專利名稱：混合無線光和射頻通信鏈路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及地面光和射頻(RF)數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。尤其，本發(fā)明涉及新的和改進的方法和設(shè)備，用于通過具有自由空間光徑和并聯(lián)無線RF路徑兩者的通信鏈路傳遞數(shù)據(jù)。當(dāng)合適的自由空間大氣條件占優(yōu)勢時，經(jīng)過較高容量的光徑發(fā)送數(shù)據(jù)，而當(dāng)自由空間大氣條件使光徑的效率降質(zhì)到經(jīng)過RF路徑發(fā)送數(shù)據(jù)更有效的時刻時，就經(jīng)過RF路徑發(fā)送數(shù)據(jù)。在每種情況中，最好經(jīng)過更可靠的RF路徑發(fā)送控制和狀態(tài)信息。
背景技術(shù)：
通信業(yè)不但要求高速數(shù)據(jù)通信，而且還要求這些通信中的可靠性。在地面通信中，某些最普通的通信鏈路是有線線路、射頻(RF)、光纖以及自由空間光學(xué)。在速度和可靠性方面，這些通信鏈路的每一種都具有不同的相對實力、弱點和折衷。一般，光學(xué)系統(tǒng)具有較高的通信數(shù)據(jù)速率、速度或帶寬，而有線線路、RF和光纖鏈路具有較高的可靠性。
雖然光纖鏈路能夠既是高速的又是高可靠性的，但是它們具有缺點，即，需要在通信點之間物理安裝光纜作為通信路徑或媒體。有線鏈路也需要物理安裝導(dǎo)線或電纜作為通信路徑或媒體。然而，在許多情況中，在通信點之間安裝物理電纜媒體是不現(xiàn)實的、不經(jīng)濟的或不可能的。在這些情況中，必須使用無線RF和/或自由空間光鏈路。
自由空間光鏈路通過光發(fā)射機和光接收機之間的大氣發(fā)射光或激光束。自由空間光通信系統(tǒng)需要在通信點之間的清楚的視距路徑，因為光或激光束在通信點之間以直線射出。在通信點之間的大氣中，遭遇煙霧、灰塵、霧、雨、雪和大氣中的任何其它粒子的光束會降質(zhì)。這些粒子和物質(zhì)折射或阻擋光束，使在接收通信點處達(dá)到不能可靠地接收到的程度。有時，大氣條件可能如此嚴(yán)重地降低通信點之間的光束質(zhì)量，使自由空間光學(xué)完全不能工作，或使通信速率減小到不可接受的程度。
無線RF通信鏈路包括在通信點之間廣播攜帶通信數(shù)據(jù)的RF信號。雖然一般RF廣播能夠以比光信號較低的速率發(fā)送數(shù)據(jù)，但是通常廣播RF信號是更可靠的。廣播RF信號不會因為遭受導(dǎo)致自由空間的光發(fā)射降質(zhì)的大氣條件而相同地降質(zhì)。雖然諸如微波系統(tǒng)之類的某些RF系統(tǒng)是要求無阻擋的視距發(fā)送路徑的，但是在空氣中的粒子和物質(zhì)不會導(dǎo)致相當(dāng)大的RF信號降質(zhì)。因此，RF通信可以在自由空間光發(fā)射不能夠可靠地操作的條件下可靠地操作，從而雖然按稍微較低的數(shù)據(jù)傳遞速率，但是較大地保證提供正確度和有效的數(shù)據(jù)發(fā)送。
本發(fā)明已經(jīng)相對于這些和其它考慮進行研究。
發(fā)明概要本發(fā)明包括混合無線光和射頻(RF)通信鏈路或系統(tǒng)。在鏈路的相對端處的光收發(fā)機提供用于數(shù)據(jù)的主要通信的光徑，而RF收發(fā)機主要提供光和RF收發(fā)機之間的控制和狀態(tài)信息的通信路徑。在導(dǎo)致數(shù)據(jù)的光通信嚴(yán)重降質(zhì)或完全失效的大氣條件下，使數(shù)據(jù)通信自動地切換到RF路徑。雖然當(dāng)經(jīng)過RF路徑發(fā)送數(shù)據(jù)時可能降低總的數(shù)據(jù)通信速度，但是在所有條件下保持通信鏈路，而不是在大氣條件對光數(shù)據(jù)通信有負(fù)面影響期間使數(shù)據(jù)通信懸空。
RF收發(fā)機之間的RF路徑的存在提供了控制和狀態(tài)信息的高可靠通信，不管是經(jīng)過光徑還是經(jīng)過RF路徑傳遞數(shù)據(jù)。因此，有可能傳遞控制和狀態(tài)信息，以更好地控制光收發(fā)機和它們的光信號發(fā)射，即使當(dāng)由于變差的自由空間大氣條件而光鏈路正處于不是最佳的操作中時。
在用于在通信鏈路中傳遞數(shù)據(jù)的一種改進方法中得到這些和其它的改進，所述通信鏈路越過鏈路的各終端處的兩個站之間的地面自由空間區(qū)域而延伸。所述方法包括在光信號中傳遞數(shù)據(jù)，所述光信號是通過在兩個站之間的自由空間光徑發(fā)送的，并當(dāng)不是通過光徑在光信號中發(fā)送數(shù)據(jù)時，在通過兩個站之間的自由空間RF路徑發(fā)送的射頻(RF)信號中傳遞數(shù)據(jù)。任何時候當(dāng)使用光徑有利時，就使用光鏈路來發(fā)送數(shù)據(jù)，任何時候當(dāng)光徑中的大氣條件導(dǎo)致光徑使光信號的發(fā)送失效或降質(zhì)時，就使用RF鏈路。通過所發(fā)送光信號的接收失敗或通過已經(jīng)降質(zhì)的光信號(所述光信號已經(jīng)降質(zhì)到難以可靠地區(qū)分包含在光信號中的信息的程度)的接收來識別光徑的失效或降質(zhì)。經(jīng)過RF路徑在光收發(fā)機之間傳遞控制和狀態(tài)信息，以傳遞光信號已經(jīng)失效或降質(zhì)的信號。即使當(dāng)RF正在傳遞數(shù)據(jù)時，最好不斷嘗試在通信點之間發(fā)送光信號，以確定何時再建立光徑，所述光徑用于可靠地傳遞用光信號的數(shù)據(jù)發(fā)送。最好兩個站輪流產(chǎn)生和發(fā)送控制和狀態(tài)信息，并把它發(fā)送到另一站。控制和狀態(tài)信息包括表示量的信息，通過該量，一個站可以根據(jù)另一站的接收功率的估計來改變它的光發(fā)射功率，從而保持有效的光通信，而兩個站的功率電平?jīng)]有振蕩。
在用于在第一和第二站之間傳遞數(shù)據(jù)的混合無線光和射頻(RF)通信鏈路中也得到上述的和其它的改進，其中，第一和第二站通過各自的第一和第二輸入/輸出(I/O)信號路徑接收和傳遞數(shù)據(jù)?；旌贤ㄐ沛溌钒ㄗ杂煽臻g光鏈路部分，所述自由空間光鏈路部分包括在第一站處的第一光收發(fā)機和在第二站處的第二光收發(fā)機，用于發(fā)送和接收它們之間包含數(shù)據(jù)的光信號?；旌贤ㄐ沛溌愤€包括與光鏈路部分并聯(lián)的自由空間RF鏈路部分，并包括在第一站處的第一RF收發(fā)機和在第二站處的第二RF收發(fā)機，用于發(fā)送和接收它們之間包含數(shù)據(jù)的RF信號以及控制光和RF收發(fā)機的操作的控制和狀態(tài)信息。控制和狀態(tài)信息控制光收發(fā)機的功能，而不降低用于發(fā)送和接收包含在光信號中的數(shù)據(jù)的光收發(fā)機的容量或帶寬。此外，當(dāng)由于大氣影響使光徑失效或降質(zhì)時，選路傳遞數(shù)據(jù)，使之通過RF收發(fā)機在RF路徑上發(fā)送。即使RF路徑的數(shù)據(jù)傳遞能力比光徑的數(shù)據(jù)傳遞能力差，仍可以傳遞在失效或降質(zhì)光徑禁止數(shù)據(jù)傳遞情況下的數(shù)據(jù)。
混合通信鏈路接收來自輸入/輸出(I/O)信號路徑的待經(jīng)過光和RF路徑發(fā)送的數(shù)據(jù)，并且混合鏈路把它接收的來自光和RF路徑的數(shù)據(jù)傳遞到I/O信號路徑。在終端通信鏈路處的站中的交換機在操作的活動模式中對在光鏈路和I/O信號路徑之間的數(shù)據(jù)選路，并在操作的等待模式中對在RF鏈路和I/O信號路徑之間的數(shù)據(jù)選路。產(chǎn)生發(fā)送狀態(tài)信號作為控制和狀態(tài)信息的一部分，并且發(fā)送狀態(tài)信號表示光鏈路是否能有效地發(fā)送數(shù)據(jù)。交換機響應(yīng)發(fā)送狀態(tài)信號以建立操作的活動模式或操作的等待模式。還識別光徑中不存在光信號，并使交換機從操作的活動模式轉(zhuǎn)到操作的等待模式。
參考下面結(jié)合附圖的本發(fā)明當(dāng)前較佳實施例的下述詳細(xì)描述，可以得到對于本發(fā)明和本發(fā)明的范圍、以及本發(fā)明獲得上述改進所使用的方法的更完整的理解，這些都簡單地歸納在下面和所附的權(quán)利要求書中。
附圖簡述

圖1是結(jié)合本發(fā)明的混合無線光和射頻(RF)通信鏈路的方框圖。
圖2是在圖1的混合通信鏈路中使用的控制令牌分組的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3是在圖1中示出的混合通信鏈路的更詳細(xì)的方框圖。
圖4是在圖3中示出的混合通信鏈路的主光收發(fā)機和從屬光收發(fā)機的更詳細(xì)的方框圖。
圖5是在圖3中示出的混合通信鏈路的主收發(fā)機接口單元(TIU)的更詳細(xì)的方框圖。
圖6是在圖3中示出的混合通信鏈路的從屬收發(fā)機接口單元(TIU)的更詳細(xì)的方框圖。
圖7是功率控制過程的流程圖，主站和從屬站執(zhí)行上述過程來調(diào)節(jié)在圖3中示出的光收發(fā)機的發(fā)射光功率電平，以及收集包含在圖2中示出的控制分組中的控制和狀態(tài)信息。
圖8是在圖5中示出的主收發(fā)機接口單元執(zhí)行的過程的流程圖，用于把在圖3中示出的混合通信鏈路的數(shù)據(jù)發(fā)送從光徑切換到RF路徑。
