具有针对自由空间光通信中的闪烁补偿的闭环控制的光放大器的制作方法

本公开内容涉及在通信终端处调节输出放大以补偿自由空间光中的空气闪烁(air scintillation)。

背景技术：

诸如在高海拔工作的航空通信设备之类的通信终端可以通过自由空间光链路传输和接收光信号。空气的密度、风速、气压和湍流可以使得跨光链路的空气闪烁波动。空气闪烁可以扰乱在通信终端之间传送的光信号中的一个或多个光信号。例如，空气闪烁可以使得通信终端中的接收通信终端处的光信号的接收的光功率从通信终端中的传输通信终端处的光信号的传输功率减小。作为结果，光链路损失可能发生并且光信号中包括的数据可能未被接收通信终端接收到或者被接收通信终端部分地接收到。尽管为光信号选择高传输功率可以克服空气闪烁为高时的可能结果，但是在空气闪烁为低时为光信号使用高传输功率可能对接收通信终端处的接收光学器件造成损坏并且功耗在通信终端处过度地增加。

技术实现要素：

本公开内容的一个方面提供了一种用于操作光放大器的方法。该方法包括在第一通信终端处通过自由空间光链路从第二通信终端接收第一光信号，以及由第一通信终端的控制硬件基于第一光信号来确定用于光链路的接收功率。该方法还包括由控制硬件基于用于光链路的接收功率来调节第一通信终端处的输出放大，以及通过光链路从第一通信终端向第二通信终端传输第二光信号。输出放大被调节以对具有用于维持光链路的最小传输功率的第二光信号供能。

本公开内容的实现方式可以包括以下可选特征中的一个或多个特征。在一些实现方式中，确定用于光链路的接收功率基于当第一通信终端接收到第一光信号时的第一光信号的光功率。确定用于光链路的接收功率可以还基于与第一光信号相关联的数据分组的错误率。

在一些示例中，当接收第一光信号时，该方法包括在第一通信终端处通过光链路从第二通信终端接收遥测信号，以及由控制硬件基于提供第二通信终端处的用于光链路的接收功率的遥测信号来确定用于光链路的接收功率。遥测信号可以提供第二通信终端处的用于光链路的接收功率。当接收第一光信号时，该方法还可包括在第一通信终端处通过光链路从第二通信终端的激光二极管接收激光二极管信号，以及由控制硬件确定激光二极管信号的接收的功率。该方法还可包括由控制硬件基于激光二极管信号的接收的功率来确定用于光链路的接收功率。在一些实现方式中，第二通信终端以恒定输出功率从激光二极管传输激光二极管信号。在这些实现方式中，当激光二极管信号的接收的功率与激光二极管的恒定输出功率不同时，该方法可包括由控制硬件按照基于激光二极管信号的接收的功率与激光二极管的恒定输出功率之间的差异的数量来调节第一通信终端处的输出放大。第二通信终端可以按照在与第一光信号相关联的增益带宽范围之外的波长从激光二极管传输激光二极管信号。

当从第一通信终端向第二通信终端传输第二光信号时，该方法可包括通过光链路从第一通信终端向第二通信终端传输遥测信号。遥测信号可以基于第一光信号的接收的光功率或者与第一光信号相关联的数据分组的错误率中的至少一个来提供第一通信终端处的用于光链路的接收功率。遥测信号可包括与关联于第二光信号的信号信道不同的专用信道。在向第二通信终端传输第二光信号和遥测信号之前可以在第一通信终端处通过光放大器共同传播遥测信号和第二光信号。

在一些示例中，调节第一通信终端处的输出放大包括：当用于光链路的接收功率小于阈值接收功率时，增大第一通信终端处的输出放大以增大当第二通信终端接收第二光信号时的用于光链路的接收功率。当用于光链路的接收功率大于阈值接收功率时，该方法可包括减小第一通信终端处的输出放大以减小当第二通信终端接收第二光信号时的用于光链路的接收功率。减小输出放大可包括以避免当第一通信终端传输第二光信号时的振荡的速率来减小输出放大。第一通信终端或第二通信终端可包括高海拔平台。第一通信终端和第二通信终端在维持彼此之间的视线的同时在地球上的共同海拔处操作。

本公开内容的另一方面提供了一种包括接收器光学器件、发射器光学器件和通信硬件的高海拔平台。接收器光学器件被配置为通过自由空间光链路从另一高海拔平台接收第一光信号。发射器光学器件被配置为通过光链路向该另一高海拔平台传输第二光信号。控制硬件与接收器光学器件和发射器光学器件通信。控制硬件被配置为基于第一光信号来确定用于光链路的接收功率，以及基于用于光链路的接收功率来调节发射器光学器件处的输出放大。输出放大被调节以提供具有用于维持光链路的最小传输功率的第二光信号。

该方面可以包括以下可选特征中的一个或多个特征。在一些示例中，控制硬件基于当接收器光学器件接收第一光信号时的第一光信号的光功率或者当接收器光学器件接收第一光信号时的与第一光信号相关联的数据分组的错误分组率中的至少一个来确定用于光链路的接收功率。接收器光学器件在接收第一光信号时可被配置为通过光链路从另一高海拔平台接收遥测信号。遥测信号可提供另一高海拔平台处的用于光链路的接收功率。控制硬件可被配置为基于另一高海拔平台处的用于光链路的接收功率来确定用于光链路的接收功率。接收器光学器件在接收第一光信号时还可被配置为通过光链路从高海拔平台的激光二极管接收激光二极管信号。控制硬件还可被配置为确定激光二极管信号的接收的功率以及基于激光二极管信号的接收的功率来确定用于光链路的接收功率。

在一些示例中，高海拔平台包括与控制硬件和发射器光学器件通信的光放大器。该光放大器可被配置为当另一高海拔平台处的激光二极管传输激光二极管信号时按照基于激光二极管信号的接收的功率与激光二极管信号的恒定输出功率之间的差异的数量来调节高海拔平台处的输出放大。在向另一高海拔平台传输第二光信号时，发射器光学器件可通过光链路向另一高海拔平台传输遥测信号。遥测信号可基于第一光信号的接收的光功率或者与第一光信号相关联的数据分组的错误率中的至少一个来提供高海拔平台处的用于光链路的接收功率。高海拔平台还可包括与控制硬件和发射器光学器件通信的遥测发射器。遥测发射器可提供具有与关联于第二光信号的信号信道不同的专用信道的遥测信号。

