DE60005222T2 - Hybride drahtlose optisch- und funkfrequenzkommunikationsverbindung - Google Patents

Hybride drahtlose optisch- und funkfrequenzkommunikationsverbindung Download PDF

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    • H04B10/114—Indoor or close-range type systems

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft terrestrische Datenkommunikationssysteme für optische Frequenzen und Radiofrequenzen bzw. Funkfrequenzen (RF = Radio Frequency). Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein neues und verbessertes Verfahren und eine neue und verbesserte Vorrichtung zum Kommunizieren von Daten über eine Kommunikationsverbindung mit sowohl einem optischen Freiraumpfad als auch einem parallelen drahtlosen RF-Pfad. Die Daten werden über dem optischen Pfad höherer Kapazität übertragen, wenn günstige atmosphärische Freiraumbedingungen vorherrschen, und die Daten werden über den RF-Pfad übertragen, wenn die atmosphärischen Freiraumbedingungen die Effektivität des optischen Pfads bis zu dem Punkt verschlechtert haben, dass es effizienter ist, die Daten über den RF-Pfad zu übertragen. Steuer- und Statusinformation wird vorzugsweise in jedem Fall über den zuverlässigeren RF-Pfad übertragen.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Die Kommunikationsindustrie erfordert nicht nur eine Hochgeschwindigkeits-Datenkommunikation, sondern auch eine Zuverlässigkeit bei diesen Kommunikationen. Bei terrestrischen Kommunikationen sind einige der allgemeinsten Kommunikationsverbindungen Drahtleitungen, Funkfrequenz (RF), eine optische Faser und eine Freiraumoptik. Jede dieser Kommunikationsverbindungen hat unterschiedliche relative Stärken, Schwächen und Kompromisse bezüglich der Geschwindigkeit und der Zuverlässigkeit. Typischerweise haben die optischen Systeme höhere Kommunikationsdatenraten, -geschwindigkeiten oder -Bandbreiten und haben die drahtgebundenen, die RF- und die optischen Faserverbindungen eine größere Zuverlässigkeit.
  • Obwohl optische Faserverbindungen zu sowohl einer hohen Geschwindigkeit als auch einer hohen Zuverlässigkeit fähig sind, haben sie den Nachteil, dass sie eine physikalische Installation eines optischen Faserkabels als den Kommunikationspfad oder das Medium zwischen Kommunikationsstellen erfordern. Eine drahtgebundene Verbindung erfordert auch die physikalische Installation von Drähten oder Kabeln als den Kommunikationspfad oder als das Medium. In vielen Situationen ist es jedoch unpraktisch, unökonomisch oder unmöglich, physikalische Kabelmedien zwischen Kommunikationsstellen zu installieren. In diesen Situationen müssen die drahtlosen RF-Verbindungen und/oder optischen Freiraumverbindungen verwendet werden.
  • Optische Freiraumverbindungen übertragen Licht oder einen Laserstrahl über die Atmosphäre zwischen einem optischen Sender und einem optischen Empfänger. Optische Freiraum-Kommunikationssysteme erfordern einen freien bzw. klaren Blickrichtungspfad zwischen Kommunikationsstellen, da das Licht oder der Laserstrahl in einer geraden Linie zwischen den Kommunikationsstellen projiziert. Der optische Strahl wird eine Verschlechterung durch Rauch, Staub, Nebel, Regen, Schnee und irgendwelche anderen Partikel in der Atmosphäre zwischen den Kommunikationsstellen ausgesetzt. Diese Partikel und Substanzen brechen oder blockieren einen Lichtstrahl bis zu dem Ausmaß, dass er bei der empfangenden Kommunikationsstelle nicht zuverlässig empfangen wird. Zeitweise können atmosphärische Bedingungen eine Qualität des Lichtstrahls zwischen den Kommunikationsstellen so ernsthaft verschlechtern, dass die Freiraumoptik darin fehlschlagen kann, miteinander zu arbeiten, oder dass die Kommunikationsrate bis zu einem nicht akzeptierbaren Ausmaß vermindert wird.
  • Drahtlose RF-Kommunikationsverbindungen enthalten ein Rundsenden eines RF-Signals, das die Kommunikationsdaten trägt, zwischen den Kommunikationsstellen. Obwohl das typische RF-Rundsenden zum Übertragen von Daten bei einer niedrigeren Rate als ein optisches Signal fähig ist, ist das Rundsende-RF-Signal normalerweise zuverlässiger. Rundsende-RF-Signale werden nicht denselben Verschlechterungen von atmosphärischen Bedingungen unterzogen, die verursachen, dass optische Freiraumübertragungen leiden. Obwohl einige RF-Systeme, wie beispielsweise Mikrowellensysteme, einen Übertragungspfad mit unbehinderten Blickrichtungs erfordern, verursachen Partikel und Substanzen in der Luft keine wesentliche RF-Signalverschlechterung. Somit können RF-Kommunikationen unter Bedingungen zuverlässig arbeiten, unter welchen optische Freiraumübertragungen nicht zuverlässig arbeiten können, wodurch eine größere Sicherheit einer genauen und effektiven Datenübertragung zur Verfügung gestellt wird, wenn auch bei einer etwas niedrigeren Datenübertragungsrate.
  • In Bezug auf diese und andere Überlegungen ist die vorliegende Erfindung entwickelt worden.
  • Das Patentdokument DE 44 33 896 C offenbart ein Verfahren zum Kommunizieren von Daten zwischen einem Kommunikationssystem und einem drahtlos angeschlossenen Kommunikationsendgerät. Ein bidirektionaler Infrarot-Übertragungspfad ist zusätzlich zu dem bidirektionalen Funkübertragungspfad vorgesehen. Die Qualität der Infrarotübertragung wird kontinuierlich verifiziert, und das Ergebnis dieser Verifizierung bestimmt, ob die Funkverbindung oder die Infrarotverbindung verwendet wird, und dann, wenn die Infrarotverbindung verwendet wird, werden wenigstens die Funksender deaktiviert. Eine Deaktivierung der Funksender reduziert die Funkübertragungen im System, was die potentiellen negativen Effekte auf Anwender von den Funksignalen reduziert und den gesamten Energieverbrauch reduziert.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung enthält eine hybride drahtlose optische und Funkfrequenz-(RF-)Kommunikationsverbindung oder ein System. Optische Transceiver an entgegengesetzten Enden der Verbindung stellen einen optischen Pfad für die primäre Kommunikation der Daten zur Verfügung, und RF-Transceiver stellen primär einen Kommunikationspfad für Steuer- und Statusinformation zwischen den optischen Transceivern und den RF-Transceivern zur Verfügung. Unter atmosphärischen Bedingungen, die verursachen, dass sich die optische Kommunikation von Daten ernsthaft verschlechtert oder insgesamt ausfällt, wird eine Datenkommunikation automatisch zum RF-Pfad umgeschaltet. Obwohl die gesamte Datenkommunikationsgeschwindigkeit reduziert werden kann, wenn die Daten über den RF-Pfad übertragen werden, wird eine Kommunikationsverbindung unter allen Bedingungen eher beibehalten, als das eine Datenkommunikation während atmosphärischen Bedingungen kurzzeitig unterbrochen wird, welche nachteilig für eine optische Datenkommunikation sind.
  • Das Vorhandensein des RF-Pfads zwischen den RF-Transceivern sorgt ungeachtet dessen, ob die Daten über den optischen Pfad oder den RF-Pfad kommuniziert werden, für eine äußerst zuverlässige Kommunikation der Steuer- und Statusinformation. Somit ist es möglich, Steuer- und Statusinformation zum besseren Steuern der optischen Transceiver und ihrer optischen Signalübertragungen zu führen, selbst wenn die optische Verbindung aufgrund verschlechterter atmosphärischer Freiraumbedingungen nicht optimal arbeitet.
  • Diese und andere Verbesserungen werden bei einem verbesserten Verfahren zum Kommunizieren von Daten in einer Kommunikationsverbindung erreicht, die sich über einen terrestrischen Freiraumbereich zwischen zwei Stationen an Enden der Verbindung erstreckt. Das Verfahren enthält ein Kommunizieren der Daten in einem optischen Signal, das über einen optischen Freiraumpfad zwischen den zwei Stationen übertragen wird, und ein Kommunizieren der Daten in einem Funkfrequenz-(RF-)Signal, das über einen Freiraum-RF-Pfad zwischen den zwei Stationen übertragen wird, wenn die Daten nicht im optischen Signal über den optischen Pfad übertragen werden. Die optische Verbindung wird zum Übertragen der Daten verwendet, wann immer es einen Vorteil dafür gibt, den optischen Pfad zu verwenden, und die RF-Verbindung wird verwendet, wann immer atmosphärische Bedingungen im optischen Pfad dazu führen, dass der optische Pfad ausfällt oder die Übertragung der optischen Signale verschlechtert. Ein Ausfall oder eine Verschlechterung des optischen Pfads wird durch einen fehlgeschlagenen Empfang eines übertragenen optischen Signals oder durch den Empfang eines optischen Signals, der bis zu dem Punkt verschlechtert worden ist, dass es schwierig ist, die im optischen Signal enthaltene Information zuverlässig zu unterscheiden, erkannt. Steuer- und Statusinformation wird zwischen den optischen Transceivern über den RF-Pfad übertragen, um zu kommunizieren, dass das optische Signal ausgefallen ist oder sich verschlechtert hat. Sogar während die RF-Verbindung die Daten überträgt ist es vorzuziehen, eine versuchte Übertragung von optischen Signalen zwischen den Kommunikationsstellen fortzuführen, um zu bestimmen, wann der optische Pfad für die Übertragung von Daten erneut aufzubauen ist, mit welcher die optischen Signale zuverlässig kommuniziert werden können. Die zwei Stationen erzeugen und übertragen vorzugsweise abwechselnd die Steuer- und Statusinformation und senden sie zur anderen Station. Die Steuer- und Statusinformation enthält Information, die das Ausmaß anzeigt, um welches eine Station ihre optische Sendeleistung gemäß der Festsetzung der empfangenen Leistung durch die andere Station ändern sollte, um dadurch eine effektive optische Kommunikation ohne Oszillation der Leistungspegel der zwei Stationen beizubehalten.