圖9是在圖6中示出的從屬收發(fā)機接口單元執(zhí)行的過程的一般流程圖，用于把在圖3中示出的混合通信鏈路的數(shù)據(jù)發(fā)送從光徑切換到RF路徑。
詳細(xì)說明在圖1中示出混合無線光和射頻(RF)通信鏈路(混合鏈路)20。混合鏈路20把自由空間光通信技術(shù)(最好是達(dá)到每秒許多千兆比特的激光系統(tǒng))和高速RF技術(shù)(最好是微波)相結(jié)合，以得到無線地面混合激光/微波通信鏈路，用于在站22和24處的混合鏈路20的兩個通信終端一點之間的數(shù)據(jù)通信。這兩種無線通信技術(shù)(光和RF)在混合鏈路20中的結(jié)合增加了遠(yuǎn)距離(例如，超過1-2英里的距離)點-對-點無線通信的統(tǒng)計可用性或可靠性。
最好，混合鏈路20一般包括主混合通信站(主站)22和從屬混合通信站(從屬站)24。在光徑26中發(fā)射諸如激光束之類的光信號，而在RF路徑28中廣播諸如微波信號之類的RF信號。越過主站22和從屬站24之間的地面自由空間區(qū)域30，在光徑26中發(fā)射光信號，以及在RF路徑28中發(fā)射RF信號。從而在兩個站22和24之間傳遞包含在光和RF信號中的數(shù)據(jù)。輸入/輸出(I/O)信號路徑32和34分別把主和從屬站22和24連接到其它通信站(未示出)或裝置，從而把混合鏈路20連接到較大的通信網(wǎng)或系統(tǒng)。在一個站22或24處從I/O信號路徑32和34得到在光和RF信號中發(fā)送的數(shù)據(jù)，并在通過混合鏈路20通信之后在另一個站24或22處經(jīng)過I/O信號路徑34和32傳遞。I/O信號路徑32和34可以是在通信網(wǎng)或系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信號的任何源或傳遞路徑。例如，I/O信號路徑可以是把主要和從屬站22和24連接到相同位置處的其它無線站的光纖或有線信道，從而，使混合鏈路20成為在通信網(wǎng)或系統(tǒng)中一系列這種混合鏈路20中的中繼器。另一方面，I/O信號路徑32和34可以是到遠(yuǎn)處的基于陸地的通信站中的基于陸地的光纖或無線通信鏈路的一部分。經(jīng)過混合鏈路20的數(shù)據(jù)通信可以包括任何類型的用戶數(shù)據(jù)或信息。
光徑26的作用是作為在操作的活動模式中在主要和從屬站22和24之間發(fā)送數(shù)據(jù)的主要的或較佳的通信路徑。RF路徑28的作用是作為用于控制站22和24的操作的控制和狀態(tài)信息的主要的或較佳的通信路徑。RF路徑28還有作為在操作的等待模式中的可靠備用數(shù)據(jù)通信路徑的作用。在等待模式中，因為通常由于降質(zhì)的大氣或其它影響(諸如雨、霧、煙霧、雪、灰塵等的光折射影響之類的影響，或在地面自由空間區(qū)域30中的其它嚴(yán)重的氣候條件的影響)，在通過站22和24之間的自由空間區(qū)域30成功地發(fā)送或可靠地傳遞光信號中，光徑26已經(jīng)失效，但是也因為在混合鏈路20的光鏈路部分中的設(shè)備的可能機械或功能故障，所以RF路徑28攜帶數(shù)據(jù)。RF路徑28在活動和等待兩種模式中交換在主要和從屬站22和24之間的控制和狀態(tài)信息，另一方面在等待模式中發(fā)送數(shù)據(jù)。
在活動和等待兩種模式中，主要站22不斷地監(jiān)測通過光徑26從從屬站24接收到的信號的接收光功率電平，反之亦然。根據(jù)接收到的光功率電平信息，每個站22和24計算一個量，另一站24或22需要通過這個量來調(diào)節(jié)它在光徑26中最佳光通信的發(fā)射光功率電平。此外，最好主要和從屬站22和24以相同的光功率電平發(fā)射。作為控制和狀態(tài)信息的一部分，主要和從屬站22和24共享關(guān)于接收的光功率電平、發(fā)射的光功率電平以及計算的功率調(diào)節(jié)的信息，以便確認(rèn)必需的調(diào)節(jié)和保持相同的發(fā)射光功率電平。把當(dāng)主要和從屬站22和24兩者正在以相同的功率電平發(fā)射光信號時的這種條件成為“對稱”。
主要和從屬站22和24的發(fā)射功率電平的對稱允許每個站22或24立刻判定光徑26是否已經(jīng)失效或降質(zhì)到不可靠或無效的程度。當(dāng)一個站22或24檢測到接收的光功率電平在相當(dāng)?shù)淖钚￠T限值以下，而它自己發(fā)射的光功率電平是最大(由于對稱，意味著另一站的發(fā)射光功率電平也是最大)時，則在地面自由空間區(qū)域30中的負(fù)面條件已經(jīng)降質(zhì)。在按比RF路徑28中廣播RF信號時傳遞數(shù)據(jù)的速率較高的數(shù)據(jù)速率發(fā)送數(shù)據(jù)中，不再認(rèn)為光徑26是可靠的或有效的。這里把這個條件稱為光徑26的“失效”。根據(jù)光徑的失效，混合鏈路20切換到等待模式，在等待模式中，通過RF路徑28傳遞數(shù)據(jù)。即使通過RF路徑28在RF信號中傳遞數(shù)據(jù)，在操作的等待模式中繼續(xù)在光徑26中發(fā)送光信號，主要和從屬站22和24在等待模式中還繼續(xù)監(jiān)測在光徑26中的光信號的接收光功率電平。通過在操作的等待模式期間不斷地監(jiān)測在光徑26中的光信號，根據(jù)在自由空間區(qū)域30中的負(fù)面影響的消除，混合鏈路20可以切換回活動模式，以允許在光徑26中的可靠的數(shù)據(jù)光通信。在主要和從屬站22和24之間不斷共享RF路徑28中發(fā)送的控制和狀態(tài)信息中關(guān)于光失效的信息，以致兩個站22和24以不丟失數(shù)據(jù)的方式進行活動模式和等待模式之間的切換。
主要和從屬站22和24通過在站之間來回傳遞控制令牌分組36而共享控制和狀態(tài)信息，在圖2中示出所述控制令牌分組36的示例數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)?？刂品纸M36包括標(biāo)頭字段38和內(nèi)容字段40。特定的標(biāo)頭字段38與所使用的特定的通信協(xié)議有關(guān)。在本例子中，控制分組36表示用于異步傳遞模式(ATM)切換協(xié)議的分組。因此，根據(jù)ATM協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置標(biāo)頭字段38的內(nèi)容。光徑和RF路徑26和28中的光和RF網(wǎng)數(shù)據(jù)信號的處理獨立于，或透明于，發(fā)送數(shù)據(jù)所使用的協(xié)議。然而，在控制分組36中的控制和狀態(tài)信息的封裝有賴于混合鏈路20所使用的通信協(xié)議。標(biāo)準(zhǔn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議切換協(xié)議是這種已知協(xié)議的另一個例子。
ATM協(xié)議能夠傳遞業(yè)務(wù)的質(zhì)量，以及使話音、數(shù)據(jù)、視頻和圖象通信系統(tǒng)的延遲最優(yōu)化。因此，認(rèn)為是表示當(dāng)前一體化的技術(shù)。ATM協(xié)議是可定標(biāo)的，通過WAN(廣域網(wǎng))從LAN(局域網(wǎng))到LAN傳送標(biāo)準(zhǔn)53-字節(jié)的存儲單元。還可以在公共和專用WAN上使用ATM協(xié)議。53-字節(jié)存儲單元包括5-字節(jié)標(biāo)頭(標(biāo)頭字段38)以及信息的48字節(jié)的有效負(fù)荷(內(nèi)容字段40)。一般，標(biāo)頭字段38包括目的地、有效負(fù)荷類型、優(yōu)先級以及差錯校驗字段。用有效負(fù)荷類型字段設(shè)置成001，或用指示控制分組36的某些其它唯一的識別符，把控制和狀態(tài)信息封裝到一個ATM分組(控制分組36)中。使用48-字節(jié)有效負(fù)荷(內(nèi)容字段40)來傳送主要和從屬站22和24之間的其它控制和狀態(tài)信息(圖1)。
理想地，在主要和從屬站22和24之間傳遞控制分組36所按照的速率應(yīng)該與光徑26的質(zhì)量正在變化得多快有關(guān)。然而，如果是小尺寸的控制分組36(53字節(jié))，則它的發(fā)送將消耗RF路徑28的不明顯的帶寬量。因此，可以按恒定速率，或按其它預(yù)定的時間間隔來回傳遞控制分組36。
最好，內(nèi)容字段40包括控制分組識別(ID)字段42、矛盾解決字段44、光失效字段46、功率調(diào)節(jié)字段48、功率調(diào)節(jié)量字段50、總接收功率字段52以及總發(fā)射功率字段54?？刂品纸MID字段42識別包括該字段的ATM分組。