在一些实现方式中，高海拔平台包括与控制硬件和发射器光学器件通信的光放大器。光放大器可被配置为在发射器光学器件向另一高海拔平台传输遥测信号和第二光信号之前共同传播遥测信号和第二光信号。高海拔平台还可包括与控制硬件和发射器光学器件通信的光放大器。该光放大器可被配置为：当用于光链路的接收功率小于阈值接收功率时，增大发射器光学器件处的输出放大以增大当另一高海拔平台接收第二光信号时的用于光链路的接收功率。光放大器还可被配置为，当用于光链路的接收功率大于阈值接收功率时，减小发射器光学器件处的输出放大以减小当另一高海拔平台接收第二光信号时的用于光链路的接收功率。光放大器也可被配置为以避免当发射器光学器件传输第二光信号时的振荡的速率来减小输出放大。

本公开内容的又一方面提供了一种包括第一通信终端的通信系统。第一通信终端包括被配置为通过自由空间光链路接收第一光信号的第一接收器光学器件、被配置为通过光链路传输第二光信号的第一发射器光学器件以及与第一接收器光学器件和第一发射器光学器件通信的第一控制硬件。第一控制硬件被配置为基于第一光信号来确定用于光链路的接收功率，以及基于用于光链路的接收功率来调节第一发射器处的输出放大。输出放大被调节以提供具有用于维持光链路的最小传输功率的第二光信号。通信系统还包括第二通信终端，其包括：被配置为通过光链路从第一发射器光学器件接收第二光信号的第二接收器光学器件、被配置为通过光链路向第一接收器光学器件传输第一光信号的第二发射器光学器件以及与第一接收器光学器件和第一发射器光学器件通信的第二控制硬件。第二控制硬件被配置为基于第二光信号来确定用于光链路的接收功率，以及基于用于光链路的接收功率来调节第二发射器光学器件处的输出放大。输出放大被调节以提供用于从第二发射器光学器件传输的具有用于维持光链路的最小传输功率的后续光信号。

这一方面可以包括以下可选特征中的一个或多个特征。在一些示例中，第一控制硬件或第二控制硬件中的至少一个基于以下各项中的至少一项来确定用于光链路的接收功率：当第一接收器光学器件或第二接收器光学器件中的关联的接收器光学器件接收第一光信号或第二光信号中的关联的光信号时的第一光信号或第二光信号中的关联光信号的光功率；或者当第一接收器光学器件或第二接收器光学器件中的关联的接收器光学器件接收第一光信号或第二光信号中的关联的光信号时的与第一光信号或第二光信号中的关联的光信号相关联的数据的错误分组率。第一通信终端或第二通信终端中的关联的通信终端的第一接收器光学器件或第二接收器光学器件中的一个在接收第一光信号或第二光信号中的关联的光信号时可被配置为通过光链路从第一通信终端或第二通信终端中的另一通信终端接收遥测信号。遥测信号可提供第一通信终端或第二通信终端中的另一通信终端处的用于光链路的接收功率。与接收遥测信号的第一接收器光学器件或第二接收器光学器件中的一个相关联的第一控制硬件或第二控制硬件中的一个被配置为基于第一信终端或第二通信终端中的另一通信终端处的用于光链路的接收功率来确定用于光链路的接收功率。

在一些示例中，第一通信终端或第二通信终端中的关联的通信终端的第一接收器光学器件或第二接收器光学器件中的一个在接收第一光信号或第二光信号中的关联的光信号时被配置为从第一通信终端或第二通信终端中的另一通信终端的激光二极管接收激光二极管信号。与接收激光二极管信号的第一接收器光学器件或第二接收器光学器件中的一个相关联的第一控制硬件或第二控制硬件中的一个被配置为确定激光二极管信号的接收的功率以及基于激光二极管信号的接收的功率来确定用于光链路的接收功率。第一通信终端和第二通信终端可包括在维持彼此之间的视线的同时在地球上的共同海拔处操作的高海拔平台。

本公开内容的一个或多个实现方式的细节在附图和以下描述中被阐明。其他的方面、特征和优点根据附图和描述并且根据权利要求将是显而易见的。

附图说明

图1是示例通信系统的示意图。

图2A和图2B是示例高海拔平台的透视图。

图3是通过第一通信终端与第二通信终端之间的自由空间光链路提供光信号的示例通信系统的示意图。

图4是包括波分复用器的示例发射器模块的示意图。

图5是通过第一通信终端与第二通信终端之间的自由空间光链路提供光信号的示例通信系统的示意图。

图6是通过第一通信终端与第二通信终端之间的自由空间光链路提供光信号和激光二极管信号的示例通信系统的示意图。

图7A和图7B是通过第一通信终端与第二通信终端之间的自由空间光链路提供光信号和遥测信号的示例通信系统的示意图。

图8是通信终端的示例控制硬件的示意图。

图9是用于在通信终端处为自由空间光链路确定接收功率的示例方法的流程图。

各个图中的相似标号指示相似要素。

具体实施方式

参考图1，在一些实现方式中，全球规模通信系统100包括网关110(例如，源地面站110a和目的地地面站110b)、高海拔平台(HAP)200和卫星301。源地面站110a可以与卫星301通信，卫星301可以与HAP 200通信，并且HAP 200可以相互通信和与目的地地面站110b通信。在一些示例中，源地面站110a也作为卫星301之间的链接网关而工作。源地面站110a可被连接到一个或多个服务提供商并且目的地地面站110b可以是用户终端(例如，移动设备、住宅WiFi设备、家庭网络等)。在一些实现方式中，HAP 200包括在高海拔(例如，17-22km)工作的航空通信设备。每个HAP 200可以例如通过航空器而被释放到地球的大气中，或则飞到期望的海拔。另外，HAP 200可以作为准稳态航空器工作。在一些示例中，HAP 200是航空器200a，诸如无人驾驶飞行器(UAV)；而在其他示例中，HAP 200是通信气球200b。HAP 200可以接收来自卫星301之一的通信20并且将通信20重新路由至另一HAP 200或者目的地地面站110b之一。卫星301可以位于近地轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)或者高地球轨道(HEO)，包括同步地球轨道(GEO)。