  • Die zuvor angegebenen und andere Verbesserungen werden auch bei einer hybriden drahtlosen optischen und Funkfrequenz(RF-)Kommunikationsverbindung zum Kommunizieren von Daten zwischen einer ersten und zweiten Station erreicht, wobei die ersten und zweiten Stationen die Daten über jeweilige erste und zweite Eingangs/Ausgangs-(I/O)Signalpfade empfangen und liefern. Die hybride Kommunikationsverbindung enthält einen optischen Freiraum-Verbindungsteil, der einen ersten optischen Transceiver bei der ersten Station und einen zweiten optischen Transceiver bei der zweiten Station zum Übertragen bzw. Senden und Empfangen eines optischen Signals, das die Daten enthält, zwischen ihnen, aufweist. Die hybride Kommunikationsverbindung enthält auch einen Freiraum-RF-Verbindungsteil parallel zu dem optischen Verbindungsteil und weist einen ersten RF-Transceiver bei der ersten Station und einen zweiten RF-Transceiver bei der zweiten Station zum Übertragen bzw. Senden und Empfangen eines RF-Signals, das die Daten und Steuer- und Statusinformation zum Steuern des Betriebs des optischen und des RF-Transceivers enthält, zwischen ihnen, auf. Die Steuer- und Statusinformation steuert die Funktionalität der optischen Transceiver ohne die Kapazität oder Bandbreite der optischen Transceiver zum Übertragen und Empfangen der Daten, die im optischen Signal enthalten sind, zu vermindern. Zusätzlich werden dann, wenn der optische Pfad aufgrund von atmosphärischen Einflüssen ausfällt oder sich verschlechtert, die Daten für eine Übertragung durch die RF-Transceiver über den RF-Pfad geführt. Auch wenn die Datenübertragungskapazität des RF-Pfads geringer als diejenige des optischen Pfads ist, können Daten noch unter Bedingungen übertragen werden, unter welchen eine Datenübertragung durch einen ausgefallenen oder verschlechterten optischen Pfad verhindert werden würde.
  • Die hybride Kommunikationsverbindung empfängt die Daten, die über die optischen und RF-Pfade zu übertragen sind, von einem Eingangs/Ausgangs(I/O-)Signalpfad, und die Hybridverbindung überträgt die Daten, die sie von den optischen und RF-Pfaden empfängt, auf den I/O-Signalpfad. Ein Schalter innerhalb der Station bei den Endkommunikationsverbindungen führt die Daten zwischen der optischen Verbindung und dem I/O-Signalpfad in einem aktiven Betriebsmode und führt die Daten zwischen der RF-Verbindung und dem I/O-Signalpfad in einem Standby-Betriebsmode. Ein Übertragungsstatussignal wird als Teil der Steuer- und Statusinformation erzeugt, und ein Übertragungsstatussignal zeigt an, ob die optische Verbindung Daten effektiv übertragen kann. Der Schalter reagiert auf das Übertragungsstatussignal zum Bilden entweder des aktiven Betriebsmodes oder des Standby-Betriebsmodes. Eine Abwesenheit des optischen Signals im optischen Pfad wird auch erkannt und veranlasst ein Umschalten vom aktiven Betriebsmode zum Standby-Betriebsmode.
  • Eine vollständigere Erkennung der vorliegenden Erfindung und ihres Schutzumfangs und der Art, auf welche sie die oben angegebenen Verbesserungen erreicht, kann unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, genommen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, erhalten werden, welche nachfolgend kurz zusammengefasst sind, und mit den beigefügten Ansprüchen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist ein Blockdiagramm einer hybriden drahtlosen optischen und Funkfrequenz-(RF-)Kommunikationsverbindung, das die vorliegende Erfindung enthält.
  • 2 ist eine Darstellung einer Datenstruktur für ein Steuer-Token-Paket, das bei der in 1 gezeigten hybriden Kommunikationsverbindung verwendet wird.
  • 3 ist ein detaillierteres Blockdiagramm der in 1 gezeigten hybriden Kommunikationsverbindung.
  • 4 ist ein detaillierteres Blockdiagramm eines optischen Master-Transceivers und eines optischen Slave-Transceivers der in 3 gezeigten hybriden Kommunikationsverbindung.
  • 5 ist ein detaillierteres Blockdiagramm einer Master-Transceiver-Schnittstelleneinheit (TIO) der in 3 gezeigten hybriden Kommunikationsverbindung.
  • 6 ist ein detaillierteres Blockdiagramm einer Slave-Transceiver-Schnittstelleneinheit (TIO) der in 3 gezeigten hybriden Kommunikationsverbindung.
  • 7 ist ein Ablaufdiagramm einer Leistungssteuerungsprozedur, die durch die Master- und Slave-Stationen ausgeführt wird, um den optischen Sendeleistungspegel der in 3 gezeigten optischen Transceiver einzustellen und um die in dem in 2 gezeigten Steuerpaket enthaltene Steuer- und Statusinformation zusammenzubauen.
  • 8 ist ein Ablaufdiagramm der Prozedur zum Umschalten einer Datenübertragung vom optischen Pfad zum RF-Pfad der in 3 gezeigten hybriden Kommunikationsverbindung, wie sie durch eine in 5 gezeigte Master-Transceiver-Schnittstelleneinheit ausgeführt wird.
  • 9 ist ein allgemeines Ablaufdiagramm der Prozedur zum Umschalten einer Datenübertragung vom optischen Pfad zum RF-Pfad der in 3 gezeigten hybriden Kommunikationsverbindung, wie sie durch eine in 6 gezeigte Slave-Transceiver-Schnittstelleneinheit ausgeführt wird.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Eine hybride drahtlose optische und Funkfrequenz(RF-)Kommunikationsverbindung (die Hybridverbindung) 20 ist in 1 gezeigt. Die Hybridverbindung 20 kombiniert eine Technologie für eine optische Freiraumkommunikation (vorzugsweise Lasersysteme, die eine Kommunikationsgeschwindigkeit von vielen Gigabits pro Sekunde erreichen) mit einer Hochgeschwindigkeits-RF-Technologie (vorzugsweise Mikrowelle), um eine drahtlose terrestrische hybride Laser/Mikrowellen-Kommunikationsverbindung für die Kommunikation von Daten zwischen zwei Kommunikationsendstuellen der Hybridverbindung 20 bei Stationen 22 und 24 zu erreichen. Die Integration dieser zwei drahtlosen Kommunikationstechnologien (optisch und RF) in der Hybridverbindung 20 erhöht die statistische Verfügbarkeit oder Zuverlässigkeit von einer drahtlosen Punkt-zu-Punkt-Kommunikation mit großem Abstand bzw. über eine große Entfernung (z. B. über eine Entfernung von 1–2 Meilen).
  • Die Hybridverbindung 20 weist vorzugsweise allgemein eine Master-Hybridkommunikationsstation (Masterstation) 22 und eine Slave-Hybridkommunikationsstation (Slavestation) 24 auf. Ein optisches Signal, wie beispielsweise ein Laserstrahl, wird in einem optischen Pfad 26 projiziert, und ein RF-Signal, wie beispielsweise ein Mikrowellensignal, wird in einem RF-Pfad 28 rundgesendet. Sowohl das optische Signal im optischen Pfad 26 als auch das RF-Signal im RF-Pfad 28 werden über einen terrestrischen Freiraumbereich 30 zwischen der Masterstation 22 und der Slavestation 24 übertragen. In den optischen Signalen und den RF-Signalen enthaltene Daten werden dadurch zwischen den zwei Stationen 22 und 24 kommuniziert. Eingangs/Ausgangs-(I/O-)Signalpfade 32 und 34 verbinden jeweils die Masterstation 22 und die Slavestation 24 mit anderen Kommunikationsstationen (nicht gezeigt) oder Vorrichtungen, und verbinden dadurch die Hybridverbindung 20 in ein größeres Kommunikationsnetz oder – system. Die in den optischen Signalen und den RF-Signalen übertragenen Daten werden von den I/O-Signalpfaden 32 und 34 bei einer Station 22 oder 24 erhalten und werden über die I/O-Signalpfade 34 und 32 bei der anderen Station 24 oder 22 nach einer Kommunikation über die Hybridverbindung 20 ausgegeben. Die I/O-Signalpfade 32 und 34 können irgendein Quellen- oder Lieferpfad von Datensignalen im Kommunikationsnetz oder -netz sein. Beispielsweise können die I/O-Signalpfade eine optische Faser oder verdrahtete Kanäle sein, die die Master- und Slavestationen 22 und 24 mit anderen drahtlosen Stationen bei derselben Stelle verbinden, um dadurch zu veranlassen, dass die Hybridverbindung 20 in einer Reihe von solchen Hybridverbindungen 20 im Kommunikationsnetz oder -system ein Repeater bzw. Zwischenverstärker ist. Alternativ dazu können die I/O-Signalpfade 32 und 34 einen Teil einer landbasierenden optischen Faserverbindung oder einer Drahtkommunikationsverbindung zu entfernten landbasierenden Kommunikationsstationen sein. Die über die Hybridverbindung 20 kommunizierten Daten können irgendeinen Typ von Anwenderdaten oder -information aufweisen.
  • Der optische Pfad 26 dient als Hauptkommunikationspfad oder bevorzugter Kommunikationspfad für die zwischen den Master- und Slavestationen 22 und 24 in einem aktiven Betriebsmode übertragenen Daten. Der RF-Pfad 28 dient als der Hauptkommunikationspfad oder der bevorzugte Kommunikationspfad für Steuer- und Statusinformation, die zum Steuern des Betriebs der Stationen 22 und 24 verwendet wird. Der RF-Pfad 28 dient auch als zuverlässiger Sicherungsdaten-Kommunikationspfad in einem Standby-Betriebsmode. Im Standby-Mode trägt der RF-Pfad 28 die Daten, weil der optische Pfad 26 darin fehlgeschlagen hat, erfolgreich zu übertragen oder das optische Signal zuverlässig über den Freiraumbereich 30 zwischen den Stationen 22 und 24 zu kommunizieren, und zwar normalerweise aufgrund der verschlechternden atmosphärischen oder anderen Einflüssen, wie beispielsweise der Lichtbrechungseinflüsse von Regen, Nebel, Nieseln, Schnee, Staub oder anderen schwierigen Wetterbedingungen im terrestrischen Freiraumbereich 30, aber auch aufgrund eines möglichen mechanischen oder funktionellen Ausfalls der Geräte im optischen Verbindungsteil der Hybridverbindung 20. Der RF-Pfad 28 tauscht Steuer- und Statusinformation zwischen den Master- und Slavestationen 22 und 24 in sowohl dem aktiven Mode als auch dem Standby-Mode aus und überträgt zusätzlich die Daten im Standby-Mode.