最好，矛盾解決字段44是單個比特，當(dāng)存在兩個控制分組36時允許主要和從屬站22和24(圖1)解決矛盾。在正常操作下，在主要和從屬站22和24之間只有一個控制分組36流動。然而，在初始化模式期間，最好，主要和從屬站22和24兩者都產(chǎn)生一個控制分組36，所以必須解決短暫存在的兩個控制分組36。在活動或等待模式中的正常操作期間，主要和從屬站22和24來回傳遞帶有設(shè)置成“操作的”狀態(tài)或指示符(例如，a1)的矛盾解決字段44的單個控制分組36。然而，在初始化模式中，主要和從屬站22和24兩者都產(chǎn)生帶有設(shè)置成“初始”狀態(tài)或指示符(例如，a0)的矛盾解決字段44的控制分組36，但是，在選路把控制分組36傳遞到從屬站24之前，主要站22接著把在它的控制分組36中的矛盾解決字段44從初始狀態(tài)改變到操作的狀態(tài)，如下面相應(yīng)于圖3所述。主要和從屬站22和24兩者都丟棄包含設(shè)置成初始狀態(tài)的矛盾解決字段44的任何接收到的控制分組36。因此，主要站22丟棄在初始化時接收到的第一控制分組36。另一方面，從屬站24接收和處理來自主要站22的第一控制分組36，由于主要站22把它第一個產(chǎn)生的控制分組的矛盾解決字段44設(shè)置成操作的狀態(tài)。因此，事后在混合鏈路20(圖1)中只來回傳遞一個控制分組36。如果在預(yù)定暫停周期中主要和從屬站22和24沒有從其它站接收到控制分組36，則主要和從屬站22和24每一個都再產(chǎn)生控制分組36。這個暫停周期可以是用戶配置的。
最好，光失效字段46是單個比特的，它表示光徑26(圖1)的發(fā)送狀態(tài)，即，光徑26是功能正確的還是已經(jīng)失效。任何時候當(dāng)主要或從屬站22或24已經(jīng)擁有控制分組36，和不能檢測在光徑26中的正確信號，并且它正在以它最大的光功率電平發(fā)射時，主要或從屬站22或24就把光失效字段46設(shè)置成“失效”狀態(tài)或指示符。另一方面，任何時候當(dāng)主要或從屬站22或24已經(jīng)擁有控制分組36，和能夠檢測在光徑26中的正確信號，主要或從屬站22或24就把光失效字段46設(shè)置成“正確”狀態(tài)或指示符。當(dāng)在活動模式中，并且光失效字段46設(shè)置成失效狀態(tài)時，混合鏈路20(圖1)從操作的活動模式切換到操作的等待模式，其中，經(jīng)過RF路徑28(圖1)傳遞數(shù)據(jù)。當(dāng)在等待模式中，并且接收到的控制分組具有設(shè)置成正確狀態(tài)的光失效字段46時，混合鏈路20從等待模式切換到活動模式。
最好，功率調(diào)節(jié)字段48是由發(fā)送控制分組36的站設(shè)置的兩個比特，設(shè)置成表示在接收站處的發(fā)射光功率電平是否需要保持不變、遞減或遞增。最好，功率調(diào)節(jié)量字段50是表示量的數(shù)個比特，發(fā)送站正在通過所述量命令接收站調(diào)節(jié)它的發(fā)射光功率電平。因此，當(dāng)接收站接收到包含表示功率電平需要增加或降低的功率調(diào)節(jié)字段48的控制分組36，并且接收站同時發(fā)生應(yīng)該增加或降低的功率電平時，接收站根據(jù)功率調(diào)節(jié)量字段50表示的量更新它的發(fā)射光功率電平。
最好，總接收功率字段52是表示在光徑26(圖1)中所接收信號的光功率電平的數(shù)個比特。根據(jù)控制分組36的接收，最好接收站對所包括的總接收功率字段52和它的本地發(fā)射光功率電平和/或本地接收光功率電平進行比較，以進一步確認(rèn)用以調(diào)節(jié)的發(fā)射光功率電平所按照的任何量。
最好，總發(fā)射功率字段54是表示光功率電平的數(shù)個比特，發(fā)送控制分組36的站用所述光功率電平正在光徑26(圖1)中發(fā)送信號。用總發(fā)射功率字段54，接收站可以對在光徑26中發(fā)送信號所用的光功率電平與發(fā)送站正在光徑26中發(fā)送信號所用的光功率電平進行比較，以及可以使光功率電平同步，或確認(rèn)操作的功率電平對稱。
在圖3中示出關(guān)于混合鏈路20的更多的細(xì)節(jié)。主要站22一般包括主要光收發(fā)機(OT)56、主要RF收發(fā)機58、主要收發(fā)機接口單元(TIU)60以及主要控制接口單元(CIU)62。同樣，從屬站24一般包括從屬OT 64、從屬RF收發(fā)機66、從屬TIU 68以及從屬CIU 70。
主要和從屬OT 56和64通過經(jīng)過地面自由空間區(qū)域30發(fā)射或引導(dǎo)的在光徑26中的光束相互通信。因此，主要和從屬OT 56和64以及光徑26一般形成混合鏈路20的光鏈路部分。同樣，主要和從屬RF收發(fā)機58和66通過越過地面自由空間區(qū)域30在RF路徑28中廣播的RF信號相互通信。因此，主要和從屬RF收發(fā)機58和66和RF路徑28一般形成混合鏈路20的RF鏈路部分?；旌湘溌?0的RF鏈路部分與光鏈路部分并聯(lián)地進行通信。RF和光鏈路部分兩者都連接到和利用主要站22的主要TIU 60和主要CIU 62以及從屬站24的從屬TIU 68和從屬CIU。
主要和從屬OT 56和64對在光徑26中的光束進行處理和放大，用于發(fā)射和接收。主要和從屬OT 56和64還分析從相對的站接收到的控制分組36(圖2)的內(nèi)容字段40的控制和狀態(tài)信息。根據(jù)控制分組36的接收，主要OT 56對它的光發(fā)射功率與包含在總發(fā)射功率字段54(圖2)中的總發(fā)射功率信息(它是從屬OT 64包括在控制分組36中的)進行比較，以及反之，以便保持對稱的功率操作。根據(jù)其它站的接收光功率(攜帶在所接收控制分組36的總接收功率字段52中)的估計，主要和從屬OT 56和64調(diào)節(jié)它們在光徑26中發(fā)射光束所用的光功率電平。始終更新在主要和從屬OT 56和64處的控制分組36。主要和從屬OT 56和64用新的控制數(shù)據(jù)更新控制分組36的內(nèi)容字段40，所述新的控制數(shù)據(jù)是從估計所接收光束的光功率電平以及它們的發(fā)射光功率電平而收集的，并將更新的控制分組36提供給它們相應(yīng)的主要或從屬TIU 60或68，用于通過選路傳遞到相對的站。
當(dāng)光束26功能正確，信號強度和完整性沒有過度的大氣降質(zhì)時，即，在活動模式中時，主要或從屬TIU 60或68分別經(jīng)過光數(shù)據(jù)I/O總線72和74通過選路把數(shù)據(jù)傳遞到它們相應(yīng)的主要和從屬OT 56和64。主要或從屬TIU 60或68還分別通過控制總線76和78接收來自它們相應(yīng)的主要或從屬OT 56和64的控制分組36(圖2)。主要或從屬TIU 60或68分別經(jīng)由RF數(shù)據(jù)I/O總線80和82通過選路把在數(shù)據(jù)流中的控制分組36傳遞到它們相應(yīng)的主要或從屬RF發(fā)射機58和66，用于發(fā)送到接收站。主要或從屬TIU 60或68從來自它們相應(yīng)的RF收發(fā)機58和66的到達(dá)數(shù)據(jù)流錄取控制分組36。
當(dāng)包含在控制分組36(圖2)中的控制和狀態(tài)信息表示光徑26中的失效時，或當(dāng)不存在通過光徑26輸入的數(shù)據(jù)時，主要或從屬TIU 60或68還把數(shù)據(jù)發(fā)送無縫地切換到它們相應(yīng)的RF收發(fā)機58和66。另一方面，主要或從屬TIU 60或68可以通過選路同時把數(shù)據(jù)傳遞到相應(yīng)的主要和從屬OT 56和64或相應(yīng)的主要和從屬RF收發(fā)機58和66，從而保證在活動模式中的高速通信。既然是這樣，當(dāng)光徑26失效時，主要或從屬TIU 60或68通過相應(yīng)的主要和從屬RF收發(fā)機58和66通過選路傳遞數(shù)據(jù)，從而，保證在等待模式中的通信可用性。
選路把由主要OT 56或從屬OT 64始發(fā)的控制分組36傳遞到用于處理的主要TIU 60。選路把從屬TIU 68通過它的從屬RF收發(fā)機66接收的控制分組36傳遞到所連接的從屬OT 64而無需任何進一步的處理。因此，主要TIU 60處理在混合鏈路20的兩個終端處產(chǎn)生的控制分組36。主要TIU 60讀出光失效字段46以執(zhí)行活動-到-等待切換。如果主要或從屬站22或24警告光失效，則主要TIU 60開始活動-到-等待模式切換過程。主要TIU 60還處理矛盾解決字段44以保持繼續(xù)使用一個控制分組36。
從屬TIU 68檢測何時沿它的光數(shù)據(jù)I/O總線74沒有活動，并得出主要TIU 60已經(jīng)開始活動-到-等待模式切換過程的結(jié)論。既然是這樣，從屬TIU 68把數(shù)據(jù)切換到RF路徑28。
混合鏈路20與結(jié)合到整個混合鏈路20中的RF收發(fā)機58和66的規(guī)格無關(guān)。因此，混合鏈路20具有容納多種傳統(tǒng)可得到的RF系統(tǒng)裝置的靈活性。例如，軍隊用戶可以結(jié)合軍隊專用無線電系統(tǒng)，這些系統(tǒng)使用FCC分配的專用頻率。此外，持有RF許可證的無線業(yè)務(wù)提供者能夠使用設(shè)計成在許可的RF波長中操作的RF收發(fā)機。
當(dāng)主要RF收發(fā)機58接收來自主要TIU 60的數(shù)據(jù)和/或控制分組36時，主要RF收發(fā)機58準(zhǔn)備它用于作為RF信號廣播。從屬RF收發(fā)機66在接收側(cè)檢測RF信號，并在把RF信號發(fā)送到從屬TIU 68之前對它進行處理，以恢復(fù)發(fā)送的數(shù)字信號(即，數(shù)據(jù)和控制分組36)。對于相對方向流動的RF通信數(shù)據(jù)和控制分組發(fā)生相似的過程。