参考图2A和图2B，在一些实现方式中，HAP 200包括收发器210，收发器210接收来自卫星301或另一HAP 200的通信20并且将通信20传输到目的地地面站110b或另一HAP 200。HAP 200可包括控制硬件800，控制硬件800处理接收到的通信20并且确定用来到达目的地地面站110b或另一HAP 200的通信20的路径。在一些实现方式中，HAP 200中的一个或多个能够通过经由自由空间光链路322(图3)传输光信号320(图3)来相互通信。

图2B图示了包括气球204(例如，大约49英尺宽和39英尺高的尺寸并且填充有氦气或者氢气)、设备箱206和太阳能板208的示例通信气球200b。设备箱206包括控制硬件800，控制硬件800执行算法来确定用于通信气球200b的目标位置，从而允许每个通信气球200b移动到在将通信气球200b带到目标位置的方向上吹的风层中。设备箱206还包括用来存储电力的电池以及用来与其他设备(例如，其他HAP 200、卫星301、网关110，诸如用户终端110b、地面上的因特网天线等)通信的收发器210。太阳能板208可以给设备箱206提供电力。

通信气球200b通常被释放到地球的平流层中以获得11至23英里之间的海拔并且以可与陆地无线数据服务(诸如3G或4G)比较的速度为直径25英里的地面区域提供连通性。通信气球200b在飞机和天气两倍高的海拔(例如，地球表面上方20km)的平流层中漂浮。通信气球200b被风绕着地球携带并且可以通过利用在期望方向上移动的风上升或下降到海拔来驾驶。平流层中的风通常是稳定的并且从大约5mph到大约20mph缓慢地移动，并且每个风层在方向和幅度上变化。

参考图3，在一些实现方式中，通信系统‘300,300a’通过自由空间光链路322在第一通信终端302a(在下文中为‘第一终端302a’)与第二通信终端302b(在下文中为‘第二终端302b’)之间提供光信号‘320，320a-b’。光信号320可包括数据321，诸如正通过全球规模通信系统100被路由的因特网分组。在一些实现方式中，终端302包括在地球大气层内的高海拔(例如，17-22km)工作的HAP 200，从而要求光信号320穿过空气325。每个终端‘302a,302b’可包括发射器模块‘400,400a-b’、光放大器‘304,304a-b’、发射器光学器件‘306,306a-b’、接收器光学器件‘308,308a-b’、控制硬件‘800,800a-b’以及存储器硬件‘802,802a-b’。存储器硬件802在控制硬件800处非瞬时地存储信息，诸如可由控制硬件800执行的指令。存储器硬件802可以是计算机可读介质、一个或多个易失性存储器单元，或者一个或多个非易失性存储器单元。存储器硬件802可以是用来临时地或永久地存储程序(例如，指令序列)或数据(例如，程序状态信息)以供控制硬件800使用的物理设备。非易失性存储器的示例包括但不限于快闪存储器和只读存储器(ROM)/可编程只读存储器(PROM)/可擦可编程只读存储器(EPROM)/电可擦可编程只读存储器(EEPROM)(例如，通常用于固件，诸如引导程序)。易失性存储器的示例包括但不限于随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、相变存储器(PCM)以及磁盘或磁带。控制硬件800可以例如是执行存储在存储器硬件802中的计算机可读指令的处理器、现场可编程门阵列(FGPA)、数字信号处理器(DSP)或者任何其他合适电路。

在一些实现方式中，空气325的闪烁扰乱经由光链路322在终端302之间传送的光信号320中的一个或多个。例如，空气闪烁可以使得终端302中的接收终端处的光信号320的接收的光功率330从终端302中的发射终端302处的光信号320的传输功率310降低。在一些示例中，接收的光功率330的从传输功率310的剧烈降低指示光链路322的损失。光链路损失可能导致终端302中的接收终端无法接收光链路322内的数据321中的一些或者全部。附加地或者备选地，当接收的光功率330小于用于维持光链路322的期望的接收的光功率时，光链路322的损失可能发生。

空气闪烁可能随着终端302a、302b之间的更长分隔距离、空气325的更高密度、更高风速、更高空气压力和/或更高湍流而增加。因此，空气闪烁动态地影响终端302之间的经由光链路322的光信号320的传送。尽管更高的传输功率310可被选择以克服在空气闪烁为高或者严重时造成的前述可能结果，但是不断地使用高传输功率310在空气闪烁变低或者不再严重时可能使与终端302中的接收终端处的接收器光学器件308相关联的光接收器饱和和/或使终端302处的功耗过度增加。

发射器光学器件306可以传输光信号320并且接收器光学器件308可以接收光信号320以建立光链路322。例如，第二终端302b处的发射器光学器件306b可以向第一终端302a处的接收器光学器件308a传输第一光信号320a以建立光链路322。类似地，第一终端302a处的发射器光学器件306a可以向第二终端302b处的接收器光学器件308b传输第二光信号320b以建立光链路322。接收器光学器件308可以包括但不限于光前置放大器、光电二极管、光电接收器、跨阻抗放大器、时钟/相位恢复电路、判定电路和/或用来将光信号320转换为电二进制位以解释数据321的前向纠错电路。发射器模块400可以将光信号320提供给光放大器304以基于用于光链路322的接收功率326来调节光信号320的增益或者输出放大324。控制硬件800可以与接收器光学器件308和光放大器304通信。在一些实现方式中，控制硬件800基于关联的接收器光学器件308上次接收到的光信号320来确定用于光链路322的接收功率326，并且将接收功率326提供给光放大器304。因此，控制硬件800可以为光放大器304提供闭环控制以基于用于光链路322的接收功率326来调节关联的终端302处的输出放大324以提供具有用于维持光链路322的最小传输功率310的后续发射的光信号320。