  • Die Masterstation 22 überwacht konstant einen optischen Empfangsleistungspegel eines Signals, das über den optischen Pfad 26 von der Slavestation 24 empfangen wird, und umgekehrt, und zwar in sowohl dem aktiven Mode als auch dem Standby-Mode. Basierend auf der Information über den empfangenen optischen Leistungspegel berechnet jede Station 22 und 24 ein Ausmaß bzw. einen Betrag, um welches bzw. welchen die andere Station 24 oder 22 ihren optischen Leistungspegel für eine optimale optische Kommunikation im optischen Pfad 26 einstellen muss. Zusätzlich ist es bevorzugt, dass die Masterstation und die Slavestation 22 und 24 bei demselben optischen Leistungspegel übertragen. Als Teil der Steuer- und Statusinformation nutzen die Masterstation 22 und die Slavestation 24 Information in Bezug auf den empfangenen optischen Leistungspegel, den gesendeten optischen Leistungspegel und die berechnete Leistungseinstellung gemeinsam, um nötige Einstellungen zu bestätigen und um denselben übertragenen bzw. gesendeten optischen Leistungspegel beizubehalten. Wenn sowohl die Masterstation 22 als auch die Slavestation 24 optische Signale bei demselben Leistungspegel senden bzw. übertragen, wird dieser Zustand als "Symmetrie" bezeichnet.
  • Die Symmetrie von gesendeten Leistungspegeln der Masterstation 22 und der Slavestation 24 erlaubt, dass jede Station 22 oder 24 sofort bestimmt, ob der optische Pfad 26 fehlerhaft bzw. ausgefallen ist oder sich bis zu der Stelle verschlechtert hat, bei welcher er unzuverlässig oder ineffektiv wird. Wenn eine Station 22 oder 24 erfasst, dass der empfangene optische Leistungspegel unter einem Minimum einer geeigneten Schwelle ist und ihr eigener gesendeter optischer Leistungspegel bei einem Maximum ist (was aufgrund der Symmetrie bedeutet, dass der gesendete optische Leistungspegel der anderen Station auch bei einem Maximum ist), dann haben sich die nachteiligen Bedingungen im terrestrischen Freiraumbereich 30 verschlechtert. Der optische Pfad 26 kann nicht mehr als zuverlässig oder effektiv beim Übertragen von Daten mit einer höheren Datenrate als derjenigen Rate angesehen werden, bei welcher Daten im Rundsende-RF-Signal im RF-Pfad 28 übertragen werden können. Dieser Zustand wird hierin als "Ausfall" des optischen Pfads 26 bezeichnet. Auf einen optischen Ausfall hin, schaltet die Hybridverbindung 20 zum Standby-Mode, in welchem die Daten über den RF-Pfad 28 kommuniziert werden. Optische Signale werden während des Standby-Betriebsmodes kontinuierlich im optischen Pfad 26 übertragen, und die Masterstation 22 und die Slavestation 24 fahren damit fort, den empfangenen optischen Leistungspegel der optischen Signale im optischen Pfad 26 im Standby-Mode zu überwachen, auch wenn die Daten im RF-Signal über den RF-Pfad 28 übertragen werden. Durch kontinuierliches Überwachen der optischen Signale im optischen Pfad 26 während des Standby-Betriebsmodes kann die Hybridverbindung 20 auf eine Zerstreuung der nachteiligen Einflüsse im Freiraumbereich 30 hin zum aktiven Mode zurückschalten, um eine zuverlässige optische Kommunikation von Daten im optischen Pfad 26 zuzulassen. Information in Bezug auf einen optischen Ausfall wird kontinuierlich zwischen der Masterstation 22 und der Slavestation 24 in der im RF-Pfad 28 übertragenen Status- und Steuerinformation gemeinsam genutzt, so dass beide Stationen 22 und 24 das Schalten zwischen dem aktiven Mode und dem Standby-Mode auf eine derartige Weise veranlassen, dass keine Daten verloren werden.
  • Die Masterstation 22 und die Slavestation 24 nutzen Steuer- und Statusinformation durch Kommunizieren eines Steuer-Token-Pakets 36 gemeinsam, wovon eine beispielhafte Datenstruktur in 2 gezeigt ist, und zwar zwischen den Stationen in Rückwärts- und in Vorwärtsrichtung. Das Steuerpaket 36 weist Anfangsblockfelder 38 und Inhaltsfelder 40 auf. Die bestimmten Anfangsblockfelder 38 hängen von dem bestimmten Kommunikationsprotokoll ab, das verwendet wird. Bei diesem Beispiel ist das Steuerpaket 36 repräsentativ für ein Paket für das wohlbekannte Umschaltprotokoll eines asynchronen Übertragungsmodes (ATM = asynchronous transfer mode). Somit wird der Inhalt der Anfangsblockfelder 38 gemäß dem ATM-Protokollstandard eingestellt. Die Verarbeitung der optischen und RF-Netzwerk-Datensignale im optischen Pfad 26 und im RF-Pfad 28 ist unabhängig von oder transparent gegenüber dem Protokoll, das zum Übertragen der Daten verwendet wird. Jedoch hängt eine Einkapselung der Steuer- und Statusinformation in das Steuerpaket 36 (2) von dem durch die Hybridverbindung 20 verwendeten Kommunikationsprotokoll ab. Das standardmäßige Internetprotokoll-(IP-)Schaltprotokoll ist ein weiteres Beispiel für ein solches wohlbekanntes Protokoll.
  • Das ATM-Protokoll kann eine Dienstqualität liefern und eine Verzögerung für Sprach-, Daten-, Video- und Bild-Kommunikationssysteme optimieren. Daher wird es derart angesehen, dass es eine gegenwärtig vereinheitlichende Technologie darstellt. Das ATM-Protokoll ist skalierbar bzw. einteilbar, was ermöglicht, dass eine standardmäßige 53-Byte-Zelle von einem LAN (lokalen Netz) zu einem LAN über ein WAN (Weitbereichsnetz) transportiert wird. Das ATM-Protokoll kann auch in öffentlichen und privaten WANs verwendet werden. Die 53-Byte-Zelle besteht aus einem 5-Byte-Anfangsblock (den Anfangsblockfeldern 38) und einer Nutzlast von 48 Bytes von Information (den Inhaltsfeldern 40). Die Anfangsblockfelder 38 weisen allgemein den Zielort, den Nutzlasttyp, eine Priorität und ein Fehlerprüffeld auf. Die Steuer- und Statusinformation wird in ein ATM-Paket (das Steuerpaket 36) mit dem Nutzlasttypenfeld auf 001 eingestellt, oder auf irgendeinen anderen eindeutigen Identifizierer, der ein Steuerpaket 36 anzeigt, eingekapselt. Die 48-Byte-Nutzlast (die Inhaltsfelder 40) wird zum Transportieren anderer Steuer- und Statusinformation zwischen der Masterstation 22 und der Slavestation 24 verwendet (1).
  • Idealerweise sollte die Rate, mit welcher das Steuerpaket 36 zwischen der Masterstation 22 und der Slavestation 24 geführt wird, davon abhängen, wie schnell sich die Qualität des optischen Pfads 26 (1) ändert. Jedoch wird bei gegebener kleiner Größe des Steuerpakets 36 (53 Bytes) seine Übertragung eine nahezu insignifikante Menge der Bandbreite des RF-Pfads 28 verbrauchen. Daher kann das Steuerpaket 36 mit einer konstanten Rate oder mit anderen vorbestimmten Intervallen rückwärts und vorwärts geführt werden.
  • Die Inhaltsfelder 40 weisen vorzugsweise ein Steuerpaketidentifikations-(ID-)Feld 42, ein Konfliktlöserfeld 44, ein optisches Ausfallfeld 46, ein Leistungseinstellfeld 48, ein Leistungseinstellbetragsfeld 50, ein Gesamt-Empfangsleistungsfeld 52 und ein Gesamt-Sendeleistungsfeld 54 auf. Das Steuerpaket-ID-Feld 42 identifiziert das ATM-Paket, in welchem es enthalten ist.
  • Das Konfliktlöserfeld 44 ist vorzugsweise ein einzelnes Bit, das zulässt, dass die Masterstation 22 und die Slavestation 24 (1) einen Konflikt lösen, wenn es zwei Steuerpakete 36 gibt. Bei einem normalen Betrieb wird es nur ein Steuerpaket 36 geben, das zwischen der Masterstation 22 und der Slavestation 24 fließt. Jedoch erzeugen die Masterstation 22 und die Slavestation 24 vorzugsweise während eines Initialisierungsmodes beide ein Steuerpaket 36, so dass das kurze Vorhandensein der zwei Steuerpakete 36 gelöst werden muss. Während eines normalen Betriebs in einem aktiven Mode oder einem Standby-Mode führen die Masterstation 22 und die Slavestation 24 ein einziges Steuerpaket 36 mit dem Konfliktlöserfeld 24 auf einen "Betriebs"-Zustand oder eine "Betriebs"-Anzeige (z. B. eine 1) eingestellt zurück und nach vorn. Jedoch erzeugen die Masterstation 22 und die Slavestation 24 im Initialisierungsmode beide Steuerpakete 36 mit dem Konfliktlöserfeld 44 auf einen "Initialisierungs"-Zustand oder einer "Initialisierungs"-Anzeige (z. B. eine 0) eingestellt, aber die Masterstation 22 ändert darauffolgend das Konfliktlöserfeld 44 in ihrem Steuerpaket 36 von dem Initialisierungszustand zu dem Betriebszustand, wie es nachfolgend unter Bezugnahme auf 3 beschrieben ist, vor einem Führen des Steuerpakets 36 zur Slavestation 24. Die Masterstation 22 und die Slavestation 24 werfen beide irgendein empfangenes Steuerpaket 36 weg, das ein auf den Initialisierungszustand eingestelltes Konfliktlöserfeld 44 enthält. Somit wirft die Masterstation 22 das auf eine Initialisierung hin empfangene erste Steuerpaket 36 weg. Die Slavestation 24 empfängt und verarbeitet andererseits das erste Steuerpaket 36 von der Masterstation 22, da die Masterstation 22 das Konfliktlöserfeld 44 ihres ersten erzeugten Steuerpakets auf den Betriebszustand einstellt. Daher wird danach nur ein Steuerpaket 36 in der Hybridverbindung 20 (1) zurück und nach vorn geführt. Die Masterstation 22 und die Slavestation 24 erzeugen jeweils das Steuerpaket 36 erneut, wenn sie das Steuerpaket 36 von der anderen Station nicht innerhalb einer vorbestimmten Auszeitperiode empfängt. Diese Auszeitperiode kann von einem Anwender konfigurierbar sein.