在數(shù)據(jù)通過光徑26在兩個方向上流動的同時，RF路徑28的作用是作為可靠的路徑，以發(fā)送和接收在控制分組36(圖2)中的控制和狀態(tài)信息。在嚴(yán)峻的氣候條件下，無線RF鏈路要比無線光鏈路可靠得多。因此，雖然在可以通過自由空間區(qū)域30(圖1)傳遞高質(zhì)量光信號的條件下，或當(dāng)在混合鏈路20的RF鏈路部分中已經(jīng)存在設(shè)備失效或功能失效時，可以使用光徑26來攜帶控制和狀態(tài)信息，但是最好混合鏈路20的RF鏈路部分在所有時間中都攜帶控制和狀態(tài)信息。
在圖4中示出關(guān)于混合鏈路20的光鏈路部分的更多的細(xì)節(jié)，所述混合鏈路20包括主要OT 56和從屬OT 64。主要和從屬OT 56和64可以是全一光學(xué)裝置或可以結(jié)合任何傳統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換。使用后者來結(jié)合糾錯碼以及可能的專用標(biāo)頭插入。最好，光鏈路部分使用自適應(yīng)功率控制技術(shù)，使在光徑26中的通信最優(yōu)化。
一般，主要OT 56和從屬OT 64在結(jié)構(gòu)和操作上是相似的。主要OT 56和從屬OT 64分別包括光接收孔徑88和90、光前置放大器92和94、信道估計單元96和98、控制分組發(fā)生器100和102、發(fā)射功率更新單元104和106以及光發(fā)射機108和110。到這些單元中的每一個的控制線路(未示出)允許主要和從屬CIU 62和70(圖3)把合適的控制信號提供給這些單元。一般，通過地面自由空間區(qū)域30的光徑26包括光發(fā)射機108發(fā)射的和光接收孔徑90接收的主-到-從光束112，以及光發(fā)射機110發(fā)射的和光接收孔徑88接收的從-到-主光束114。
由于一般主要OT 56和從屬OT 64是相似的，所以只描述主要OT 56的單元和功能。相同的描述可以應(yīng)用于從屬OT 64的相應(yīng)單元。光接收孔徑88接收從-到-主光束114，并把它發(fā)送到光前置放大器92。光前置放大器92按需要放大從-到-主光束114，根據(jù)從-到-主光束114的信號強度或功率來檢測包含數(shù)據(jù)的可區(qū)分的通信信號。根據(jù)所接收光功率的光功率電平，只在主要OT 56中本地地調(diào)節(jié)光前置放大器92。在數(shù)據(jù)輸出路徑116上把經(jīng)放大光束傳遞到主要TIU 60(圖3)(或到從屬TIU 68(圖4)的數(shù)據(jù)輸出路徑116)。把光前置放大器92連接到信道估計單元96，以提供表示從-到-主光束114的功率電平的信號或產(chǎn)生經(jīng)放大光束所需要的放大量。信道估計單元96從這個信息判定從-到-主光束114的質(zhì)量，并把這個信息發(fā)送到控制分組發(fā)生器100和發(fā)射功率更新單元104。信道估計單元96在傳統(tǒng)的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)中或在與控制主要OT 56的傳統(tǒng)微處理器(未示出)組合工作的傳統(tǒng)DSP中執(zhí)行傳統(tǒng)的數(shù)字信號處理器(DSP)算法。
發(fā)射功率更新單元104接收來自信道估計單元96的光束質(zhì)量信號以及來自控制數(shù)據(jù)輸入路徑118的控制分組36(圖2)。根據(jù)來自信道估計單元96的光束質(zhì)量信號以及包含在功率調(diào)節(jié)字段48(圖2)中的和控制分組36的功率調(diào)節(jié)量字段50(圖2)中的信息，發(fā)射功率更新單元104判定功率量，如果有任何功率量，則光發(fā)射機108通過該功率量來調(diào)節(jié)在數(shù)據(jù)-輸入路徑120上的輸入光信號，以形成輸出主-到-從光束112。因此，當(dāng)發(fā)射功率更新單元104(圖4)接收包含表示需要增加或降低發(fā)射光功率的功率調(diào)節(jié)字段48的控制分組36以及來自信道估計單元96的光束質(zhì)量信號提供同時發(fā)生的估計時，發(fā)射功率更新單元104就把信號提供給光發(fā)射機108，以根據(jù)功率調(diào)節(jié)量字段50指示的量來更新發(fā)射光功率電平。光發(fā)射機108可能不允許連續(xù)的功率調(diào)節(jié)，所以可以通過小步長增量來執(zhí)行功率調(diào)節(jié)。發(fā)射功率更新單元104在傳統(tǒng)的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)中或在與控制主要OT 56的傳統(tǒng)微處理器(未示出)組合工作的傳統(tǒng)DSP中執(zhí)行傳統(tǒng)的數(shù)字信號處理器(DSP)算法。
光發(fā)射機108在來自主要TIU 60(圖3)的數(shù)據(jù)-輸入路徑120上(或來自從屬TIU 68(圖4)的數(shù)據(jù)-輸入路徑120上)接收輸入光信號。一般，數(shù)據(jù)-輸出路徑116和數(shù)據(jù)-輸入路徑120形成連接到主要TIU 60的光數(shù)據(jù)I/O總線72(或連接到從屬TIU 68的光數(shù)據(jù)I/O總線74)。
控制分組發(fā)生器100接收來自信道估計單元96的光束質(zhì)量信號以及來自發(fā)射功率更新單元104的功率調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生控制分組36(圖2)。控制分組發(fā)生器100建立控制分組36，并把它提供在控制數(shù)據(jù)輸出路徑122上。一般，控制數(shù)據(jù)輸入路徑118和控制數(shù)據(jù)輸出路徑122形成控制總線76(或控制總線78)?？刂品纸M發(fā)生器100在傳統(tǒng)的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)中或在與控制主要OT 56的傳統(tǒng)微處理器(未示出)組合工作的傳統(tǒng)DSP中執(zhí)行傳統(tǒng)的數(shù)字信號處理器(DSP)算法。
例如，在嚴(yán)峻的氣候條件下，主要或從屬OT 56或64可以檢測來自光徑26的光信號的降質(zhì)，而同時使用它的最高光發(fā)射功率發(fā)送。在這種情況中，如果主要OT 56檢測到光束降質(zhì)，則主要OT 56把控制分組36(圖2)中的光失效字段46(圖2)設(shè)置成“失效”狀態(tài)，并通過控制總線76把控制分組36提供給主要TIU 60(圖3)。否則，如果從屬OT 64檢測到光束降質(zhì)，則從屬OT 64把光失效字段46設(shè)置成“失效”狀態(tài)，并且選路通過從屬TIU 68(圖3)把控制分組36傳遞到從屬RF收發(fā)機66(圖3)以及傳遞到主要TIU 60。主要TIU 60處理來自主要或從屬站的控制分組36，以把數(shù)據(jù)通信切換到混合鏈路20的RF鏈路部分，從而當(dāng)檢測到光鏈路失效或降質(zhì)時，建立操作的等待模式。然后，從屬OT 64停止接收來自光徑26的數(shù)據(jù)，所以從屬TIU 68檢測到在它的光數(shù)據(jù)I/O總線74上不存在活動，并把數(shù)據(jù)切換到混合鏈路20的RF鏈路部分，從而也建立操作的等待模式。
對于在主要站22中始發(fā)的控制分組36(圖2)，主要RF收發(fā)機58把控制分組36發(fā)送到從屬RF收發(fā)機66，從屬RF收發(fā)機66把控制分組36傳遞到從屬TIU68(圖3)。大概已經(jīng)切換到等待模式的從屬TIU 68選路把控制分組36傳遞到用于處理的從屬OT 64。
當(dāng)數(shù)據(jù)通過RF路徑28流動時，混合鏈路20通過控制分組36(圖2)繼續(xù)在主要站和從屬站之間傳遞控制和狀態(tài)信息。當(dāng)光徑26示出比它的失效條件有所改進時，繼續(xù)傳遞控制分組36允許混合鏈路20切換而回到活動模式。在選路通過RF路徑28傳遞數(shù)據(jù)的同時，主要和從屬OT 56和64試圖按與用光傳遞數(shù)據(jù)所使用的頻率相似的頻率來交換同步比特流而監(jiān)測光徑26的性能。主要和從屬OT 56和64產(chǎn)生同步比特流，但是不發(fā)送到主要和從屬TIU 60和68。在初始化期間也使用同步比特流，在主要和從屬OT 56和64之間傳遞數(shù)據(jù)之前對準(zhǔn)主要和從屬OT56和64。
最好，主要OT 56和主要RF收發(fā)機58(圖3)把功率始終相似地、對稱地傳遞到從屬OT 64(圖3)和從屬RF收發(fā)機66(圖3)，以及反之。此外，在活動模式和等待模式之間的所有切換都是無縫地發(fā)生的和沒有數(shù)據(jù)丟失。
在正常操作和正常氣候條件下，主要和從屬TIU 60和68分別選路傳遞數(shù)據(jù)到和從主要和從屬OT 56和64(圖3)。然而，在初始化期間，主要和從屬OT 56和64使用最大光功率發(fā)射同步比特流。此后，根據(jù)在每個站22和24處接收的光功率的量，主要和從屬OT 56和64分別調(diào)節(jié)它們的光發(fā)射機108和110的發(fā)射光功率電平，以便分別使接收光前置放大器94和92不致飽和。如上所述，由于混合鏈路20的光鏈路部分的對稱功率控制特性，主要和從屬OT 56和64兩者都使用相同的光功率電平進行操作。
