上表面，所述凹面鏡的凹形內表面面向所述光學信號散射器的上表面。
5.如權利要求3所述的光學信號發送器，其中，所述光學信號散射器具有面對所述光學信號源的輸出端的上表面以及與所述上表面相對的下表面，所述凹面鏡的凹形內表面面向所述光學信號散射器的上表面。
6.如權利要求3所述的光學信號發送器，其中，所述凹面鏡具有中心孔，所述光學信號散射器具有通過所述凹面鏡的中心孔面向所述光學信號源的輸出端的上表面以及與所述上表面相對的下表面，所述凹面鏡的凹形內表面面向所述光學信號散射器的上表面。
7.一種光學無線通信網絡中的光學信號發送器，該光學通信網絡連接通過劃分局部通信區域而定義的多個通信小區，以在每個所述通信小區中能夠進行光學無線通信，所述光學信號發送器安裝在每個所述通信小區中，用於使用經過數據調製的光學信號照射所述小區以執行向位於該小區中的終端的數據傳輸，所述光學信號發送器包括光學信號源，用於輸出所述經過數據調製的光學信號；和凸面鏡，具有面向所述光學信號源的輸出端的凸的下表面以及與所述下表面相對的上表面，其中，所述凸的下表面具有沉積在其上的反射層，所述反射層用於將由所述光學信號源輸出的所述經過數據調製的光學信號向所述小區反射並發散。
8.如權利要求7所述的光學信號發送器，其中，所述反射層是用於反射由所述光學信號源輸出的所述經過數據調製的光學信號和透射預定波長的光學信號的二向色性反射層。
9.一種光學無線通信網絡，該光學無線通信網絡連接通過劃分局部通信區域而定義的多個通信小區，以在每個所述通信小區中能夠進行光學無線通信，所述光學無線通信網絡包括安裝在每個通信小區中的光學信號發送器，該光學信號發送器用於使用經過數據調製的光學信號照射小區，以執行向位於該小區的終端的數據傳輸，其特徵在於，所述光學信號發送器包括光學信號源，用於輸出所述經過數據調製的光學信號；和光學信號散射器，具有面向所述光學信號源的輸出端的凹形內表面，用於散射和反射所述經過數據調製的光學信號以照射所述小區。
10.如權利要求9所述的光學無線通信網絡，其中，所述光學信號散射器包括主體，具有所述凹形內表面和開口端；和中空圓筒形套筒，從所述主體的開口端延伸出。
11.一種光學無線通信網絡，該光學無線通信網絡連接通過劃分局部通信區域而定義的多個通信小區，以在每個所述通信小區中能夠進行光學無線通信，所述光學無線通信網絡包括安裝在每個通信小區中的光學信號發送器，該光學信號發送器用於使用經過數據調製的光學信號照射小區，以執行向位於該小區的終端的數據傳輸，其特徵在於，所述光學信號發送器包括光學信號源，用於輸出所述經過數據調製的光學信號；光學信號散射器，用於散射所述經過數據調製的光學信號，並且反射部分所述經過數據調製的光學信號，透射剩餘部分的經過數據調製的光學信號；和凹面鏡，具有面向所述光學信號散射器的凹形內表面，以將由所述光學信號散射器散射的經過數據調製的光學信號向著所述小區反射。
12.如權利要求11所述的光學無線通信網絡，其中，所述光學信號散射器具有面向所述光學信號源的輸出端的下表面以及與所述下表面相對的上表面，所述凹面鏡的凹形內表面面向所述光學信號散射器的上表面。
13.如權利要求11所述的光學無線通信網絡，其中，所述光學信號散射器具有面對所述光學信號源的輸出端的上表面以及與所述上表面相對的下表面，所述凹面鏡的凹形內表面面向所述光學信號散射器的上表面。
14.如權利要求11所述的光學無線通信網絡，其中，所述凹面鏡具有中心孔，所述光學信號散射器具有通過所述凹面鏡的中心孔面向所述光學信號源的輸出端的上表面以及與所述上表面相對的下表面，所述凹面鏡的凹形內表面面向所述光學信號散射器的上表面。