在一些实现方式中，第二终端302b处的发射器光学器件306b通过光链路322向第一终端302a处的接收器光学器件308a传输第一光信号320a。在不知道空气325的闪烁的情况下，第二终端302b假定第一光信号320a的传输功率310足以通过光链路322传输到第一终端302a处的接收器光学器件308a而不招致光链路损失。在接收到第一光信号320a之后，第一终端302a处的接收器光学器件308a可以将光信号320a或者与光信号320a相关联的信息提供给控制硬件800a以确定用于光链路322的接收功率326。在一些实现方式中，光放大器304a基于用于光链路322的接收功率326来调节第一终端302a处的输出放大324。例如，当接收功率326小于阈值接收功率时，光放大器304a可以增大第一终端302a处的输出放大324以提供具有用于维持光链路322的最小传输功率310的第二光信号320b。第一终端302a处的输出放大324的增大使得当第二终端302b接收第二光信号320b时第二终端302b处的用于光链路322的接收功率326增大。在一些示例中，光放大器304a以光放大器304所允许的最快速率使输出放大324增大。

相反地，当接收功率326大于阈值接收功率时，光放大器304a可以减小第一终端302a处的输出放大324以提供具有用于维持光链路322的最小传输功率310的第二光信号320b。此后，发射器光学器件306a可以从光放大器304a接收第二光信号320b，并且将第二光信号320b通过光链路322传输到第二终端302b处的接收器光学器件308b。第一终端302a处的输出放大324的减小使得当第二终端302b接收第二光信号320b时第二终端302b处的用于光链路322的接收功率326减小。在一些示例中，当减小输出放大324时，光放大器304a以避免第一终端302a发射第二光信号320b时的振荡的速率来减小输出放大324。第二终端302b处的控制硬件800b可以类似地确定当第二终端302b接收第二光信号320b时的用于光链路322的接收功率326，并且光放大器304b可以调节第二终端302b处的输出放大324以提供具有用于维持光链路322的最小传输功率310的后续发射的光信号320。

参考图4，在一些实现方式中，发射器模块400可以包括一个或多个发射器402，402a-402n各自将数据321a-n的各部分传输到波分复用器404(在下文中为“WDM 404”)。在一些示例中，发射器402包括光发射器，这些光发射器发射包括数据321a-n的关联部分的光信号。WDM 404可以复用数据部分321a-n以用数据321传播光信号320。在一些示例中，WDM 404用用于通过光链路322传输的专用信道来提供光信号320。

参考图5，在一些实现方式中，通信系统‘300,300b’通过自由空间光链路322在第一终端302a与第二终端302b之间提供光信号320。在一些实现方式中，光接收器312和功率感测模块316与接收器光学器件308a、308b中的每一个相关联，并且数据错误模块314和功率要求模块318与每个终端302处的控制硬件800a、800b相关联。

光接收器312可以将光信号320转换为电二进制位以解释与光信号320相关联的数据321。在一些示例中，当光接收器312接收到光信号320时，光接收器312确定接收到的与数据321相关联的分组331的数目。在这些示例中，光接收器312将接收到的数据分组331的数目提供给控制硬件800处的数据错误模块314。当接收到的数据分组331的数目小于与数据321相关联的分组的总数时，数据错误模块314可以确定错误分组率。在一些示例中，控制硬件800基于与光信号320相关联的数据321的错误分组率的存在来确定用于光链路322的接收功率326。因此，光放大器304可以基于与光信号320相关联的数据321的错误分组率来增大输出放大324。

当终端302中的接收终端接收到光信号320时，功率感测模块316可以确定光信号320的接收的光功率330。功率感测模块316可以将接收的光功率330提供给功率要求模块318。在一些实现方式中，功率要求模块318基于光信号320的接收的光功率330来确定用于光链路322的接收功率326。此后，光放大器304可以调节输出放大324以提供具有用于维持光链路322的最小传输功率310的后续光信号320。例如，当用于光链路322的接收功率326小于阈值接收功率时光放大器304可以增大输出放大324，或者当接收功率326超过阈值接收功率时光放大器304可以减小输出放大324。

在一些实现方式中，第二终端302b处的发射器光学器件306b通过光链路322将第一光信号320a传输到第一终端302a处的接收器光学器件308a。在一些示例中，功率感测模块316确定第一光信号320a的接收的光功率330并且将接收的光功率330提供给控制硬件800a处的功率要求模块318以确定用于光链路322的接收功率326。在接收的光功率330小于阈值接收光功率时的情形下，功率要求模块318判定接收功率326小于阈值接收功率，并且因而不足以维持光链路322。在这些情形下，光放大器304a可以增大第一终端302a处的输出放大324以增大当发射器光学器件306a向第二终端302b传输第二光信号320b时用于维持光链路322的最小传输功率310。因此，增大第一终端302a处的输出放大324造成第二终端302b处的用于光链路322的接收功率326的增大以补偿空气闪烁。

相反地，在接收的光功率330大于阈值接收光功率时的情形下，功率要求模块318可以判定接收功率326大于阈值接收功率。在一些示例中，空气闪烁的减少使得接收的光功率330超过阈值接收功率。结果，用于光链路322的接收功率326可能变得过度，并且因而可能对接收器光学器件308造成损坏和/或过度地增加终端302处的功耗。在这些情形下，光放大器304a可以减小第一终端302a处的输出放大324以降低第二终端302b处的用于光链路322的接收功率326以应对空气闪烁的减少。

在一些示例中，光接收器312确定接收到的与第一光信号320a的数据321相关联的分组331的数目并且将接收到的分组331的数目提供给控制硬件800a处的数据错误模块314以确定用于光链路322的接收功率326。在一些实现方式中，当数据错误模块314确定数据321的错误分组率的存在时，数据错误模块314判定接收功率326不足以维持光链路322。在这些实现方式中，光放大器304a可以增大第一终端302a处的输出放大324以增大当发射器光学器件306a向第二终端302b传输第二光信号320b时用于维持光链路322的最小传输功率310。就是说，通过增大第一终端302a处的输出放大324，用于光链路322的接收功率326在第二终端302b处增大以补偿空气闪烁所造成的影响。在一些示例中，光放大器304a按照基于数据321的错误分组率的幅度来增大输出放大324。尽管错误分组率的存在可以用于识别何时接收功率326不足以维持光链路322，但是错误分组率的缺失将仅表明接收功率326足以维持光链路322。因此，单独基于错误分组率的缺失，控制硬件800无法判定接收功率326是否是过度的或者是否已经由于空气闪烁的减少而变得过度。