一旦在初始化中使混合鏈路20的光鏈路部分最優(yōu)化，主要和從屬OT 56和64兩者就建立控制分組，并分別使用控制總線76和78把它分別發(fā)送到主要和從屬TIU 60和68。在等待接收控制分組36的同時，主要和從屬OT 56和64使用所接收光功率電平保持對光徑26的監(jiān)測。如上所述，在接收、處理和更新控制分組36的內(nèi)容之后，主要和從屬OT 56和64調(diào)節(jié)它們的發(fā)射功率電平。
RF路徑28提供使主要和從屬OT 56和64(圖3)同步的可靠通路，致使每一個調(diào)節(jié)它的功率，而同時另一個在等待輪到它。在這種情況中，主要和從屬OT 56和64的每一個只有當(dāng)保持控制分組時才調(diào)節(jié)它的發(fā)射功率電平。因此，控制分組的作用是使主要和從屬站之間的功率調(diào)節(jié)同步，并允許主要和從屬OT 56和64的每一個根據(jù)另一OT 64或56的接收電平同步地調(diào)節(jié)它的發(fā)射功率電平。
在更新光發(fā)射機108和110(圖4)的發(fā)射光功率的另外技術(shù)中，主要或從屬OT 56或64(圖3)只根據(jù)光接收機88和90(圖4)接收到的光功率來更新它的發(fā)射功率。然而，當(dāng)主要或從屬OT 56或64中之一在根據(jù)接收光功率調(diào)節(jié)它的發(fā)射功率電平的過程中時，主要或從屬OT 56或64中的另一個可能在相對方向上調(diào)節(jié)它的發(fā)射功率的過程中。因此，混合鏈路20(圖1)可能陷入振蕩模式，其中，主要和從屬OT 56和64保持來回地調(diào)節(jié)它們的發(fā)射功率電平。這種情況降低了混合鏈路20的斜率，因此并不好。
在如上所述的初始化中，主要和從屬OT 56和64的每一個產(chǎn)生控制分組36，而且每個OT起初把矛盾解決字段68設(shè)置成“初始”狀態(tài)。每個OT分別發(fā)送控制分組36，用于選路傳遞到另一站。在初始化之后的活動或等待模式操作期間，主要和從屬OT 56和64保證控制分組具有設(shè)置成“操作的”狀態(tài)的矛盾解決字段44。主要和從屬OT 56和64還廢棄包括把矛盾解決字段44設(shè)置成“初始”狀態(tài)的任何接收到的控制分組。因此，主要OT 56廢棄從從屬OT 64接收的第一控制分組36。另一方面，從屬OT 64接收和處理來自主要OT 56的第一控制分組36，因為主要站22把在這個控制分組中的矛盾解決字段44改變成“操作的”狀態(tài)。此外，如果在預(yù)定時間幀中主要和從屬OT 56和64的每一個沒有從對方接收到控制分組36，則它再產(chǎn)生控制分組36。
可以通過外部施加的控制信號，以及以剛才描述的方法通過內(nèi)部估計光徑中的光束質(zhì)量的結(jié)果，來控制混合鏈路20，使之在操作的活動模式和等待模式之間切換。主要和從屬CIU 62和70可以包括計算機、調(diào)制解調(diào)器或提供切換操作模式的外部控制信號的其它類型的網(wǎng)絡(luò)控制和監(jiān)測裝置。因此，可以通過本地或遠(yuǎn)程系統(tǒng)控制器來監(jiān)測和控制混合鏈路20。當(dāng)把混合鏈路20配置成外部控制時，主要和從屬CIU 62和70命令主要和從屬TIU 60和68、主要和從屬OT 56和64以及主要和從屬RF收發(fā)機58和66(圖3)監(jiān)測和控制混合鏈路20。此外，主要TIU 60保持主要CIU 62可以訪問的最近控制分組36的更新拷貝。因此，主要和從屬CIU 62和70分別命令主要和從屬TIU 60和68執(zhí)行活動模式和等待模式之間的切換。為了系統(tǒng)維修、設(shè)備升級或與在光徑中的數(shù)據(jù)發(fā)送的信息有關(guān)的其它原因，主要和/或從屬CIU 62或70可以發(fā)出命令以切換到等待模式和從等待模式切換。然而，當(dāng)內(nèi)部控制混合鏈路20時，在由于嚴(yán)峻氣候條件或主要或從屬OT 56或64的失效而光束失效或降質(zhì)時，自動發(fā)生從活動模式到等待模式的切換。當(dāng)在自由空間區(qū)域30中的大氣條件恢復(fù)到通過光徑26傳遞光信號足以提供可靠性和有效性時，自動發(fā)生回到活動模式的切換。因此，主要和從屬CIU 62和70起命令主要和從屬TIU 60和68、主要和從屬OT 56和64以及主要和從屬RF收發(fā)機58和66的遠(yuǎn)程控制接口單元的作用。對于支持混合鏈路20的模塊化實施，具有主要CIU62和從屬CIU70兩者在通信路徑的兩個終端處提供獨立控制是有用的，其中，每個站22和24是獨立地操作的。
可以以不同方法來實施混合鏈路20?？梢允褂弥饕蛷膶貱IU 62和70(圖3)作為遠(yuǎn)程控制單元接口，以配置、保持和控制主要和從屬OT 56和64(圖3)。在沒有混合鏈路20或主要和/或從屬TIU 60和/或68的RF鏈路部分時，用戶將根據(jù)主要和從屬OT 56和64之間的距離分別配置光放大器和光發(fā)射機108和110(圖4)的前置放大器電平以及光前置放大器92和94(圖4)。
在另一種另外的實施中，RF路徑28可以攜帶與光徑26攜帶的數(shù)據(jù)無關(guān)的數(shù)據(jù)。換言之，對于數(shù)據(jù)通信，同時充分利用光徑26和RF路徑28兩者。既然是這樣，可以安裝混合鏈路20而無需存在主要或從屬TIU 60或68(圖3)。既然是這樣，主要和從屬OT 56和64(圖3)獨立于主要和從屬RF收發(fā)機58和66而操作。因此，主要OT 56或從屬OT 64都不產(chǎn)生控制分組36。
在圖5中示出關(guān)于主要TIU 60的更多細(xì)節(jié)。一般，主要TIU 60包括交換機124、多路復(fù)用器125、去復(fù)用器126、微處理器127以及緩沖器128?？刂凭€路(未示出)一般把主要CIU 62(圖3)連接到微處理器127，以致主要CIU 62可以對主要TIU 60進行遠(yuǎn)程控制。一般，通過緩沖器128把I/O信號路徑32連接到交換機124，以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在操作的正?；顒幽Ｊ较?，交換機124選路通過光數(shù)據(jù)I/O總線72把數(shù)據(jù)傳遞到主要OT 56(圖3)。把交換機124連接到多路復(fù)用器125和去復(fù)用器126。在操作的等待模式中，交換機124通過多路復(fù)用器125發(fā)送數(shù)據(jù)，并把RF路徑129輸出到主要RF收發(fā)機58(圖3)，而且交換機124接收通過輸入RF路徑130和去復(fù)用器126的，來自主要RF收發(fā)機58的數(shù)據(jù)。從而交換機124通過混合鏈路20的RF鏈路部分選路傳遞數(shù)據(jù)。輸出RF路徑129和輸入RF路徑130一般形成主要TIU 60和主要RF收發(fā)機58之間的RF數(shù)據(jù)I/O總線。
當(dāng)在等待模式中時，多路復(fù)用器125一般對控制分組和數(shù)據(jù)進行多路復(fù)用，而去復(fù)用器126一般對控制分組和數(shù)據(jù)進行去復(fù)用。然而，在活動模式中，一般沒有附加數(shù)據(jù)(相對于所述附加數(shù)據(jù)進行控制分組的多路復(fù)用或去復(fù)用)，因為在活動模式中通過主要OT 56(圖3)發(fā)送數(shù)據(jù)。換言之，主要或從屬TIU 60或68從相應(yīng)的主要或從屬RF收發(fā)機58或66接收到的信息始終包括來自其它站的控制分組36。當(dāng)RF路徑28(圖1)攜帶數(shù)據(jù)時，在分別選路把數(shù)據(jù)傳遞到I/O信號路徑32或34之前，主要和從屬TIU 60和68從輸入RF數(shù)據(jù)流錄取控制分組36。主要TIU 60處理控制分組36，并選路而把它傳遞到主要OT 56；同時，從屬TIU 68選路而把控制分組傳遞到從屬OT 64而無需進一步的處理。
把控制總線76連接到微處理器127、多路復(fù)用器125和去復(fù)用器126，以致可以在這些單元中的每一個和主要OT 56(圖3)之間傳遞控制分組。把從主要OT56接收到的控制分組傳遞到微處理器127和多路復(fù)用器125。如果需要的話，多路復(fù)用器125用從交換機124接收到的數(shù)據(jù)對控制分組進行多路復(fù)用，并把控制分組傳遞到主要RF收發(fā)機58(圖3)，用于發(fā)送到從屬站24(圖1)。如果需要的話，去復(fù)用器126對來自從屬站24通過主要RF收發(fā)機58接收到的控制分組相對于數(shù)據(jù)進行去復(fù)用，并通過控制總線76傳遞到微處理器127和主要OT 56。微處理器127對不管是從主要OT 56接收到的還是從從屬站24接收到的控制分組進行處理，以確定把混合鏈路20置于操作的活動模式還是操作的等待模式。把微處理器127連接到交換機124以發(fā)送控制信號，導(dǎo)致根據(jù)控制分組36的內(nèi)容使交換機124在活動模式和等待模式之間切換。
在上述初始化中，根據(jù)接收到來自主要OT 56(圖3)的帶有設(shè)置成“初始”狀態(tài)的矛盾解決字段44(圖2)的控制分組36，微處理器127把矛盾解決字段44信息改變成“操作的”狀態(tài)。對于任何其它控制分組36，微處理器127使矛盾解決字段44保持不變。
