專利名稱：用以太網(wǎng)為基礎(chǔ)組建室內(nèi)激光無線局域網(wǎng)的方法及其系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用以太網(wǎng)為基礎(chǔ)組建室內(nèi)激光無線局域網(wǎng)的方法及其系統(tǒng)屬于無線光局域網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在現(xiàn)有的以太網(wǎng)基礎(chǔ)上構(gòu)造激光無線局域網(wǎng)的方法及其系統(tǒng)。
本發(fā)明的特征在于，用一種通過接口與以太網(wǎng)卡相連的激光無線收發(fā)器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙絞線和同軸電纜，以紅外激光作光源，采用光無線通信的方法，通過天花板與墻壁組成的漫反射系統(tǒng)，以便與指向任意，位置可移動(dòng)的激光無線收發(fā)器中的接收器實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的多路徑傳播。
根據(jù)本發(fā)明的方法局設(shè)計(jì)的裝置即激光無線收發(fā)器的特征在于，其中的激光無線發(fā)射器部分依次含有輸入端經(jīng)RJ45接口與以太網(wǎng)卡相連的差分輸入電路，運(yùn)算放大電路，激光二極管驅(qū)動(dòng)電路以及光散射片；其中的激光無線接收器部分依次含有半球型鍍膜光學(xué)集中器，光電探測(cè)器，跨阻前置放大器，次級(jí)放大器，高通濾波器，低通濾波器，限幅放大器以及輸出端也經(jīng)RJ45接口與另一個(gè)以太網(wǎng)卡相連的差分輸出電路。
使用證明它實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目的。
圖2本發(fā)明所述激光無線發(fā)射器的原理框圖。
圖3本發(fā)明所述激光無線接收器的原理框圖。
再見圖2。差分輸入電路用芯片MAX4100ESA，其輸入端經(jīng)雙絞線對(duì)與RJ45接口中的1、2兩端相連，放大倍數(shù)為1。運(yùn)算放大電路用芯片MAX4100ESA，是帶偏置的。高輸出電流的激光二極管(LD)驅(qū)動(dòng)電路用芯片SS8050，它驅(qū)動(dòng)激光二極管發(fā)出紅外激光。調(diào)整運(yùn)算放大電路的偏置電壓和放大倍數(shù)可使第三級(jí)驅(qū)動(dòng)電路輸出符合激光二極管閥值電流和工作電流的要求。本實(shí)施例中采用4個(gè)激光二極管，每管的峰值輸出功率為300mV，閥值電流為130mA，工作電流為500mA，型號(hào)為SLD303，工作波長為808nm。運(yùn)算放大電路的增益帶寬為500MHz。激光二級(jí)管驅(qū)動(dòng)電路最大輸出電流為800mA。由于激光二級(jí)管的輸出具有單色性好，方向性強(qiáng)的特點(diǎn)，要在它前面放置一個(gè)光學(xué)散射片，使激光通過光學(xué)散射片輸出近似朗伯體的均勻光斑，擴(kuò)大光源面積，減小光強(qiáng)度，使發(fā)射器的輸出符合ANSI IEC825-1 Class1人眼的安全標(biāo)準(zhǔn)，在本實(shí)施例中，光學(xué)散射片的透過率為90％。
再見圖3。接收器最前端是半球型鍍膜光學(xué)集中器，用折射率n為1.80的玻璃制成半徑為2cm，半球表面鍍膜通帶為780nm～820nm，考慮到光學(xué)鍍膜的通帶中心波長隨光線入射角不同而向窄帶飄移的現(xiàn)象，濾波器帶寬取40nm，與發(fā)射波長匹配，以便有效地通過更大視場(chǎng)來提高光接收效率。光電探測(cè)器使用面積為1cm2的Si PIN探測(cè)器，其峰值響應(yīng)波長為960nm，響應(yīng)度為0.66A/W(960nm時(shí))，結(jié)電容為40pF(70V偏壓時(shí))，截止頻率為40MHz，型號(hào)為S3590-08。由于大面積探測(cè)器的結(jié)電容大，前置放大器采用跨阻結(jié)構(gòu)，兼具跨阻增益和系統(tǒng)帶寬兩方面性能，其增益帶寬積為400MHz，跨阻增益為1K，其型號(hào)為OPA655P。由于前置放大器的跨阻受系統(tǒng)帶寬的限制不能取得太大，需使用二級(jí)放大，所用次級(jí)放大器的增益帶寬積為500MHz，型號(hào)為MAX4100ESA。