在一些实现方式中，与图5中的通信系统300b相关联的控制硬件800a、800b假定第一终端302a和第二终端302b是彼此相互对应的。如在这里使用的，当终端302在保持彼此之间的视线的同时在地球上的共同海拔处工作时，第一终端302a和第二终端302b是彼此相互对应相反的。一般而言，当第一终端302a和第二终端302b彼此相互对应并且/或者在空气325稀薄的地上高海拔处工作时，空气密度和空气压力跨光链路322保持大体恒定。因此，当终端302彼此相互对应时，控制硬件800可以基于上次接收到的光信号320来调节终端302中的发射终端302处的输出放大324以调整终端302中的接收终端302处的用于光链路322的接收功率326，并且反之亦然。相反地，当终端302a、302b不是相互对应的时，空气闪烁可能不同地影响每一个终端302处的用于光链路322的接收功率326。

参考图6，在一些实现方式中，通信系统‘300,300c’通过自由空间光链路322在第一终端302a与第二终端302b之间提供通信20。每个通信20可以包括激光二极管信号620和光信号320。在一些实现方式中，光接收器312、光滤波器614和激光二极管功率感测模块616与接收器光学器件308a、308b中的每一个相关联并且激光二极管功率要求模块618与终端302a、302b中的每一个处的控制硬件800a、800b相关联。通信系统300c中的第一终端302a和第二终端302b可以各自还包括激光二极管‘606，606a-b’。在一些实现方式中，激光二极管606将激光二极管信号620传输到终端302中的发射终端处的发射器光学器件306以将共同包括激光二极管信号620和光信号320的通信20通过光链路322传输到终端302中的接收终端。在一些示例中，终端302中的发射终端以恒定输出功率610传输激光二极管信号620。此外，终端302中的发射终端302可以以在与光信号320相关联的增益带宽范围之外的波长来传输激光二极管信号620。

光接收器312可以将光信号320转换为电二进制位以解释与光信号320相关联的数据321。在一些实现方式中，当终端302中的接收终端从终端302中的发射终端接收到通信20时，光滤波器614从光信号320中过滤激光二极管信号620并且将激光二极管信号620提供给激光二极管功率感测模块616。在一些示例中，激光二极管功率感测模块616确定激光二极管信号620的接收的功率630并且将接收的功率630提供给激光二极管功率要求模块618。在一些实现方式中，激光二极管功率要求模块618使得激光二极管信号620的接收的功率630与用于光链路322的接收功率326相互关联。因此，激光二极管功率要求模块618可以确定用于光链路322的接收功率326，并且光放大器304可以调节输出放大324以提供用于维持光链路322的最小传输功率310，并且从而调整另一终端302处的用于光链路322的接收功率326。光放大器304可以按照与激光二极管信号620的接收的功率630和另一终端302处的激光二极管606所提供的恒定输出功率610之间的差异相对应的数量来调节输出放大324。

在一些实现方式中，第二终端302b处的发射器光学器件306b将包括第一光信号320a和激光二极管信号620的第一通信20a通过光链路322传输到第一终端302a处的接收器光学器件308a。在一些示例中，光滤波器614从第一通信20a中过滤激光二极管信号620并且激光二极管功率感测模块616确定激光二极管信号620的接收的功率630。控制硬件800a处的激光二极管功率要求模块618可以基于激光二极管信号620的接收的功率630来确定用于光链路322的接收功率326。例如，从激光二极管信号620的恒定输出功率610下降的接收的功率630可以指示用于光链路322的接收功率326的减小。在一些示例中，当恒定输出功率610超过接收的功率630激光二极管功率阈值时，激光二极管功率要求模块618确定接收功率326小于阈值接收功率，并且因而不足以维持光链路322。在这些示例中，光放大器304a可以增大第一终端302a处的输出放大324以增大第二终端302b处的用于光链路322的接收功率326以补偿当第二终端302b接收第二光信号320b时的空气闪烁。图6示出了第一终端302a处的发射器光学器件306a通过光链路322将包括激光二极管信号620和第二光信号320b的第二通信20b传输到第二终端302b。

与图5中的通信系统300b一样，通信系统300c在基于来自终端302中的发射终端的激光二极管信号620的接收的功率630确定终端302中的接收终端处的用于光链路322的接收功率326时假定第一终端302a和第二终端302b是彼此相互对应的。因此，当终端302彼此相互对应时，控制硬件800可以基于上次接收到的激光二极管信号620的接收的功率630来调节终端302中的发射终端处的输出放大324以调整终端302中的接收终端处的用于光链路322的接收功率326，并且反之亦然。相反地，当终端302a、302b不是相互对应的时，空气闪烁可能不同地影响每一个终端302处的用于光链路322的接收功率326和激光二极管信号620的接收的功率630。

参考图7A和图7B，在一些实现方式中，通信系统‘300,300d-e’通过自由空间光链路322在第一终端302a与第二终端302b之间提供通信20。每个通信20可以包括遥测信号‘720,720a-b’和光信号320。在一些实现方式中，每个终端302处的接收器光学器件308包括光接收器312、功率感测模块316和遥测接收器712。终端302a、302b中的每一个处的控制硬件800可以包括数据错误模块314、功率要求模块318和遥测分析器714。

在一些配置中，发射器光学器件306在发射通信20时将遥测信号720和关联的光信号320耦合在一起。例如，图7A示出了各自包括关联的遥测发射器‘706,706a-b’的终端302a、302b，遥测发射器‘706,706a-b’将遥测信号720传输到发射器光学器件306。终端302中的发射终端处的发射器光学器件306可以将包括遥测信号720和光信号320的通信20传输到终端302中的接收终端处的接收器光学器件308。遥测信号720可以包括与关联于通信20中的光信号320的信号信道不同的专用信道。