當(dāng)在活動模式中而且微處理器127接收帶有設(shè)置成“失效”狀態(tài)的光失效字段46(圖2)的控制分組時，微處理器127啟動交換機，使之從活動模式到等待模式。當(dāng)在等待模式中而且微處理器127接收帶有設(shè)置成“正確“狀態(tài)的光失效字段46的控制分組36時，微處理器127啟動交換機，使之從等待模式到活動模式。此外，當(dāng)主要交換機124不能檢測沿混合鏈路20的光鏈路部分的信號時，即使沒有設(shè)置成”失效“狀態(tài)的光失效字段46，主要站22也執(zhí)行交換機，使之從活動模式到等待模式。
當(dāng)在操作的活動模式中操作時，微處理器127控制交換機124，把數(shù)據(jù)從I/O信號路徑32和緩沖器128傳遞到光數(shù)據(jù)I/O總線72。
在圖6中示出有關(guān)從屬TIU 68的更多細(xì)節(jié)。一般，從屬TIU 68包括交換機131、多路復(fù)用器132、去復(fù)用器133和緩沖器134，它們每一個的功能與圖5中示出的交換機124、多路復(fù)用器125、去復(fù)用器126和緩沖器128相似。從屬TIU 68的功能與主要TIU 60(圖5)的功能相似。然而，雖然從屬TIU 68可以包括微處理器(未示出)，但是它不象主要TIU 60(見圖5)那樣處理控制分組36。因此，完全在主要TIU 60中執(zhí)行把混合鏈路20切換到活動模式還是等待模式的判定。另一方面，從屬TIU 68根據(jù)是否在光數(shù)據(jù)I/O總線56上實際接收到數(shù)據(jù)而在模式之間切換。一般，控制線路(未示出)把從屬CIU 70(圖3)連接到從屬TIU 68的各單元，用于它們的遠(yuǎn)程控制。
把交換機131連接到光數(shù)據(jù)I/O總線74、緩沖器134、多路復(fù)用器132和去復(fù)用器133。當(dāng)在活動模式中時，交換機131通過光數(shù)據(jù)I/O總線74和從屬OT 64(圖3)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。當(dāng)在等待模式中時，交換機131選路把數(shù)據(jù)從I/O信號路徑34和緩沖器134傳遞到多路復(fù)用器132和輸出RF路徑135，以及從輸入RF路徑136和去復(fù)用器133傳遞到緩沖器134和I/O信號路徑34。一般，輸出RF路徑135和輸入RF路徑136形成從屬TIU 68和從屬RF收發(fā)機66(圖3)之間的RF數(shù)據(jù)I/O總線82。根據(jù)檢測到在光數(shù)據(jù)I/O總線74上不存在數(shù)據(jù)，交換機131從活動模式切換到等待模式，因為在光數(shù)據(jù)I/O總線74上缺少數(shù)據(jù)是主要TIU 60(圖3)已經(jīng)把混合鏈路20置于等待模式中的一個指示。因此，尤其是交換機131，一般是從屬TIU 68，執(zhí)行信號路由器的功能，用于選路通過合適的光或RF路徑傳遞數(shù)據(jù)。
把控制總線78連接到多路復(fù)用器132和去復(fù)用器133，以致可以在這些單元中的每一個和從屬OT 64(圖3)之間傳遞控制分組。把從從屬OT 64接收到的控制分組傳遞到多路復(fù)用器132。如果需要的話，多路復(fù)用器132用從交換機131接收到的數(shù)據(jù)對控制分組36進行多路復(fù)用，并把控制分組傳遞到從屬RF收發(fā)機66(圖3)，用于發(fā)送到主要站22(圖1)。如果需要的話，去復(fù)用器133對來自主要站22通過從屬RF收發(fā)機66接收到的控制分組用數(shù)據(jù)進行去復(fù)用，并通過控制總線78傳遞到從屬OT 64。最好，在從屬TIU 68中不以任何方法處理控制分組，因為根據(jù)交換機131中的傳統(tǒng)電路檢測到光數(shù)據(jù)I/O總線74上不存在數(shù)據(jù)就自動執(zhí)行活動模式和等待模式之間的切換功能。
主要TIU 60處理在主要OT 56、主要RF收發(fā)機58和主要CIU 62(圖3)之間流動的數(shù)據(jù)分組中的控制和狀態(tài)信息。主要TIU 60包括緩沖器128，當(dāng)命令操作模式從光徑26切換到RF路徑28時，動態(tài)地對從I/O信號路徑56接收到的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率進行存儲和下變頻。使用緩沖器128來存儲數(shù)據(jù)，直到命令I(lǐng)/O信號路徑32和34(圖1)所連接的其余通信網(wǎng)或系統(tǒng)(未示出)降低它的數(shù)據(jù)發(fā)送速率以與通過RF路徑28的較低數(shù)據(jù)發(fā)送速率相匹配。如果由于通信網(wǎng)或系統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)送速率終端-對-終端切換之間的延遲而在活動-到-等待模式切換過程期間發(fā)生次要數(shù)據(jù)丟失，則可以再發(fā)送所存儲的數(shù)據(jù)。選擇緩沖器128的大小以支持高速接口協(xié)議，而且可以配置從緩沖器128錄取比特時的數(shù)據(jù)速率來支持這些接口。
從屬TIU 68包括緩沖器134，當(dāng)命令從光徑26到RF路徑28切換時，對從I/O信號路徑56接收到的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率動態(tài)地進行存儲和下變頻。使用緩沖器128來存儲數(shù)據(jù)，直到通知I/O信號路徑56和58所連接的其余網(wǎng)絡(luò)(未示出)降低它的發(fā)送速度。如果由于終端-對-終端切換之間的延遲而在活動-到-等待切換過程期間發(fā)生次要數(shù)據(jù)丟失，則可以再發(fā)送所存儲的數(shù)據(jù)。選擇緩沖器128的大小以支持高速接口協(xié)議，而且可以配置從緩沖器128錄取比特時的數(shù)據(jù)速率來支持這些接口。
在圖7中示出，主要和從屬OT 56和64的控制分組發(fā)生器100和102(圖4)分別執(zhí)行一般的自適應(yīng)功率控制過程，以估計所接收光功率電平、調(diào)節(jié)發(fā)射光功率電平以及組合控制分組36(圖2)。自適應(yīng)功率控制過程在活動和等待兩種模式中操作。在活動模式中，自適應(yīng)功率控制過程根據(jù)在所接收控制分組36中攜帶的信息和所接收光徑26的功率電平調(diào)節(jié)光發(fā)射功率。在越過地面自由空間區(qū)域30發(fā)射控制分組36之前，自適應(yīng)功率控制過程更新控制分組36的內(nèi)容字段40(圖2)。在等待模式中，自適應(yīng)功率控制過程保持最大功率發(fā)射，并且直到混合鏈路20的光鏈路部分表示通信改進才更新控制分組。在等待模式中，光失效字段46將始終表示“失效”狀態(tài)，直到混合鏈路20的光鏈路部分適合于數(shù)據(jù)發(fā)送。然后，光失效字段46改變成表示允許恢復(fù)操作的活動模式的“正確”狀態(tài)。
在步驟142處開始自適應(yīng)功率控制過程。在步驟144處，判定是否已經(jīng)接收到控制分組36(圖2)。如果沒有接收到，則在步驟144處過程進入循環(huán)，等待接收到控制分組。如果在步驟144處的判定是肯定的，即，已經(jīng)接收到控制分組，則在步驟146處錄取各種內(nèi)容字段40(圖2)。在步驟148處，判定所接收矛盾解決字段44(圖2)是否表示所接收控制分組36是在把矛盾解決字段44設(shè)置成“初始”狀態(tài)(即，a0)時的初始化階段中產(chǎn)生的。如果是的，則丟棄控制分組，并且過程返回到步驟114，以等待下一個控制分組。如果在步驟148中的判定是否定的，即，控制分組不是在初始化階段中產(chǎn)生的，則在步驟150處取得將用于更新控制分組的本地參數(shù)(例如，根據(jù)來自信道估計單元96或98(圖4)的光束質(zhì)量信號的本地總接收功率，以及根據(jù)發(fā)射功率更新單元104或106的設(shè)置的本地總發(fā)射功率)。
在步驟152處，判定光失效字段46(圖2)是否表示混合鏈路20的光鏈路部分正在正確地操作，從而展現(xiàn)“正確”狀態(tài)。如果是的，則判定是否表示本地混合鏈路20的光鏈路部分失效，如果在混合鏈路20的光鏈路部分的降質(zhì)比從一個站到另一個站傳遞控制分組36所需的時間更快，則在這個情況中可能發(fā)生表示本地混合鏈路20的光鏈路部分失效。如果不是，則假定混合鏈路20在活動模式中操作，并在步驟156處根據(jù)所接收功率調(diào)節(jié)字段48(圖2)的值判定要向上、向下、還是不調(diào)節(jié)發(fā)射光功率電平。如果在步驟156處的判定是否定的，則在步驟158處更新控制分組。如果在步驟156處的判定是肯定的，即，要調(diào)節(jié)發(fā)射光功率電平，則在步驟160處，根據(jù)在所接收功率調(diào)節(jié)量字段50(圖2)中的值來調(diào)節(jié)光發(fā)射機108或110(圖4)的發(fā)射光功率電平。此后在步驟158處更新控制分組。在步驟158處已經(jīng)更新控制分組之后，在步驟161處結(jié)束自適應(yīng)功率控制過程。