為了消除白熾燈和陽光產(chǎn)生的直流電噪聲以及熒光燈和各級(jí)放大器產(chǎn)生的高頻電噪聲，要相繼使用高通、低通濾波器。高通濾波器的截止頻率為160KHz，低通濾波器的截止頻率為20MHz。型號(hào)分別為RC網(wǎng)絡(luò)。由于移動(dòng)性，兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的距離會(huì)變化，因此，探測(cè)器收到的信號(hào)功率會(huì)隨距離變化，產(chǎn)生變化的電信號(hào)幅度，為了使接收器輸出的信號(hào)幅度一致以便與網(wǎng)卡相連，在低通濾波器后使用限幅放大器以起箝位作用，其箝位幅度為±1.2V，其型號(hào)為OPA689U。差分輸出電路的輸出端分別接以太網(wǎng)卡RJ45接口的3、6兩端，其增益帶寬積為500MHz型號(hào)為MAX4100ESA。
由此可見，它可以利用以太網(wǎng)的網(wǎng)卡，用激光無線收發(fā)器代替雙絞線和同軸電纜，在小的空間范圍內(nèi)，用漫反射式光無線通信的方法，組建激光無線局域網(wǎng)，它具有不需要另外設(shè)置光局域網(wǎng)所必不可少的直接傳播路徑，節(jié)約用戶無線上網(wǎng)的成本，人或其他物體的移動(dòng)和遮擋不會(huì)影響信號(hào)的傳播，用戶可在有線和無線中自由切換等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種用以太網(wǎng)為基礎(chǔ)組建室內(nèi)激光無線局域網(wǎng)的方法，其特征在于用一種通過接口與以太網(wǎng)卡相連的激光無線收發(fā)器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙絞線和同軸電纜，以紅外激光作光源，采用光無線通信的方法，通過天花板與墻壁組成的漫反射系統(tǒng)，以便與指向任意，位置可移動(dòng)的激光無線收發(fā)器中的接收器實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的多路徑傳播。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用以太網(wǎng)為基礎(chǔ)組建室內(nèi)激光無線局域網(wǎng)的方法而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)是一種激光無線收發(fā)器，其特征在于，其中的激光無線發(fā)射器部分依次含有輸入端經(jīng)RJ45接口與以太網(wǎng)卡相連的差分輸入電路，運(yùn)算放大電路，激光二極管驅(qū)動(dòng)電路以及光散射片；其中的激光無線接收器部分依次含有半球型鍍膜光學(xué)集中器，光電探測(cè)器，跨阻前置放大器，次級(jí)放大器，高通濾波器，低通濾波器，限幅放大器以及輸出端也經(jīng)RJ45接口與另一個(gè)以太網(wǎng)卡相連的差分輸出電路。
全文摘要
用以太網(wǎng)為基礎(chǔ)組建室內(nèi)激光無線局域網(wǎng)的方法及其系統(tǒng)屬于無線光局域網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域,其特征在于:用通過RJ45接口與以太網(wǎng)卡相連的激光無線收發(fā)器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的雙絞線和同軸電纜,以紅外激光作光源,采用光無線通訊的方法,通過天花板與墻壁組成的漫反射系統(tǒng),以便與指向任意,位置可移動(dòng)的激光無線收發(fā)器中的接收器實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的多徑傳播;同時(shí)相應(yīng)地提出了其中所用的激光無線收發(fā)器。它具有不需要另外設(shè)置直接傳播途徑,節(jié)省無線上網(wǎng)成本,人和其他物體的移動(dòng)和遮擋不會(huì)影響信號(hào)傳播,具有魯棒性好和可移動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B10/04GK1352495SQ0114458
公開日2002年6月5日 申請(qǐng)日期2001年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月21日
發(fā)明者鞏馬理, 楊欣, 張凱, 張海濤, 閻平, 金偉, 姜豐 申請(qǐng)人:清華大學(xué)