在其他配置中，与通信20相关联的光信号320和遥测信号720在终端302中的发射终端处通过光放大器304而被共同传播。例如，图7B示出了控制硬件800将遥测信号720提供给发射器模块400以及发射器模块400通过光放大器304共同传播通信20中的光信号320和遥测信号720。因此，在发射器光学器件306将遥测信号720和光信号320传输到终端302中的接收终端之前，光放大器304可以将输出放大324应用于遥测信号720。

终端302中的接收终端处的遥测接收器712可以从终端302中的发射终端接收通信20中包括的遥测信号720，并且将遥测信号720提供给控制硬件800中的遥测分析器714。在一些实现方式中，遥测信号720提供终端302中的发射终端处的用于光链路322的接收功率326。光放大器304可以接收来自遥测分析器714的接收功率326并且调节输出放大324以提供具有用于维持光链路322的最小传输功率310的后续传输的光信号320。

在一些实现方式中，当终端302中的接收终端接收到包括光信号320和遥测信号720的通信20时，光接收器312确定接收到的与数据321相关联的分组331的数目。当接收到的数据分组331的数目小于与数据321相关联的分组的总数时，控制硬件800处的数据错误模块314可以确定错误分组率的存在。当错误分组率存在时，控制硬件800可以确定终端302中的接收终端处的用于光链路322的接收功率326并且将接收功率326转换为后续遥测信号720以传输到另一终端302。

附加地或者备选地，当终端302中的接收终端接收到包括光信号320和遥测信号720的通信20时，功率感测模块316可以确定光信号320的接收的光功率330。功率要求模块318可以接收来自功率感测模块316的接收的光功率330，并且基于接收的光功率330来确定终端302中的接收终端处的用于光链路322的接收功率326。在一些示例中，终端302中的接收终端处的控制硬件800将接收功率326转换为后续遥测信号720以传输到另一终端302。

在一些实现方式中，第二终端302b处的发射器光学器件306b将包括第一光信号320a和第一遥测信号720a的第一通信20a通过光链路322传输到第一终端302a处的接收器光学器件308a。在一些示例中，遥测接收器712将第一遥测信号720a提供给控制硬件800a处的遥测分析器714，并且遥测分析器714基于第一遥测信号720a来确定第二终端302b处的用于光链路322的接收功率326。换言之，第一终端302a处的控制硬件800a接收基于先前从第一终端302a传输到第二终端302b的光信号320的与第二终端302b处的用于光链路322的接收功率326相对应的空气闪烁反馈。在第二终端302b处的接收功率326小于阈值接收功率时的情形下，光放大器304a可以增大第一终端302a处的输出放大324以增大当发射器光学器件306a向第二终端302b传输第二光信号320b时用于维持光链路322的最小传输功率310。因此，增大第一终端302a处的输出放大324造成第二终端302b处的用于光链路322的接收功率326的增大以补偿空气闪烁的波动。

相反地，在第二终端302b处的接收功率326超过阈值接收功率并且因而过度时的情形下，光放大器304a可以减小第一终端302a处的输出放大324以减小当发射器光学器件306a向第二终端302b传输第二光信号320b时用于维持光链路322的最小传输功率310。因此，减小第一终端302a处的输出放大324造成第二终端302b处的用于光链路322的接收功率326的减小以应对空气闪烁的减少。

在一些实现方式中，第一终端302a处的控制硬件800a基于从第二终端302b接收到的第一光信号320a同时确定第一终端302a处的用于光链路322的接收功率326。在一些示例中，功率要求模块318接收来自功率感测模块316的第一光信号320a的接收的光功率330并且确定第一终端302a处的用于光链路322的接收功率326。控制硬件800a可以将第一终端302a处的用于光链路322的接收功率326转换为第二遥测信号720b，并且发射器光学器件306a可以将包括第二光信号320b和第二遥测信号720b的第二通信20b传输到第二终端302b。因此，第二遥测信号720b向第二终端302b处的控制硬件800b提供基于第二终端302b先前传输的第一光信号320a的与第一终端302a处的用于光链路322的接收功率326相对应的空气闪烁反馈。

遥测信号720向每个终端302提供基于终端302先前传输的光信号320的空气闪烁反馈，而无需依赖于与从另一终端302接收到的光信号320相关联的用于光链路322的接收功率326。因此，使用遥测信号720来提供空气闪烁反馈的通信系统300d、300e在确定用于光链路322的接收功率326并且基于其调节输出放大324时不要求终端302彼此相互对应。

图8是可用来实施本文档中所描述的系统和方法的控制硬件800的示例的示意图。控制硬件800旨在表示各种形式的数字计算机，诸如膝上计算机、台式机、工作站、个人数字助理、服务器、刀片服务器、大型机和其它适当计算机。这里所示出的组件、它们的连接和关系以及它们的功能仅旨在作为示例，而并非旨在对本文档中所描述和/或请求保护的发明的实现方式加以限制。

控制硬件800包括处理器810、存储器820、存储设备830、连接到存储器820和高速扩展端口850的高速接口/控制器840以及连接到低速总线870和存储设备830的低速接口/控制器860。组件810、820、830、840、850和860中的每个组件使用各种总线被互连，并且可以被安装在共用主板上，或者视情况以其它方式被安装。处理器810可以处理供在计算设备800内执行的指令以在诸如耦合到高速接口840的显示器880之类的外部输入/输出设备上显示用于GUI的图形信息，这些指令包括存储在存储器820中或者存储设备830上的指令。在其他实现方式中，可视情况使用多个处理器和/或多个总线以及多个存储器和存储器类型。而且，可以连接多个控制硬件设备800，其中每个设备提供必要操作的部分(例如，作为服务器组、刀片服务器分组或多处理器系统)。