  • Das optische Ausfallfeld 46 ist vorzugsweise ein einzelnes Bit, das den Übertragungszustand des optischen Pfads 26 (1) anzeigt, d. h. ob der optische Pfad 26 richtig funktioniert oder ausgefallen ist. Wann immer die Masterstation 22 oder die Slavestation 24 (1) im Besitz des Steuerpakets 36 ist und kein geeignetes Signal im optischen Pfad 26 erfassen kann und sie bei ihrem maximalen optischen Leistungspegel sendet, dann stellt die Masterstation 22 oder die Slavestation 24 das optische Ausfallfeld 46 auf einen "Ausfall"-Status oder eine "Ausfall"-Anzeige ein. Andererseits stellt dann, wann immer die Masterstation 22 oder die Slavestation 24 im Besitz des Steuerpakets 36 ist und ein geeignetes Signal im optischen Pfad 26 erfassen kann, die Masterstation 22 oder die Slavestation 24 das optische Ausfallfeld 46 auf einen "OK"-Status oder eine "OK"-Anzeige ein. Wenn sie im aktiven Mode ist und das optische Ausfallfeld 46 auf den Ausfallstatus eingestellt ist, schaltet die Hybridverbindung 20 (1) vom aktiven Betriebsmode zum Standby-Betriebsmode, in welchem die Daten über den RF-Pfad 28 (1) kommuniziert werden. Wenn im Standby-Mode ein Steuerpaket mit seinem optischen Ausfallfeld 46 auf dem OK-Status eingestellt empfangen wird, schaltet die Hybridverbindung 20 vom Standby-Mode zum aktiven Mode.
  • Das Leistungseinstellfeld 48 hat vorzugsweise zwei Bits, die durch die Station eingestellt werden, die das Steuerpaket 36 sendet, und zwar eingestellt, um anzuzeigen, ob der gesendete optische Leistungspegel bei der empfangenden Station ungeändert gelassen, dekrementiert oder inkrementiert werden muss. Das Leistungseinstellbetragsfeld 50 hat vorzugsweise mehrere Bits, die den Betrag anzeigen, um welchen die sendende Station die empfangende Station anweist, ihren gesendeten optischen Leistungspegel einzustellen. Somit aktualisiert die empfangende Station dann, wenn die empfangende Station das Steuerpaket 36 empfängt, das das Leistungseinstellfeld 48 enthält, das anzeigt, dass der Leistungspegel erhöht oder erniedrigt werden muss, und die empfangende Station daraus schließt, dass der Leistungspegel erhöht oder erniedrigt werden sollte, ihren gesendeten optischen Leistungspegel gemäß dem Betrag, der durch das Leistungseinstellbetragsfeld 50 angezeigt wird.
  • Das Gesamt-Empfangsleistungsfeld 52 hat vorzugsweise mehrere Bits, die den optischen Leistungspegel des empfangenen Signals im optischen Pfad 26 (1) anzeigen. Auf einen Empfang des Steuerpakets 36 hin vergleicht die empfangende Station vorzugsweise das enthaltene Gesamt-Empfangsleistungsfeld 52 mit ihrem lokalen gesendeten optischen Leistungspegel und/oder dem lokalen empfangenen optischen Leistungspegel, um weiterhin irgendeinen Betrag zu bestätigen, um welchen sie ihren gesendeten optischen Leistungspegel einstellen muss.
  • Das Gesamt-Sendeleistungsfeld 54 hat vorzugsweise mehrere Bits, die den optischen Leistungspegel anzeigen, bei welchem die Station, die das Steuerpaket 36 sendet, das Signal im optischen Pfad 26 (1) sendet. Mit dem Gesamt-Sendeleistungsfeld 54 kann die empfangende Station den optischen Leistungspegel, bei welchem sie das Signal im optischen Pfad 26 sendet, mit dem optischen Leistungspegel, bei welchem die sendende Station das Signal im optischen Pfad 26 sendet, vergleichen und kann die optischen Leistungspegel synchronisieren oder eine Leistungspegelsymmetrie eines Betriebs bestätigen.
  • Mehr Details bezüglich der Hybridverbindung 20 sind in 3 gezeigt. Die Masterstation 22 weist allgemein einen optischen Master-Transceiver (OT) 56, einen Master-RF-Transceiver 58, eine Master-Transceiver-Schnittstelleneinheit (TIU) 60 und eine Master-Steuerungs-Schnittstelleneinheit (CIU) 62 auf. Gleichermaßen weist die Slavestation 24 allgemein einen Slave-OT 64, einen Slave-RF-Transceiver 66, eine Slave-TIU 68 und eine Slave-CIU 70 auf.
  • Der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 kommunizieren miteinander über die optischen Strahlen im optischen Pfad 26, die durch den terrestrischen Freiraumbereich 30 projiziert oder gerichtet werden. Somit bilden der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 und der optische Pfad 26 allgemein einen optischen Verbindungsteil der Hybridverbindung 20. Gleichermaßen kommunizieren der Master-RF-Transceiver 58 und der Slave-RF-Transceiver 66 miteinander über die im RF-Pfad 28 über den terrestrischen Freiraumbereich 30 rundgesendeten RF-Signale. Somit bilden der Master-RF-Transceiver 58 und der Slave-RF-Transceiver 66 und der RF-Pfad 28 allgemein einen RF-Verbindungsteil der Hybridverbindung 20. Der RF-Verbindungsteil kommuniziert parallel zu dem optischen Verbindungsteil der Hybridverbindung 20. Der RF-Verbindungsteil und der optische Verbindungsteil schließen beide an die Master-TIU 60 und die Master-CIU 62 der Masterstation 22 und die Slave-TIU 68 und die Slave-CIU der Slavestation 24 an und benutzen diese.
  • Der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 verarbeiten und verstärken die optischen Strahlen im optischen Pfad 26 für ein Senden und einen Empfang. Der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 analysieren auch die Status- und Steuerinformation der Inhaltsfelder 40 des Steuerpakets 36 (2), das von der entgegengesetzten Station empfangen wird. Auf einen Empfang des Steuerpakets 36 hin vergleicht der Master-OT 56 seine optische Sendeleistung mit der Gesamt-Sendeleistungsinformation, die im Gesamt-Sendeleistungsfeld 54 (2) enthalten ist, welches der Slave-OT 64 im Steuerpaket 36 enthielt, und umgekehrt, um einen Betrieb mit symmetrischer Leistung beizubehalten. Der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 stellen den optischen Leistungspegel, mit welchem sie den optischen Strahl im optischen Pfad 26 senden, basierend auf der Feststellung der empfangenen optischen Leistung der anderen Station ein, welche im Gesamt-Empfangsleistungsfeld 52 des empfangenen Steuerpakets 36 getragen wird. Das Steuerpaket 36 wird immer bei dem Master-OT 56 und dem Slave-OT 64 aktualisiert. Der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 aktualisieren die Inhaltsfelder 40 des Steuerpakets 36 mit neuen Steuerdaten, die aus einem Feststellen des optischen Leistungspegels des empfangenen optischen Strahls und ihrem gesendeten optischen Leistungspegel gesammelt werden, und unterbreiten das aktualisierte Steuerpaket 36 ihrer jeweiligen Master-TIU 60 oder Slave-TIU 68 zum Führen zur entgegengesetzten Station.
  • Die Master-TIU 60 und die Slave-TIU 68 führen die Daten zu ihrem jeweiligen Master-OT 56 und Slave-OT 64 über einen optischen Daten-I/O-Bus 72 bzw. 74, wenn die optischen Strahlen 26 ohne ungebührliche atmosphärische Verschlechterung einer Signalstärke und -Integrität richtig funktionieren, d.h. in einem aktiven Mode. Die Master-TIU 60 und die Slave-TIU 60 empfangen auch die Steuerpakete 36 (2) von ihrem jeweiligen Master-OT 56 oder Slave-OT 64 über einen Steuerbus 76 bzw. 78. Die Master-TIU 60 und die Slave-TIU 68 führen das Steuerpaket 36 in einem Datenstrom zu ihrem jeweiligen Master-RF-Transceiver 58 oder Slave-RF-Transceiver 66 über einen RF-Daten-I/O-Bus 80 bzw. 82 zur Übertragung zu der empfangenden Station. Die Master-TIU 60 und die Slave-TIU 68 extrahieren das Steuerpaket 36 aus dem Datenstrom, der von ihren jeweiligen RF-Transceivern 58 und 66 ankommt.