當(dāng)在步驟158處更新控制分組36時，矛盾解決字段44(圖2)保持不變。根據(jù)本地總接收功率是否低于最小門限值和本地總發(fā)射功率是否已經(jīng)設(shè)置到它的最大值，把光失效字段46設(shè)置成展現(xiàn)“失效”狀態(tài)。否則，把光失效字段46設(shè)置成反映“正確”狀態(tài)。如果本地總接收功率在最小門限值和最大門限值之間，則把功率調(diào)節(jié)字段48設(shè)置成反映“不改變”狀態(tài)。如果本地總接收功率低于最小門限值，并且本地總發(fā)射功率還不是最大，則把功率調(diào)節(jié)字段48設(shè)置成“增加”狀態(tài)。如果本地總接收功率高于最大門限值，則把功率調(diào)節(jié)字段48設(shè)置成“降低”狀態(tài)。如果把功率調(diào)節(jié)字段48設(shè)置成表示“增加”或“降低”狀態(tài)，則根據(jù)本地總接收功率和本地總發(fā)射功率，把功率調(diào)節(jié)量字段50設(shè)置成相對站22或24的光功率電平要改變的一個量。用本地總接收功率和本地總發(fā)射功率的值裝載總接收功率字段52和總發(fā)射功率字段54。
如果在步驟154處的判定是肯定的，表示本地光鏈路部分已經(jīng)失效，則在步驟162處更新控制分組。當(dāng)在步驟152處更新控制分組時，矛盾解決字段44(圖2)保持不變。把光失效字段46(圖2)設(shè)置成表示“失效”狀態(tài)。因為只有當(dāng)不可能進一步增加發(fā)射光功率電平時才表示光失效，并且因為當(dāng)表示光失效時不希望降低發(fā)射光功率電平，所以最好把功率調(diào)節(jié)字段48(圖2)和功率調(diào)節(jié)量字段50(圖2)兩者都設(shè)置成零。用本地總接收功率和本地總發(fā)射功率的值裝載總接收功率字段52(圖2)和總發(fā)射功率字段54(圖2)。
如果在步驟152處的判定是否定的，即，光失效字段46(圖2)表示光鏈路部分已經(jīng)失效，則微處理器127將開始從操作的活動模式到等待模式的切換，并在步驟164處，判定光鏈路部分的失效是否也是本地地表示的。如果是的，則光鏈路部分仍不操作，混合電路仍處于等待模式中，并在步驟166處相應(yīng)地更新控制分組。不改變矛盾解決字段44(圖2)。保持光失效字段46(圖2)為“失效”狀態(tài)。最好，把功率調(diào)節(jié)字段48(圖2)和功率調(diào)節(jié)量字段50(圖2)設(shè)置成零。用本地總接收功率和本地總發(fā)射功率的值裝載總接收功率字段52(圖2)和總發(fā)射功率字段54(圖2)。在步驟166處更新控制分組之后，在步驟161處結(jié)束過程。
如果在步驟164處的判定是否定的，表示本地光鏈路部分正在正常地操作，則在步驟168處假定要恢復(fù)光徑26，并相應(yīng)地更新控制分組。當(dāng)在步驟168處更新控制分組時，矛盾解決字段44(圖2)保持不變。根據(jù)本地總接收功率低于最小門限值和已經(jīng)把本地總發(fā)射功率設(shè)置到它的最大值，把光失效字段46(圖2)設(shè)置成“失效”狀態(tài)。否則，把光失效字段46設(shè)置成“正確”狀態(tài)。如果本地總接收功率在最小門限值和最大門限值之間，則把功率調(diào)節(jié)字段48(圖2)設(shè)置成表示“不改變”。如果本地總接收功率低于最小門限值，并且本地總發(fā)射功率還不是最大，則把功率調(diào)節(jié)字段48設(shè)置成表示“增加”。如果本地總接收功率在門限值以上，則把功率調(diào)節(jié)字段48設(shè)置成表示“降低”。如果功率調(diào)節(jié)字段48設(shè)置成表示“增加”或“降低”，則根據(jù)本地總接收功率和本地總發(fā)射功率，把功率調(diào)節(jié)量字段50(圖2)設(shè)置成相對站22或24的光功率電平要改變的一個量。用本地總接收功率和本地總發(fā)射功率的值裝載總接收功率字段52(圖2)和總發(fā)射功率字段54(圖2)。在步驟168處更新控制分組之后，在步驟161處結(jié)束過程。
在圖8中示出在微處理器127的控制下主要TIU 60(圖3)在活動模式和等待模式之間切換的過程。在步驟170處開始該過程。在步驟171處，判定在控制分組36中的矛盾解決字段44(圖2)是否設(shè)置成表示初始化。如果是的，則在步驟172處，把矛盾解決字段44改變成“操作的”。這個改變發(fā)生于在混合鏈路20的初始化時產(chǎn)生的初始控制分組36上。在步驟173處，判定是否把光失效字段46(圖2)設(shè)置成表示“正確”狀態(tài)。如果是的，則在步驟174處，判定當(dāng)前混合鏈路20是否正在等待模式中操作。如果是的，則在步驟176處發(fā)出從等待模式到活動模式切換的命令。此后，在步驟178處結(jié)束該過程。如果在步驟174處的判定是否定的，即，當(dāng)前混合鏈路20正在活動模式中操作，則不需要切換操作的模式，而過程在步驟178處結(jié)束。
如果在步驟173處的判定是否定的，即，在控制分組中的光失效字段46(圖2)表示“失效”狀態(tài)，則在步驟180處，判定當(dāng)前混合鏈路20(圖2)是否正在活動模式中操作。如果是的，則在步驟182處發(fā)出命令，以從活動模式切換到等待模式，并且此后過程在步驟178處結(jié)束。如果在步驟180處的判定是否定的，即，當(dāng)前混合鏈路20正在等待模式中操作，則不需要切換模式，而在步驟178處結(jié)束過程。
在圖9中示出在交換機131(圖6)自動地檢測到在光數(shù)據(jù)I/O總線74(圖4)上不存在數(shù)據(jù)時從屬TIU 68在活動模式和等待模式之間切換的過程。在步驟184處開始該過程。在步驟186處，判定在光數(shù)據(jù)I/O總線74上是否存在數(shù)據(jù)。如果存在，則在步驟188處，判定當(dāng)前混合鏈路20是否正在等待模式中操作。如果是的，則在步驟190處，交換機131從等待模式切換到活動模式，因為在光數(shù)據(jù)I/O總線上存在光數(shù)據(jù)表示現(xiàn)在光徑是可操作的。此后，在步驟192處結(jié)束該過程。如果在步驟188處的判定是否定的，即，當(dāng)前混合鏈路20正在活動模式中操作，則不需要切換模式，而過程在步驟192處結(jié)束。
如果在步驟186處的判定是否定的，即，在光數(shù)據(jù)I/O總線74(圖4)上不存在數(shù)據(jù)，則在步驟194處，判定當(dāng)前混合鏈路20是否正在活動模式中操作。如果是的，則在步驟196處，交換機131從活動模式切換到等待模式，因為光數(shù)據(jù)I/O總線上不存在光數(shù)據(jù)表示通過光徑的失效通信。此后，過程在步驟192處結(jié)束。如果在步驟194處的判定是否定的，即，當(dāng)前混合鏈路20正在等待模式中操作，則不需要切換模式，而在步驟192處結(jié)束過程。
結(jié)合用于控制和狀態(tài)信息的可靠的通信路徑，以及通過混合鏈路的RF鏈路部分的備用數(shù)據(jù)通信路徑，混合鏈路20具有通過光鏈路部分高速通信的優(yōu)點。在把數(shù)據(jù)流從光鏈路部分切換到RF鏈路部分時，混合鏈路20損失通信速度或帶寬，但是雖然按較低速率，還是能維持整個數(shù)據(jù)通信。RF鏈路部分的可靠性和可用性允許任何時間都可以在主要站和從屬站22和24之間可靠地交換控制和狀態(tài)數(shù)據(jù)，所以即使在對于光鏈路部分的最優(yōu)化使用為負(fù)面的大氣條件下，也可以維持主要站和從屬站22和24的同步和功率對稱。即使當(dāng)光鏈路部分失效時，在主要站和從屬站22和24之間仍共享有關(guān)光鏈路部分的控制和狀態(tài)信息。在獲得對本發(fā)明的完整的理解和領(lǐng)會之后，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員會明了許多其它的優(yōu)點和改進。
當(dāng)前已經(jīng)在特定程度上描述了本發(fā)明的較佳實施例和本發(fā)明的改進。已經(jīng)通過較佳例子而形成本說明。應(yīng)該理解，通過下列權(quán)利要求書來定義本發(fā)明的范圍，而不應(yīng)該不必要地受到上述較佳實施例的詳細(xì)說明的限制。
權(quán)利要求
1.在通信鏈路中傳遞數(shù)據(jù)的一種方法，所述通信鏈路越過在鏈路的各終端處的兩個站之間的地面自由空間區(qū)域延伸，所述方法包括下列步驟在光信號中傳遞數(shù)據(jù)，所述光信號是通過兩個站之間的自由空間光徑發(fā)送的；以及在射頻(RF)信號中傳遞數(shù)據(jù)，所述射頻信號是當(dāng)不在通過光徑的光信號中發(fā)送數(shù)據(jù)時通過兩個站之間的自由空間RF路徑發(fā)送的。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟在站之間傳遞控制和狀態(tài)信息作為在RF路徑中發(fā)送的RF信號。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟在站之間連續(xù)地傳遞包含控制和狀態(tài)信息的RF信號。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟在站之間與包含數(shù)據(jù)的光信號的發(fā)送同時地傳遞包含控制和狀態(tài)信息的RF信號。