存储器830包括将信息非瞬时地存储在控制硬件800内的硬件。存储器820可以是计算机可读介质、一个或多个易失性存储器单元或者一个或多个非易失性存储器单元。非瞬时存储器820可以是用来临时地或永久地存储程序(例如，指令序列)或数据(例如，程序状态信息)以供控制硬件800使用的物理设备。非易失性存储器的示例包括但不限于快闪存储器和只读存储器(ROM)/可编程只读存储器(PROM)/可擦可编程只读存储器(EPROM)/电可擦可编程只读存储器(EEPROM)(例如，通常用于固件，诸如引导程序)以及磁盘或磁带。易失性存储器的示例包括但不限于随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、相变存储器(PCM)。

存储设备830能够为控制硬件800提供大容量存储。在一些实现方式中，存储设备830是计算机可读介质。在各种不同实现方式中，存储设备830可以是软盘设备、硬盘设备、光盘设备或带设备、快闪存储器或其它类似固态存储器设备或者设备的阵列，包括存储区域网络或其它配置中的设备。在附加的实现方式中，计算机程序产品被有形地体现在信息载体中。计算机程序产品包含指令，这些指令当被执行时执行诸如上面描述的那些的一个或多个方法。信息载体是计算机或机器可读介质，诸如存储器820、存储设备830或者处理器810上的存储器。

高速控制器840管理计算设备800的带宽密集操作，而低速控制器860管理较低带宽密集操作。这样的职责分配仅是示例性的。在一些实现方式中，高速控制器840耦合到存储器820，耦合到显示器880(例如，通过图形处理器或加速器)以及耦合到可接受各种扩展卡(未示出)的高速扩展端口850。在一些实现方式中，低速控制器860耦合到存储设备830和低速扩展端口870。可以包括各种通信端口(例如，USB、蓝牙、以太网、无线以太网)的低速扩展端口870可耦合到一个或多个输入/输出设备，诸如键盘、指点设备、扫描仪，或者例如通过网络适配器耦合到诸如交换机或路由器之类的联网设备。

如图中所示，控制硬件800可以按照若干不同形式被实现。例如，其可以被实现为标准服务器或者这种服务器的群组中的多个服务器，被实现为膝上计算机或者被实现为机架服务器系统的一部分。在其他实现方式中，控制硬件包括现场可编程门阵列(FGPA)、数字信号处理器(DSP)或者任何其他合适的电路。

在一些实现方式中，控制硬件800与(例如，存储器820中的)存储器硬件802通信。第一通信终端302a处的控制硬件800可以基于通过光链路322从第二通信终端302b接收到的第一光信号320a来确定用于光链路322的接收功率326。在一些示例中，控制硬件800基于用于光链路322的接收功率326来调节第一通信终端302a处的输出放大324。例如，输出放大324可被调节以提供具有用于维持光链路322的最小传输功率310的第二光信号320b。此后，第一通信终端302a可以通过光链路322向第二通信终端302b传输第二光信号320b。

软件应用(即，软件资源)可以指代使得计算设备执行任务的计算机软件。在一些示例中，软件应用可被称作“应用”、“app”或者“程序”。示例应用包括但不限于移动应用、系统诊断应用、系统管理应用、系统维护应用、字处理应用、电子表格应用、消息接发应用、媒体流传输应用、社交联网应用和游戏应用。

存储器硬件802可以是用来临时地或永久地存储程序(例如，指令序列)或数据(例如，程序状态信息)以供计算设备800使用的物理设备。非瞬时存储器802可以是易失性和/或非易失性的可寻址半导体存储器。非易失性存储器的示例包括但不限于快闪存储器和只读存储器(ROM)/可编程只读存储器(PROM)/可擦可编程只读存储器(EPROM)/电可擦可编程只读存储器(EEPROM)(例如，通常用于固件，诸如引导程序)。易失性存储器的示例包括但不限于随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、相变存储器(PCM)以及磁盘或磁带。

图9是用于基于用于自由空间光链路322的接收功率326来调节第一通信终端302a处的输出放大324的示例方法900的流程图。该流程图在操作902处开始，其中第一通信终端302a通过光链路322从第二通信终端302b接收第一光信号320a。在操作904处，第一终端302a处的控制硬件800a基于第一光信号320a来确定用于光链路322的接收功率326。在一些示例中，图5的通信系统300b的控制硬件800a在第一通信终端302a接收第一光信号320a时基于第一光信号320a的光功率330来确定用于光链路322的接收功率326。附加地或者备选地，图5的通信系统300b的控制硬件800a可以基于与第一光信号320a相关联的数据分组321的错误率来确定用于光链路322的接收功率326。在其他示例中，图6中通信系统300c的控制硬件800a基于从第二通信终端302b接收到的激光二极管信号620的接收的功率630来确定用于光链路322的接收功率326。在一些实现方式中，图7A和图7B的通信系统300d-300e的控制硬件800a分别基于从第二通信终端302b接收到的提供第二通信终端302b处的用于光链路322的接收功率326的第一遥测信号720a来确定用于光链路322的接收功率326。在这些实现方式中，控制硬件800a可以基于第一光信号320a的接收的光功率330或与第一光信号320a相关联的数据分组321的错误率中的至少一个来同时确定第一通信终端302a处的用于光链路322的接收功率。

在操作906处，控制硬件800a基于用于光链路322的接收功率326来调节第一通信终端302a处的输出放大324。在这里，输出放大324可被光放大器304a调节以提供具有用于维持光链路322并补偿空气闪烁的波动的最小传输功率的第二光信号320b。在操作908处，第一通信终端302a通过光链路322向第二通信终端302b传输第二光信号320b。因此，第一通信终端302a处的调节后的输出放大324操作以在第二通信终端302b接收第二光信号320b时调整用于光链路322的接收功率326。

在这里描述的系统和技术的各种实现方式可以用数字电子电路和/或光学电路、集成电路、特别设计的ASIC(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或其组合来实现。这些各种实施方式可以包括在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上可执行和/或可解译的一个或者多个计算机程序中的实现方式，至少一个可编程处理器可以是专用的或者通用的，耦合以从存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令，并且向存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备传输数据和指令。