  • Die Master-TIU 60 und die Slave-TIU 68 schalten auch übergangslos eine Übertragung der Daten zu ihren jeweiligen RF-Transceivern 58 und 66 entweder dann, wenn die im Steuerpaket 36 (2) enthaltene Status- und Steuerinformation einen Ausfall im optischen Pfad 26 anzeigt, oder dann, wenn es eine Abwesenheit von Daten gibt, die durch den optischen Pfad 26 kommen. Alternativ dazu können die Master-TIU 60 und die Slave-TIU 68 Daten zu entweder den jeweiligen Master- und Slave-OTs 56 und 64 oder den jeweiligen Master- und Slave-RF-Transceiver 58 und 66 gleichzeitig führen, um dadurch eine Hochgeschwindigkeitskommunikation im aktiven Mode sicherzustellen. In diesem Fall führen die Master-TIU 60 und die Slave-TIU 68 dann, wenn der optische Pfad 26 ausfällt, Daten über die jeweiligen Master- und Slave-RF-Transceiver 58 und 66, um dadurch eine Kommunikationsverfügbarkeit im Standby-Mode sicherzustellen.
  • Die Steuerpakete 36, gleichgültig, ob sie durch den Master-OT 56 oder den Slave-OT 64 entstanden, werden zur Verarbeitung zur Master-TIU 60 geführt. Die Steuerpakete 36, die durch die Slave-TIU 68 über ihren Slave-RF-Transceiver 66 empfangen werden, werden zu dem angeschlossenen Slave-OT 64 ohne irgendeine weitere Verarbeitung geführt. Somit verarbeitet die Master-TIU 60 die Steuerpakete 36, die an beiden Enden der Hybridverbindung 20 erzeugt werden. Die Master-TIU 60 liest das optische Ausfallsfeld 46, um das Schalten von aktiv zu Standby durchzuführen. Wenn entweder die Masterstation 22 oder die Slavestation 24 vor einem optischen Ausfall warnt, beginnt die Master-TIU 60 den Umschaltprozess vom aktiven zum Standby-Mode. Es ist auch die Master-TIU 60, die das Konfliktlöserfeld 49 verarbeitet, um ein Steuerpaket 36 in kontinuierlicher Anwendung zu halten.
  • Die Slave-TIU 68 erfasst, wenn es eine Abwesenheit einer Aktivität entlang ihres optischen Daten-I/O-Busses 74 gibt, und schließt daraus, dass die Master-TIU 60 bereits den Umschaltprozess vom aktiven Mode zum Standby-Mode begonnen hat. In diesem Fall schaltet die Slave-TIU 68 die Daten zum RF-Pfad 28 um.
  • Die Hybridverbindung 20 ist unabhängig von den Spezifikationen für die RF-Transceiver 58 und 66, die in die gesamte Hybridverbindung 20 eingebaut sind. Somit hat die Hybridverbindung 20 die Flexibilität, eine Vielfalt von herkömmlich verfügbaren RF-Systemvorrichtungen unterzubringen. Beispielsweise können militärische Anwender ein Funksystem im Militärbesitz einbauen, das Eigentumsfrequenzen verwendet, die durch die FCC zugeordnet sind. Zusätzlich können Provider für einen drahtlosen Dienst bzw. drahtlose Dienstleister, die eine RF-Lizenz besitzen, RF-Transceiver verwenden, die zum Arbeiten innerhalb der lizenzierten RF-Wellenlängen entwickelt sind.
  • Wenn der Master-RF-Transceiver 58 das Daten- und/oder Steuerpaket 36 (2) von der Master-TIU 60 empfängt, bereitet es der Master-RF-Transceiver 58 für ein Rundsenden als RF-Signal vor. Der Slave-RF-Transceiver 66 auf der Empfangsseite erfasst das RF-Signal und verarbeitet das RF-Signal, um das gesendete digitale Signal (d. h. das Daten- und Steuerpaket 36) wiederzugewinnen, bevor er es zur Slave-TIU 68 sendet. Ein gleicher Prozess erfolgt für das in Gegenrichtung fließende RF-Kommunikations-Daten- und -Steuerpaket.
  • Während Daten über den optischen Pfad 26 in beiden Richtungen fließen, dient der RF-Pfad 28 als zuverlässiger Pfad zum Senden und Empfangen der Steuer- und Statusinformation im Steuerpaket 36 (2). Drahtlose RF-Verbindungen sind sehr viel zuverlässiger als drahtlose optische Verbindungen, und zwar unter schwierigen Wetterbedingungen. Daher ist es für den RF-Verbindungsteil der Hybridverbindung 20 vorzuziehen, immer die Steuer- und Statusinformation zu tragen, obwohl der optische Pfad 26 zum Tragen der Steuer- und Statusinformation unter Bedingungen verwendet werden kann, unter welchen optische Signale hoher Qualität über den Freiraumbereich 30 (1) kommuniziert werden können, oder dann, wenn es einen Geräteausfall oder einen funktionellen Ausfall in dem RF-Verbindungsteil der Hybridverbindung 20 gegeben hat.
  • Mehr Details in Bezug auf den optischen Verbindungsteil der Hybridverbindung 20, einschließlich des Master-OT 56 und des Slave-OT 64, sind in 4 gezeigt. Der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 können insgesamt optische Vorrichtungen sein oder können eine herkömmliche Umwandlung von optisch zu elektronisch enthalten. Das letztere wird zum Einbauen von Fehlerkorrekturcodes verwendet, und möglicherweise eine Besitzer-Anfangsblockeinfügung. Es ist bevorzugt, dass der optische Verbindungsteil eine adaptive Leistungssteuertechnik zum optimalen Kommunizieren innerhalb des optischen Pfads 26 verwendet.
  • Der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 sind allgemein bezüglich der Struktur und des Betriebs gleich. Der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 weisen jeweils eine optische Empfängerapertur 88 und 90, einen optischen Vorverstärker 92 und 94, eine Kanalfestlegungseinheit 96 und 98, einen Steuerpaket-Generator 100 und 102, eine Sendeleistungs-Aktualisierungseinheit 104 und 106 und einen optischen Sender 108 und 110 auf. Steuerleitungen (nicht gezeigt) zu jedem dieser Elemente lassen zu, dass die Master- und Slave-CIUs 62 und 70 (3) geeignete Steuersignale zu diesen Elementen liefern. Der optische Pfad 26 durch den terrestrischen Freiraumbereich 30 weist allgemein einen Master-zu-Slave-Strahl 112 auf, der durch den optischen Sender 108 gesendet wird und durch die optische Empfängerapertur 90 empfangen wird, und einen Slave-zu-Master-Strahl 114, der durch den optischen Sender 110 gesendet wird und durch die optische Empfängerapertur 88 empfangen wird.
  • Da der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 allgemein gleich sind, werden nur die Elemente und Funktionen des Master-OT 56 beschrieben. Dieselbe Beschreibung gilt für die entsprechenden Elemente des Slave-OT 64. Die optische Empfängerapertur 88 empfängt den Slave-zu-Master-Strahl 114 und sendet ihn zum optischen Vorverstärker 92. Der optische Vorverstärker 92 verstärkt den Slave-zu-Master-Strahl 114, wenn es nötig ist, um ein unterscheidbares Kommunikationssignal zu erfassen, das die Daten enthält, und zwar in Abhängigkeit von der Signalstärke, oder der Leistung, des Slave-zu-Master-Strahls 114. Der optische Vorverstärker 92 wird nur lokal innerhalb des Master-OT 56 gemäß dem optischen Leistungspegel der empfangenen optischen Leistung eingestellt. Der verstärkte Strahl wird auf einem Datenausgangspfad 116 zur Master-TIU 60 (3) oder auf einem Datenausgangspfad 116 zur Slave-TIU 68 (4) geliefert. Der optische Vorverstärker 92 ist an die Kanalfestsetzungseinheit 96 angeschlossen, um ein Signal zu liefern, das den Leistungspegel des Slave-zu-Master-Strahls 114 oder den Betrag einer Verstärkung, die zum Erzeugen des verstärkten Strahls erforderlich ist, anzeigt. Aus dieser Information bestimmt die Kanalfestsetzungseinheit 96 die Qualität des Slave-zu-Master-Strahls 114 und sendet diese Information zum Steuerpaket-Generator 100 und zur Sendeleistungsaktualisierungseinheit 104. Die Kanalfestsetzungseinheit 96 implementiert einen herkömmlichen Digitalsignalprozessor-(DSP-)Algorithmus in entweder einem herkömmlichen freifeldprogrammierbaren Gatearray (FPGA) oder einer herkömmlichen DSP-Bearbeitung in Kombination mit einem herkömmlichen Mikroprozessor (nicht gezeigt), der den Master-OT 56 steuert.
  • Die Sendeleistungs-Aktualisierungseinheit 104 empfängt das Strahlqualitätssignal von der Kanalfestsetzungseinheit 96 und das Steuerpaket 36 (2) von einem Steuerdateneingangspfad 118. Basierend auf dem Strahlqualitätssignal von der Kanalfestsetzungseinheit 96 und der im Leistungseinstellfeld 48 (2) und im Leistungseinstellbetragsfeld 50 (2) des Steuerpakets 36 enthaltenen Information bestimmt die Sendeleistungs-Aktualisierungseinheit 104 die Menge bzw. den Betrag an Leistung, wenn es irgendeine gibt, um welche der optische Sender 108 ein ankommendes optisches Signal auf einem Dateneingangspfad 120 einstellen muss, um den abgehenden Master-zu-Slave-Strahl 112 zu bilden. Somit führt dann, wenn die Sendeleistungs-Aktualisierungseinheit 104 (4) das Steuerpaket 36 empfängt, das das Leistungseinstellfeld 48 enthält, das anzeigt, dass der gesendete optische Leistungspegel erhöht oder erniedrigt werden muss, und das Strahlqualitätssignal von der Kanalfestsetzungseinheit 96 eine folgernde Festsetzung liefert, die Sendeleistungs-Aktualisierungseinheit 104 ein Signal zum optischen Sender 108, um den gesendeten optischen Leistungspegel gemäß der Menge zu aktualisieren, die durch das Leistungseinstellbetragsfeld 50 angezeigt wird. Der optische Sender 108 kann keine kontinuierliche Leistungseinstellung zulassen, so dass die Leistungseinstellung durch Inkremente in kleinen Stufen durchgeführt werden kann. Die Sendeleistungs-Aktualisierungseinheit 104 implementiert einen herkömmlichen Digitalsignalprozessor-(DSP-)Algorithmus in entweder einem herkömmlichen feldprogrammierbaren Gatearray (FPGA) oder einem herkömmlichen DSP-Bearbeiten in Kombination mit einem herkömmlichen Mikroprozessor (nicht gezeigt), der den Master-OT 56 steuert.