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟根據(jù)控制和狀態(tài)信息選擇光徑或RF路徑中之一來傳遞數(shù)據(jù)；以及在所選擇的路徑中傳遞數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟檢測從光徑接收到的光信號的特征；根據(jù)所檢測的光信號的特征，選擇光徑或RF路徑中之一來傳遞數(shù)據(jù)；以及在所選擇的路徑中傳遞數(shù)據(jù)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟檢測對于接收在光徑中傳遞的光信號的一個失效作為用于選擇路徑的特征；以及在檢測到接收光信號失效時，在RF路徑中傳遞數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟檢測在光徑中傳遞的光信號的功率電平作為用于選擇路徑的特征；以及在光徑中傳遞的光信號的功率電平降到低于預(yù)定門限電平時，在RF路徑中傳遞數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于檢測功率電平的步驟檢測在光徑中傳遞的光信號的接收功率電平和發(fā)射功率電平作為用于選擇路徑的組合特征；以及在光信號的接收功率電平降到低于預(yù)定門限電平和光信號的發(fā)射功率電平正在約最大門限電平處時，在RF路徑中傳遞數(shù)據(jù)。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟檢測在光徑中傳遞的光信號的發(fā)送能力作為用于選擇路徑的特征；以及在光徑中傳遞的光信號的發(fā)送能力降到低于在RF路徑中傳遞RF信號的發(fā)送能力時，在RF路徑中傳遞數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟在RF路徑中傳遞數(shù)據(jù)的同時通過光徑發(fā)送同步光信號。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟在站之間傳遞控制和狀態(tài)信息作為在RF路徑中發(fā)送的RF信號；把所接收同步信號的特征的信息包括在控制和狀態(tài)信息中；以及根據(jù)包括在控制和狀態(tài)信息中描述所接收同步信號的特征的信息，把數(shù)據(jù)通信從RF路徑切換到光徑。
13.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟在站之間傳遞控制和狀態(tài)信息作為在RF路徑中發(fā)送的RF信號；在控制和狀態(tài)信息中包括所檢測的特征的信息；以及根據(jù)包括在控制和狀態(tài)信息中的所檢測的特征信息，把數(shù)據(jù)通信從一個路徑切換到另一個路徑。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟調(diào)節(jié)兩個站通過光徑發(fā)射光信號所用的光功率電平，以使所接收光功率電平保持在接收機可操作的預(yù)定最大電平和預(yù)定最小電平之間的窗口內(nèi)。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟調(diào)節(jié)兩個站通過光徑發(fā)射光信號所用的光功率電平到約相同的電平。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟在站之間傳遞控制和狀態(tài)信息作為在RF路徑中發(fā)送的RF信號；在兩個站之間發(fā)送的控制和狀態(tài)信息中發(fā)送光功率電平同步信息；以及根據(jù)光功率電平同步信息，對于從兩個站中的每個站發(fā)送的光信號建立相同的光功率電平。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟在發(fā)送光信號到其它站的一個站處產(chǎn)生控制和狀態(tài)信息；以及在控制和狀態(tài)信息中包括表示一個量的調(diào)節(jié)信息，另一站通過所述量調(diào)節(jié)把光信號發(fā)送到一個站所用的光功率電平。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟根據(jù)包括在控制和狀態(tài)信息中的調(diào)節(jié)信息，調(diào)節(jié)另一站把光信號發(fā)射到一個站所用的光功率電平。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟調(diào)節(jié)一個站發(fā)送光信號所用的光功率電平，使調(diào)節(jié)量與一個站產(chǎn)生的調(diào)節(jié)信息表示的量相同。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，進一步包括下列步驟根據(jù)提供給站的外部控制因子，選擇用于傳遞數(shù)據(jù)的光徑或RF路徑中之一；以及在所選擇的路徑中傳遞數(shù)據(jù)。
21.用于在第一和第二站之間傳遞數(shù)據(jù)的一種混合無線光和射頻(RF)通信鏈路，第一和第二站通過各自的第一和第二輸入/輸出(I/O)信號路徑接收和傳遞數(shù)據(jù)，包括自由空間光鏈路部分，包括在第一站處的第一光收發(fā)機和在第二站處的第二光收發(fā)機，用于發(fā)送和接收它們之間包含數(shù)據(jù)的光信號；以及與光鏈路部分并聯(lián)的自由空間RF鏈路部分，包括在第一站處的第一RF收發(fā)機和在第二站處的第二RF收發(fā)機，用于發(fā)送和接收在它們之間包含數(shù)據(jù)的RF信號以及用于控制光和RF收發(fā)機的操作的控制和狀態(tài)信息。
22.如權(quán)利要求21所述的通信鏈路，其特征在于，進一步包括在第一站處連接到光鏈路部分、RF鏈路部分以及第一I/O信號路徑的第一交換機，在活動模式中，第一交換機選路在第一光收發(fā)機和第一I/O信號路徑之間傳遞數(shù)據(jù)，而在等待模式中，第一交換機選路在第一RF收發(fā)機和第一I/O信號路徑之間傳遞數(shù)據(jù)；以及在第二站處連接到光鏈路部分、RF鏈路部分以及第二I/O信號路徑的第二交換機，在活動模式中，第二交換機選路在第二光收發(fā)機和第二I/O信號路徑之間傳遞數(shù)據(jù)，而在等待模式中，第二交換機選路在第二RF收發(fā)機和第二I/O信號路徑之間傳遞數(shù)據(jù)；以及第一交換機響應(yīng)控制和狀態(tài)信息在活動模式和等待模式之間切換。
23.如權(quán)利要求22所述的通信鏈路，其特征在于光鏈路部分的第一或第二光收發(fā)機中之一產(chǎn)生表示光鏈路部分是否能有效地傳遞數(shù)據(jù)的發(fā)送狀態(tài)信號。
24.如權(quán)利要求23所述的通信鏈路，其特征在于在控制和狀態(tài)信息中包括發(fā)送狀態(tài)信號；以及第一交換機響應(yīng)發(fā)送狀態(tài)信號在活動模式和等待模式之間切換。
25.如權(quán)利要求22所述的通信鏈路，其特征在于第一或第二交換機中之一根據(jù)不存在通過光鏈路部分發(fā)送的數(shù)據(jù)而從活動模式切換到等待模式。
26.如權(quán)利要求22所述的通信鏈路，其特征在于，進一步包括控制和狀態(tài)信息包括通過RF鏈路部分在第一和第二站之間來回發(fā)送的控制令牌分組，并且所述控制令牌分組包含功率調(diào)節(jié)信息；通過第一或第二光收發(fā)機中的一個發(fā)送光收發(fā)機產(chǎn)生功率調(diào)節(jié)信息；功率調(diào)節(jié)信息表示第一或第二光收發(fā)機中另一個接收光收發(fā)機改變光發(fā)射功率電平的量，所述接收光收發(fā)機應(yīng)該按所述光發(fā)射功率電平把光信號發(fā)送到發(fā)送光收發(fā)機。
27.如權(quán)利要求26所述的通信鏈路，其特征在于接收光收發(fā)機通過改變接收光收發(fā)機發(fā)送光信號所用的光發(fā)射功率電平而響應(yīng)包含在控制令牌分組中的功率調(diào)節(jié)信息的接收。
28.如權(quán)利要求26所述的通信鏈路，其特征在于發(fā)送光收發(fā)機使發(fā)送光收發(fā)機發(fā)送光信號所用的光發(fā)射功率電平改變的量與發(fā)送光收發(fā)機產(chǎn)生的功率調(diào)節(jié)信息表示的量相同。
29.如權(quán)利要求22所述的通信鏈路，其特征在于當(dāng)光鏈路部分發(fā)送數(shù)據(jù)時，第一和第二交換機在活動模式中操作；以及當(dāng)光鏈路部分失效于發(fā)送數(shù)據(jù)時，第一和第二交換機在等待模式中操作。
全文摘要
一種混合無線光和射頻(RF)通信鏈路使用并聯(lián)的自由空間光和RF路徑來發(fā)送數(shù)據(jù)以及控制和狀態(tài)信息。光鏈路提供數(shù)據(jù)的主要路徑，而RF鏈路提供用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的同時的或備用的路徑，以及用于控制和狀態(tài)信息的可靠的和主要的路徑。當(dāng)大氣條件降質(zhì)到使光數(shù)據(jù)發(fā)送失效的程度時，混合通信鏈路切換到RF鏈路以維持?jǐn)?shù)據(jù)傳遞的可用性。根據(jù)通過光徑傳遞的光信號的質(zhì)量估計，可以自動地發(fā)生切換。
文檔編號H04B10/10GK1451210SQ00819317
公開日2003年10月22日 申請日期2000年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月13日
發(fā)明者H·威爾布蘭特, M·阿舒爾 申請人:萊特卜印特通訊股份有限公司