这些计算机程序(也被称为程序、软件、软件应用或者代码)包括用于可编程处理器的机器指令，并且可以用高级过程和/或面向对象的编程语言实现，和/或用汇编/机器语言实现。如在这里所使用的，术语“机器可读介质”和“计算机可读介质”指代用来向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、非瞬时计算机可读介质、装置和/或设备(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑器件(PLD))，包括接收作为机器可读信号的机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”指代用来向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。

本说明书中描述的主题和功能操作的实现方式可以用数字电子电路或者用计算机软件、固件或硬件(包括本说明书中公开的结构及其结构等效物)或者用它们中的一个或多个的组合来实现。另外，本说明书中描述的主题可以被实现为一个或多个计算机程序产品，即，在计算机可读介质上编码的计算机程序指令的一个或多个模块，以供数据处理装置执行，或者用于控制数据处理装置的操作。计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、存储器设备、影响机器可读传播信号的物质的成分或它们中的一个或多个的组合。术语“数据处理装置”、“计算设备”和“计算处理器”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，举例来说包括可编程处理器、计算机或者多个处理器或计算机。除了硬件之外，所述装置还可以包括创建所讨论的计算机程序的运行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或它们中的一个或多个的组合的代码。传播信号是人工生成的信号，例如，机器生成的电信号、光信号或电磁信号，该信号被生成以对信息编码，以便传送到适当的接收器装置。

计算机程序(也被称为应用、程序、软件、软件应用、脚本或代码)可以按包括编译或解释语言的任意形式的编程语言被编写，并且其可按任意形式被部署，包括作为独立的程序或者作为模块、组件、子例程或者适合在计算环境中使用的其它单元。计算机程序不一定对应于文件系统中的文件。程序可被存储在保存其它程序或数据的文件的一部分(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或者存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。计算机程序可被部署为在一个计算机上执行或者在位于一个地点或跨多个地点分布且通过通信网络互连的多个计算机上执行。

本说明书中描述的过程和逻辑流程可由执行一个或多个计算机程序的一个或多个可编程计算机执行以通过对输入数据进行操作并生成输出来执行功能。过程和逻辑流程也可由专用逻辑电路，例如，FPGA(现场可编程门阵列)或者ASIC(专用集成电路)来执行，并且装置还可实现为专用逻辑电路，例如，FPGA或者ASIC。

适合执行计算机程序的处理器包括例如通用和专用微处理器两者，以及任意种类的数字计算机的任意一个或多个处理器。一般来说，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或这两者接收指令和数据。计算机的必要元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。一般来说，计算机还将包括用于存储数据的一个或多个海量存储设备，或者操作性地耦合到该一个或多个海量存储设备以从其接收数据或向其传递数据或者两者兼有，所述海量存储设备例如是磁盘、磁光盘或者光盘。然而，计算机不必具有这样的设备。另外，计算机可被嵌入在另一设备中，该另一设备例如是移动电话、个人数字助理(PDA)、移动音频播放器、全球定位系统(GPS)接收器，仅举几例。适合用于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，举例来说包括半导体存储器设备，例如，EPROM、EEPROM和快闪存储器设备；磁盘，例如，内部硬盘或者可移除盘；磁光盘；以及CD ROM和DVD-ROM盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充或并入专用逻辑电路中。

为提供与用户的交互，本公开内容的一个或多个方面可在具有显示设备并且可选地具有键盘以及指示设备的计算机上实现，所述显示设备例如是CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)监视器或触摸屏，用于向用户显示信息，所述指示设备例如是鼠标或轨迹球，通过所述指示设备用户可向计算机提供输入。其它种类的设备也可用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任意形式的感官反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且来自用户的输入可按包括声学、语音或触觉输入的任意形式接收到。此外，计算机可通过向用户使用的设备发送文档以及从该设备接收文档来与用户交互；例如，通过响应于从用户的客户端设备上的web浏览器接收的请求而向该web浏览器发送网页来与用户交互。

本公开内容的一个或多个方面可在计算系统中实现，所述计算系统包括例如作为数据服务器的后端组件，或者包括例如应用服务器的中间件组件，或者包括前端组件，例如，具有通过其用户可与本说明书中描述的主题的实现方式交互的图形用户接口或Web浏览器的客户端计算机，或者所述计算系统包括一个或多个这样的后端、中间件或者前端组件的任意组合。系统的组件可通过任意形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)来互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)，互联网(例如，因特网)，以及点对点网络(例如，自组织点对点网络)。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般相互远离并且通常通过通信网络交互。客户端和服务器的关系借助于在各个计算机上运行且相互具有客户端-服务器关系的计算机程序而产生。在一些实现方式中，服务器将数据(例如，HTML页面)传输到客户端设备(例如，用于向与客户端设备交互的用户显示数据，并且接收来自该用户的用户输入)。可在服务器处从客户端设备接收在该客户端设备处生成的数据(例如，用户交互的结果)。

尽管本说明书包含许多细节，但这些不应被解释为对本公开内容的范围或者可能要求保护之物的范围的限制，而是应被解释为对特定于本公开内容的具体实现方式的特征的描述。在本说明书中描述的在分开的实现方式的上下文中的某些特征也可在单个实现方式中组合实现。反之，在单个实现方式的上下文中描述的各种特征也可在多个实现方式中分开实现或者以任意合适的子组合实现。另外，虽然特征可能在以上被描述为以某些组合动作，甚至最初被要求这样保护，但来自要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可从该组合被删去，并且要求保护的组合可针对于子组合或子组合的变体。

类似地，尽管在图中按特定顺序描绘了操作，但这不应被理解为实现期望的结果要求这些操作按示出的特定顺序或按连续顺序执行，或者要求所有图示的操作都被执行。在某些情形下，多任务和并行处理可能是有利的。另外，上述实施例中各个系统组件的分离不应被理解为在所有实施例中都要求这样的分离，并且应理解，所描述的程序组件和系统一般可共同集成在单个软件产品中或者封装到多个软件产品中。

若干实现方式已被描述。然而，将理解，在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下可以做出各种修改。因此，其他实现方式在后续权利要求的范围内。例如，在权利要求中叙述的动作可以按不同次序执行并且仍然实现期望的结果。