  • Der optische Sender 108 empfängt das ankommende optische Signal auf dem Dateneingangspfad 120 von der Master-TIU 60 (3) (oder dem Dateneingangspfad 120 von der Slave-TIU 68 (4)). Der Datenausgangspfad 116 und der Dateneingangspfad 120 bilden allgemein den optischen Daten-I/O-Bus 72, der an die Master-TIU 60 anschließt (oder den optischen Daten-I/O-Bus 74, der an die Slave-TIU 68 anschließt).
  • Der Steuerpaket-Generator 100 empfängt das Strahlqualitätssignal von der Kanalfestsetzungseinheit 96 und Leistungseinstelldaten von der Sendeleistungs-Aktualisierungseinheit 104 und erzeugt das Steuerpaket 36 (2). Der Steuerpaket-Generator 100 erzeugt das Steuerpaket 36 und führt es auf einem Steuerdatenausgangspfad 122 zu. Der Steuerdateneingangspfad 118 und der Steuerdatenausgangspfad 122 bilden allgemein den Steuerbus 76 (oder den Steuerbus 78). Der Steuerpaket-Generator 100 implementiert einen herkömmlichen Digitalsignalprozessor(DSP-)Algorithmus in entweder einem herkömmlichen feldprogrammierbaren Gatearray (FPGA)oder einer herkömmlichen DSP-Bearbeitung in Kombination mit dem herkömmlichen Mikroprozessor (nicht gezeigt), der den Master-OT 56 steuert.
  • Unter schwierigen Wetterbedingungen kann beispielsweise der Master-OT 56 oder der Slave-OT 64 eine Verschlechterung des optischen Signals von dem optischen Pfad 26 erfassen, während er unter Verwendung einer höchsten optischen Sendeleistung sendet. In dieser Situation stellt der Master-OT 56 dann, wenn der Master-OT 56 die Verschlechterung des optischen Strahls erfasst, das optische Ausfallfeld 56 (2) innerhalb des Steuerpakets 36 (2) auf den "Ausfall"-Status ein und überlässt das Steuerpaket 36 der Master-TIU 60 (3) über den Steuerbus 76. Sonst stellt der Slave-OT 64 dann, wenn der Slave-OT 64 die Verschlechterung des optischen Strahls erfasst, das optische Ausfallfeld 46 auf den "Ausfall"-Status ein und führt das Steuerpaket 36 zum Slave-RF-Transceiver 66 (3) über die Slave-TIU 68 (3) und zu der Master-TIU 60. Die Master-TIU 60 verarbeitet das Steuerpaket 36 von entweder der Masterstation oder der Slavestation, um die Datenkommunikation zu dem RF-Verbindungsteil der Hybridverbindung 20 zu schalten, um dadurch den Standby-Betriebsmode einzurichten, wenn ein optischer Verbindungsausfall oder eine optische Verbindungsverschlechterung erfasst wird. Der Slave-OT 64 stoppt dann ein Empfangen von Daten vom optischen Pfad 26, so dass die Slave-TIU 68 die Abwesenheit einer Aktivität auf ihrem optischen Daten-I/O-Bus 74 erfasst und die Daten zu dem RF-Verbindungsteil der Hybridverbindung 20 schaltet, um dadurch auch den Standby-Betriebsmode einzurichten.
  • Für ein Steuerpaket 36 (2), das in der Masterstation 22 entsteht, sendet der Master-RF-Transceiver 58 das Steuerpaket 36 zum Slave-RF-Transceiver 66, der das Steuerpaket 36 zur Slave-TIU 68 (3) weiterleitet. Die Slave-TIU 68, die wahrscheinlich bereits das Schalten zum Standby-Mode durchgeführt hat, führt das Steuerpaket 36 zur Verarbeitung zum Slave-OT 64.
  • Wenn Daten durch den RF-Pfad 28 fließen, führt die Hybridverbindung 20 ein Kommunizieren von Steuer- und Statusinformation zwischen der Masterstation und der Slavestation über das Steuerpaket 36 (2) fort. Die fortgeführte Kommunikation des Steuerpakets 36 lässt zu, dass die Hybridverbindung 20 zum aktiven Mode zurückschaltet, wenn der optische Pfad 26 eine Verbesserung gegenüber seinem ausgefallenen Zustand zeigt. Der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 überwachen die Leistungsfähigkeit des optischen Pfads 26 durch Versuchen, einen Synchronisations-Bitstrom bei Frequenzen gleich denjenigen auszutauschen, die zum optischen Übertragen der Daten verwendet werden, während die Daten durch den RF-Pfad 28 geführt werden. Der Synchronisations-Bitstrom wird durch den Master-OT 56 und den Slave-OT 64 erzeugt und nicht zu den Master- und Slave-TIUs 60 und 68 übertragen. Der Synchronisations-Bitstrom wird auch während einer Initialisierung zum Ausrichten der Master- und Slave-OTs 56 und 64 verwendet, bevor die Daten zwischen ihnen kommuniziert werden.
  • Es ist vorzuziehen, dass der Master-OT 56 und der Master-RF-Transceiver 58 (3) immer Leistung gleich oder symmetrisch, zum Slave-OT 64 (3) und zum Slawe-RF-Transceiver 66 (3) liefern, und umgekehrt. Weiterhin erfolgt das gesamte Schalten zwischen dem aktiven Mode und dem Standby-Mode übergangslos und ohne Datenverlust.
  • Unter normalen Betriebsbedingungen und normalen Wetterbedingungen führen die Master-TIU 60 und die Slave-TIU 68 die Daten zu und von dem Master-OT 56 bzw. dem Slave-OT 64 (3). Während einer Initialisierung übertragen jedoch der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 den Synchronisations-Bitstrom unter Verwendung von maximaler optischer Leistung. Danach stellen in Abhängigkeit von dem Betrag einer empfangenen optischen Leistung bei jeder Station 22 und 24 der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 den gesendeten optischen Leistungspegel ihrer optischen Sender 108 bzw. 110 (4) ein, um nicht die jeweiligen empfangenden optischen Vorverstärker 94 und 92 in die Sättigung zu bringen. Der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 werden aufgrund der symmetrischen Leistungssteuereigenschaften des optischen Verbindungsteils der Hybridverbindung 20, die oben beschrieben sind, beide unter Verwendung desselben optischen Leistungspegels arbeiten werden.
  • Wenn der optische Verbindungsteil der Hybridverbindung 20 bei einer Initialisierung einmal optimiert ist, bilden der Master-OT 56 und der Slawe-OT 64 (3) beide das Steuerpaket und senden es jeweils zu der Master-TIU 60 und der Slave-TIU 68 unter Verwendung der jeweiligen Steuerbusse 76 und 78. Während eines Wartens auf einen Empfang des Steuerpakets 36 behalten der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 ein Überwachen des optischen Pfads 26 unter Verwendung des empfangenen optischen Leistungspegels bei. Der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 stellen ihre gesendeten Leistungspegel nach einem Empfangen, einem Verarbeiten und einem Aktualisieren der Inhalte des Steuerpakets 36 ein, wie es oben beschrieben ist.
  • Der RF-Pfad 28 stellt eine zuverlässige Straße bzw. einen zuverlässigen Weg zum Synchronisieren des Master-OT 56 und des Slave-OT 64 (3) zur Verfügung, so dass jeder seine Leistung einstellt, während der andere darauf wartet, dass er an die Reihe kommt. In diesem Fall werden der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 jeweils seinen gesendeten Leistungspegel nur dann einstellen, wenn er das Steuerpaket hält. Somit dient das Steuerpaket zum Synchronisieren der Leistungseinstellung zwischen den Master- und Slave-Stationen, und zum Zulassen, dass der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 jeweils seinen Sendeleistungspegel synchron gemäß dem Empfangspegel des anderen OT 64 oder 56 einstellt.
  • Bei einer alternativen Technik zum Aktualisieren der gesendeten optischen Leistung der optischen Sender 108 und 110 (4) aktualisiert der Master-OT 56 oder der Slave-OT 64 (3) seine Sendeleistung basierend auf nur der optischen Leistung, die durch die optischen Empfänger 88 und 90 (4) empfangen wird. Jedoch kann, während einer von den Master-OT 56 oder dem Slave-OT 64 gerade seinen gesendeten Leistungspegel basierend auf der empfangenen optischen Leistung einstellt, der andere von dem Master-OT 56 oder dem Slave-OT 64 gerade seine gesendete Leistung in der entgegengesetzten Richtung einstellen. Somit kann die Hybridverbindung 20 (1) in Oszillationsmoden fallen, in welchen der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 ein Einstellen ihrer gesendeten Leistungspegel in Rückwärtsrichtung und Vorwärtsrichtung beibehalten. Diese Situation reduziert die Effizienz der Hybridverbindung 20 und ist daher nicht bevorzugt.
  • Bei einer Initialisierung, wie sie oben beschrieben ist, erzeugen der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 jeweils Steuerpakte 36, und jeder OT stellt anfangs das Konfliktlöserfeld 68 auf den "Initialisierungs"-Status ein. Jeder OT sendet das Steuerpaket 36 jeweils zum Führen zu der anderen Station. Während eines Betriebs im aktiven Mode oder im Standby-Mode nach einer Initialisierung stellen der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 sicher, dass das Steuerpaket das Konfliktlöserfeld 44 auf den "Betriebs"-Status eingestellt hat. Der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 werfen auch irgendein empfangenes Steuerpaket weg, das ein Konfliktlöserfeld 44 enthält, das auf den "Initialisierungs"-Zustand bzw. -Status eingestellt ist. Somit wirft der Master-OT 56 das erste Steuerpaket 36 weg, das vom Slave-OT 64 empfangen wird. Der Slave-OT 64 empfängt und verarbeitet andererseits das erste Steuerpaket 36 vom Master-OT 56, da die Masterstation 22 das Konfliktlöserfeld 44 in diesem Steuerpaket zum "Betriebs"-Status änderte. Zusätzlich erzeugen der Master-OT 56 und der Slave-OT 64 jeweils das Steuerpaket 36 neu, wenn er das Steuerpaket 36 nicht von der anderen Seite innerhalb des definierten Zeitrahmens empfängt.