15.一種連接多個通信小區的光學無線通信網絡，所述光學無線通信網絡安裝在每個通信小區中的光學信號收發器，該光學信號發送器用於使用經過數據調製的光學信號照射小區以執行向位於該小區中的終端的數據傳輸，所述光學信號收發器包括光學信號源，用於輸出所述經過數據調製的光學信號，和凸面鏡，具有面向所述光學信號源的輸出端的凸的下表面以及與所述下表面相對的凸的上表面，所述凸的下表面具有沉積在其上的反射層，所述反射層用於將從由所述光學信號源輸出的所述經過數據調製的光學信號向所述小區反射和發散，並用於透射和會聚入射其上的光學信號。
16.如權利要求1所述的光學信號發送器，其中，從包括半球體、半球形、圓形、雙曲線形、橢圓形以及稜角形的組中選擇所述凹形內表面。
17.如權利要求3所述的光學信號發送器，其中，從包括半球體、半球形、圓形、雙曲線形、橢圓形以及稜角形的組中選擇所述凹形內表面。
18.如權利要求7所述的光學信號發送器，其中，從包括半球體、半球形、圓形、雙曲線形、橢圓形以及稜角形的組中選擇所述凹形內表面。
19.如權利要求11所述的光學信號發送器，其中，從包括半球體、半球形、圓形、雙曲線形、橢圓形以及稜角形的組中選擇所述凹形內表面。
20.如權利要求15所述的光學信號發送器，其中，從包括半球體、半球形、圓形、雙曲線形、橢圓形以及稜角形的組中選擇所述凹形內表面。
21.一種光學信號發送器，包括殼體，包括凹面，在第一端；和開口，在第二端；和散射器，位於所述殼體中；和光源，包括光產生端，用於輸出經過數據調製的光學信號。
22.如權利要求21所述的光學信號發送器，其中，所述光源位於所述凹面和散射器之間，所述光產生端朝向所述凹面。
23.如權利要求21所述的光學信號發送器，其中，散射器位於所述凹面和所述光源之間，所述光產生端朝向所述凹面。
24.如權利要求21所述的光學信號發送器，其中，所述凹面包括通孔，所述光源位於所述殼體的外部，所述光產生端朝向所述孔。
25.如權利要求21所述的光學信號發送器，其中，從包括半球體、半球形、圓形、雙曲線形、橢圓形以及稜角形的組中選擇所述凹形內表面。
26.一種光學發送器，包括光源，產生經過數據調製的光學信號；對稱地布置的凹透鏡，被所述經過數據調製的光學信號照射，並發散所述經過數據調製的光學信號。
27.一種光學發送器，包括光源，產生經過數據調製的光學信號；對稱地布置的凸透鏡，被所述經過數據調製的光學信號照射，並發散所述經過數據調製的光學信號，其中，被所述光學信號照射的所述凸透鏡包括反射面。
28.如權利要求27所述的光學發送器，其中，所述反射面是二向色性材料。
29.如權利要求27所述的光學發送器，還包括光學檢測器，相對於所述光源被安置，接收透射通過所述凸透鏡的光學信號。
全文摘要
一種用於在每個通信小區中能夠進行光學無線通信的連接到通過劃分局部通信區域定義的多個通信小區的光學無線通信網絡。一種用於使用經過數據調製的光學信號照射小區的光學信號發送器被安裝在每個通信小區中，以執行向位於該小區的終端的數據傳輸，所述光學信號發送器包括光學信號源，用於輸出所述經過數據調製的光學信號；和光學信號散射器，具用於散射和反射所述經過數據調製的光學信號的面向所述光學信號源的輸出端的凹形內表面，以照射所述小區。
文檔編號H04B10/116GK101094035SQ20071011255
公開日2007年12月26日 申請日期2007年6月20日 優先權日2006年6月20日
發明者金昺稙, 黃星澤, 曹圭晚, 許亨晙, 權康赫 申請人:三星電子株式會社, 西江大學校產學協力團