  • Die Hybridverbindung 20 kann gesteuert werden, um zwischen dem aktiven Mode und dem Standby-Mode eines Betriebs durch extern angelegte Steuersignale umzuschalten, sowie durch das Ergebnis eines internen Festsetzens der Qualität des optischen Strahls im optischen Pfad auf die gerade beschriebene Weise. Die Master- und Slave-CIUs 62 und 70 können Computer, Modems oder andere Typen von Netzwerksteuer- und -überwachungsvorrichtungen aufweisen, die die Steuersignale zum externen Umschalten von Betriebsmoden zuführen. Daher kann die Hybridverbindung 20 über eine lokale oder eine entfernte Systemsteuerung überwacht und gesteuert werden. Wenn die Hybridverbindung 20 für eine externe Steuerung konfiguriert ist, befehlen die Master- und Slave-CIUs 62 und 70 den Master- und Slave-TIUs 60 und 68, den Master- und Slave-OTs 56 und 64 und den Master- und Slave-RF-Transceivern 58 und 66 (3), die Hybridverbindung 20 zu überwachen und zu steuern. Zusätzlich behält die Master-TIU 60 eine aktualisierte Kopie des allerletzten Steuerpakets 36, auf welches durch die Master-CIU 62 zugegriffen werden kann. Somit befehlen die Master- und Slave-CIUs 62 und 70 jeweils den Master- und Slave-TIUs 60 und 68, das Schalten zwischen dem aktiven Mode und dem Standby-Mode durchzuführen. Die Master- und/oder Slave-CIU 62 oder 70 kann einen Befehl zum Schalten zu oder von dem Standby-Mode für eine Systemwartung, Geräteaktualisierungen oder aus anderen Gründen in Bezug auf die Leistungsfähigkeit der Datenübertragung im optischen Pfad ausgeben. Wenn die Hybridverbindung 20 intern gesteuert wird, erfolgt jedoch das Schalten aus dem aktiven Mode zum Standby-Mode automatisch auf einen Ausfall oder eine Verschlechterung eines optischen Strahls aufgrund von schwierigen Wetterbedingungen oder eines Ausfalls von entweder dem Master-OT 56 oder dem Slave-OT 64 hin automatisch. Das Zurückschalten zum aktiven Mode erfolgt dann automatisch, wenn die atmosphärischen Bedingungen im Freiraumbereich 30 sich ausreichend erholen, um eine Zuverlässigkeit und eine Effektivität beim Kommunizieren des optischen Signals über den optischen Pfad 26 zur Verfügung zu stellen. Somit spielen die Master- und Slave-CIUs 62 und 70 die Rolle einer entfernten Steuerungs-Schnittstelleneinheit, die den Master- und Slawe-TIUs 60 und 68, den Master- und Slave-OTs 56 und 64 und den Master- und Slave-RF-Transceivern 58 und 66 befiehlt. Mit sowohl einer Master-CIU 62 als auch einer Slave-CIU 70, die eine unabhängige Steuerung an beiden Enden des Kommunikationspfades zur Verfügung stellen, die nützlich zum Unterstützen einer modularen Implementierung der Hybridverbindung 20 sind, wird eine jeweilige Station 22 und 24 unabhängig betrieben.
  • Die Hybridverbindung 20 kann auf unterschiedlichen Weisen implementiert sein. Die Master- und Slave-CIUs 62 und 70 (3) können als entfernte Steuerungsschnittstelleneinheiten zum Konfigurieren, beibehalten bzw. Warten und Steuern der Master- und Slave-OTs 56 und 64 (3) verwendet werden. In der Abwesenheit des RF-Verbindungsteils der Hybridverbindung 20 oder der Master- und/oder Slave-TIU 60 und/oder 68, wird ein Anwender die Pegel eines optischen Verstärkers und eines Vorverstärkers der optischen Sender 108 und 110 (4) und die optischen Vorverstärker 62 bzw. 94 (4) in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen dem Master-OT 56 und dem Slave-OT 64 konfigurieren.
  • Bei einer weiteren alternativen Implementierung kann der RF-Pfad 28 Daten unabhängig von den Daten tragen, die durch den optischen Pfad 26 getragen werden. Anders ausgedrückt werden sowohl der optische Pfad 26 als auch der RF-Pfad 28 vollständig gleichzeitig für die Kommunikation von Daten ausgenutzt. In diesem Fall kann die Hybridverbindung 20 ohne das Vorhandensein von entweder der Master-TIU 60 oder der Slave-TIU 68 (3) installiert sein. In diesem Fall arbeiten der Master-OT 56 und der Slave-OT 69 (3) unabhängig von den Master- und Slave-RF-Transceivern 58 und 66. Somit erzeugt weder der Master-OT 56 noch der Slave-OT 64 Steuerpakete 36.
  • Mehr Details in Bezug auf die Master-TIU 60 sind in 5 gezeigt. Die Master-TIU 60 weist allgemein einen Schalter 124, einen Multiplexer 125, einen Demultiplexer 126, einen Mikroprozessor 127 und einen Puffer 128 auf. Steuerleitungen (nicht gezeigt) verbinden allgemein die Master-CIU 62 (3) mit dem Mikroprozessor 127, so dass die Master-CIU 62 die Master-TIU 60 fernbedienen kann. Der I/O-Signalpfad 32 schließt allgemein an den Schalter 124 über den Puffer 128 an, um die Daten zu senden und zu empfangen. Unter dem normalen aktiven Betriebsmode führt der Schalter 124 die Daten über den optischen Daten-I/O-Bus 72 zum Master-OT 56 (3). Der Schalter 124 ist mit dem Multiplexer 125 und dem Demultiplexer 126 verbunden. Im Standby-Betriebsmode sendet der Schalter 124 die Daten über den Multiplexer 125 und einen nach außen gehenden RF-Pfad 129 zum Master-RF-Transceiver 58 (3) und empfängt der Schalter 124 die Daten vom Master-RF-Transceiver 58 über einen hereinkommenden RF-Pfad 130 und den Demultiplexer 126. Der Schalter 124 führt dadurch die Daten über den RF-Verbindungsteil der Hybridverbindung 20. Der nach außen gehende RF-Pfad 129 und der hereinkommende RF-Pfad 130 bilden allgemein den RF-Daten-I/O-Bus 80 zwischen der Master-TIU 60 und dem Master-RF-Transceiver 58.
  • Der Multiplexer 125 multiplext allgemein das Steuerpaket und die Daten und der Demultiplexer 126 demultiplext allgemein das Steuerpaket und die Daten, und zwar im Standby-Mode. Im aktiven Mode gibt es jedoch allgemein keine zusätzlichen Daten in Bezug auf welche das Steuerpaket multiplext oder demultiplext wird, da die Daten über den Master-OT 56 ( 3) im aktiven Mode gesendet werden. Anders ausgedrückt enthält die Information, die durch entweder die Master-TIU 60 oder die Slave-TIU 68 von dem jeweiligen Master- oder Slave-RF-Transceiver 58 oder 66 empfangen wird, immer das Steuerpaket 36 von der anderen Station. Wenn der RF-Pfad 28 ( 1) die Daten trägt, extrahieren die Master- und Slave-TIUs 60 und 68 die Steuerpakete 36 von dem ankommenden RF-Datenstrom vor einem Führen der Daten zu dem I/O-Signalpfad 32 bzw. 34. Die Master-TIU 60 verarbeitet das Steuerpaket 36 und führt es zum Master-OT 56, wohingegen die Slave-TIU 68 das Steuerpaket ohne irgendeine weitere Verarbeitung zum Slave-OT 64 führt.
  • Der Steuerbus 76 ist mit dem Mikroprozessor 127, dem Multiplexer 125 und dem Demultiplexer 126 verbunden, so dass das Steuerpaket zwischen jedem dieser Elemente und dem Master-OT 56 (3) laufen kann. Das vom Master-OT 56 empfangene Steuerpaket wird zum Mikroprozessor 127 und zum Multiplexer 125 geführt. Der Multiplexer 125 multiplext das Steuerpaket mit den vom Schalter 124 empfangenen Daten, wenn es nötig ist, und führt das Steuerpaket zum Master-RF-Transceiver 58 (3) zur Übertragung zur Slavestation 24 (1). Das von der Slavestation 24 über den Master-RF-Transceiver 58 empfangene Steuerpaket wird in Bezug auf die Daten demultiplext, wenn es nötig ist, und zwar durch den Demultiplexer 126, und über den Steuerbus 76 zum Mikroprozessor 127 und zum Master-OT 56 geführt. Der Mikroprozessor 127 verarbeitet das Steuerpaket, gleichgültig ob es vom Master-OT 56 oder von der Slavestation 24 empfangen wird, um zu bestimmen, ob die Hybridverbindung 20 (1) in den aktiven Betriebsmode oder in den Standby-Betriebsmode zu versetzen ist. Der Mikroprozessor 127 ist an den Schalter 124 angeschlossen, um ein Steuersignal zu senden, um zu veranlassen, dass der Schalter 124 zwischen dem aktiven Mode und dem Standby-Mode in Abhängigkeit von den Inhalten des Steuerpakets 36 umschaltet.
  • Bei einer Initialisierung, die oben beschrieben ist, ist es der Mikroprozessor 127, der auf einen Empfang des Steuerpakets 36 vom Master-OT 56 (3) mit einem Konfliktlöserfeld 44 (2) auf den "Initalisierungs"-Status eingestellt hin die Information des Konfliktlöserfeldes 44 zum "Betriebs"-Status ändert. Für irgendein anderes Steuerpaket 36 lässt der Mikroprozessor 127 das Konfliktlöserfeld 44 unverändert.
  • Im aktiven Mode und dann, wenn der Mikroprozessor 127 das Steuerpaket mit einem optischen Ausfallfeld 46 (2) auf den "Ausfall"-Status eingestellt empfängt, initiiert der Mikroprozessor 127 das Schalten vom aktiven Mode zum Standby-Mode. Im Standby-Mode und dann, wenn der Mikroprozessor 127 das Steuerpaket 36 mit einem optischen Ausfallfeld 46 auf den "OK"-Status eingestellt empfängt, initiiert der Mikroprozessor 127 das Schalten vom Standby-Mode zum aktiven Mode. Zusätzlich führt die Masterstation 22 das Schalten vom aktiven Mode zum Standby-Mode sogar ohne ein auf den "Ausfall"-Status eingestelltes optisches Ausfallfeld 46 durch, wenn der Master-Schalter 124 darin fehlschlägt, ein Signal entlang dem optischen Verbindungsteil der Hybridverbindung 20 zu erfassen.
  • Beim Arbeiten im aktiven Betriebsmode wird der Schalter 124 durch den Mikroprozessor 127 gesteuert, um die Daten vom I/O-Signalpfad 32 und vom Puffer 128 zum optischen Daten-I/O-Bus 72 zu liefern.
  • Mehr Details in Bezug auf die Slave-TIU 68 sind in 6 gezeigt. Die Slave-TIU 68 weist allgemein einen Schalter 131, einen Multiplexer 132, einen Demultiplexer 133 und einen Puffer 134 auf, die jeweils bezüglich einer Funktion gleich dem Schalter 124, dem Multiplexer 125, dem Demultiplexer 126 und dem Puffer 128 sind, die in 5 gezeigt sind. Die Funktion der Slave-TIU 68 ist gleich der Funktion der Master-TIU 60 ( 5). Jedoch obwohl die Slave-TIU 68 einen Mikroprozessor (nicht gezeigt) enthalten kann, verarbeitet sie nicht das Steuerpaket 36, wie es die Master-TIU 60 tut (siehe 5). Daher wird die Funktion zum Bestimmen, ob die Hybridverbindung 20 in den aktiven Mode oder den Standby-Mode zu schalten ist, vollständig in der Master-TIU 60 durchgeführt. Die Slave-TIU 68 schaltet andererseits zwischen Moden in Abhängigkeit davon, ob Daten tatsächlich auf dem optischen Daten-I/O-Bus 56 empfangen werden. Steuerleitungen (nicht gezeigt) verbinden allgemein die Slave-CIU 70 ( 3) mit den Elementen der Slave-TIU 68 für eine Fernbedienung davon.
  • Der Schalter 131 ist mit dem optischen Daten-I/O-Bus 74, dem Puffer 139, dem Multiplexer 132 und dem Demultiplexer 133 verbunden. Im aktiven Mode sendet und empfängt der Schalter 131 die Daten über den optischen Daten-I/O-Bus 74 und den Slave-OT 64 (3). Im Standby-Mode führt der Schalter 131 die Daten vom I/O-Signalpfad 34 und vom Puffer 134 zum Multiplexer 132 und zu einem nach außen gehenden RF-Pfad 135 und von einem ankommenden RF-Pfad 136 und vom Demultiplexer 133 zum Puffer 134 und zum I/O-Signalpfad 34. Der nach außen gehende RF-Pfad 135 und der ankommende RF-Pfad 136 bilden allgemein den RF-Daten-I/O-Bus 82 zwischen der Slave-TIU 68 und dem Slave-RF-Transceiver 66 (3). Der Schalter 131 schaltet auf ein Erfassen hin vom aktiven Mode zum Standby-Mode, das keine Daten auf dem optischen Daten-I/O-Bus 74 vorhanden sind, da der Mangel an Daten auf dem optischen Daten-I/O-Bus 74 ein Anzeichen dafür ist, dass die Master-TIU 60 (3) die Hybridverbindung 20 (1) in den Standby-Mode versetzt hat. Somit führen der Schalter 131 insbesondere, und die Slave-TIU 68 im allgemeinen, die Funktion eines Signalführers zum Führen der Daten über den geeigneten optischen Pfad oder RF-Pfad durch.
  • Der Steuerbus 78 ist mit dem Multiplexer 132 und dem Demultiplexer 133 verbunden, so dass das Steuerpaket zwischen jedem dieser Elemente und dem Slave-OT 64 (3) verlaufen kann. Das vom Slave-OT 56 empfangene Steuerpaket wird zum Multiplexer 132 geführt. Der Multiplexer 132 multiplext das Steuerpaket 36 mit den vom Schalter 131 empfangenen Daten, wenn es nötig ist, und führt das Steuerpaket zum Slave-RF-Transceiver 66 (3) zur Übertragung zur Masterstation 22 (1). Das von der Masterstation 22 über den Slave-RF-Transceiver 66 empfangene Steuerpaket wird aus den Daten durch den Demultiplexer 133 demultiplext, wenn es nötig ist, und über den Steuerbus 78 zum Slave-OT 64 geführt. Das Steuerpaket wird vorzugsweise nicht auf irgendeine Weise innerhalb der Slave-TIU 68 verarbeitet, sondern wird lediglich zwischen dem RF-Daten-I/O-Bus 82 und dem Steuerbus 78 durchgeführt, da die Funktion eines Umschaltens zwischen dem aktiven Mode und dem Standby-Mode auf die Erfassung durch die herkömmliche Schaltung im Schalter 131 über die Abwesenheit von Daten auf dem optischen Daten-I/O-Bus 74 automatisch durchgeführt wird.
  • Die Master-TIU 60 verarbeitet die Steuer- und Statusinformation in dem Steuerpaket, das zwischen dem Master-OT 56, dem Master-RF-Transceiver 58 und der Master-CIU 62 (3) fließt. Die Master-TIU 60 enthält den Puffer 128 zum dynamischen Speichern und Abwärtsmischen der Datenrate der von dem I/O-Signalpfad 56 empfangenen Daten, wenn ein Umschalten im Betriebsmode vom optischen Pfad 26 zum RF-Pfad 28 beauftragt wird. Der Puffer 128 wird zum Speichern von Daten verwendet, bis der Rest des Kommunikationsnetzwerks oder -Systems (nicht gezeigt), an welches die I/O-Signalpfade 32 und 34 (1) angeschlossen sind, angewiesen wird, seine Datenübertragungsrate abzusenken, um zu der niedrigeren Datenübertragungsrate durch den RF-Pfad 28 zu passen. Die gespeicherten Daten können dann erneut übertragen werden, wenn ein geringerer Datenverlust während des Schaltprozesses vom aktiven Mode zum Standby-Mode aufgrund einer Verzögerung zwischen einem End-zu-End-Schalten einer Datenübertragungsrate eines Kommunikationsnetzwerks oder -Systems auftritt. Die Größe des Puffers 128 wird gewählt, um Hochgeschwindigkeits-Schnittstellenprotokolle zu unterstützen, und die Datenraten, bei welchen Bits vom Puffer 128 extrahiert werden, können konfiguriert werden, um diese Schnittstellen zu unterstützen.
  • Die Slave-TIU 68 enthält den Puffer 134 zum dynamischen Speichern und Abwärtsmischen der Eingangsdatenrate der vom I/O-Signalpfad 56 empfangenen Daten, wenn ein Schalten vom optischen Pfad 26 zum RF-Pfad 28 beauftragt wird. Der Puffer 128 wird zum Speichern von Daten verwendet, bis der Rest des Netzwerks (nicht gezeigt), an welchem die I/O-Signalpfade 56 und 58 angeschlossen sind, darüber informiert wird, seine Übertragungsgeschwindigkeit zu erniedrigen. Die gespeicherten Daten können dann erneut übertragen werden, wenn ein geringerer Datenverlust während des Schaltprozesses von einem aktiven Zustand zu einem Standby-Zustand aufgrund einer Verzögerung zwischen einem End-zu-End-Schalten auftritt. Die Größe des Puffers 128 wird gewählt, um alle Hochgeschwindigkeits-Schnittstellenprotokolle zu unterstützen, und die Datenraten, bei welchen Bits vom Puffer 128 extrahiert werden, können konfiguriert sein, um diese Schnittstellen zu unterstützen.
  • Eine allgemeine adaptive Leistungssteuerprozedur, die durch den Steuerpaket-Generator 100 und 102 (4) von jeweils dem Master-OT 56 und dem Slave-OT 64 (2) durchgeführt wird, um den empfangenen optischen Leistungspegel festzusetzen, den gesendeten optischen Leistungspegel einzustellen und das Steuerpaket 36 (4) zusammenzubauen, ist in 7 gezeigt. Die adaptive Leistungssteuerprozedur arbeitet in sowohl dem aktiven Mode als auch im Standby-Mode. Im aktiven Mode stellt die adaptive Leistungssteuerprozedur den optischen gesendeten Leistungspegel basierend auf der Information ein, die im empfangenen Steuerpaket 36 getragen ist, und dem Leistungspegel des optischen Empfangspfads 26. Die adaptive Leistungssteuerprozedur aktualisiert die Inhaltsfelder 40 (2) des Steuerpakets 36 vor einem Senden des Steuerpakets 36 über den terrestrischen Freiraumbereich 30. Im Standby-Mode behält die adaptive Leistungssteuerprozedur eine maximale Leistungsübertragung bei und aktualisiert das Steuerpaket nicht, bis der optische Verbindungsteil der Hybridverbindung 20 eine Kommunikationsverbesserung zeigt. Im Standby-Mode wird das optische Ausfallfeld 46 immer einen "Ausfall"-Status anzeigen, bis der optische Verbindungsteil der Hybridverbindung 20 adäquat für eine Datenübertragung wird. Dann ändert sich das optische Ausfallfeld 46, um den "OK"-Status anzuzeigen, was zulässt, dass der aktive Betriebsmode wieder aufgenommen wird.
  • Die adaptive Leistungssteuerprozedur startet bei einem Schritt 142. Bei einem Schritt 144 wird bestimmt, ob das Steuerpaket 36 (2) empfangen worden ist. Wenn es nicht so ist, dann tritt die Prozedur in eine Schleife bei einem Schritt 144 ein, und wartet darauf, dass das Steuerpaket empfangen wird. Wenn die Bestimmung beim Schritt 144 positiv ist, d. h. das Steuerpaket empfangen worden ist, dann werden die verschiedenen Inhaltsfelder 40 (2) bei einem Schritt 146 extrahiert. Bei einem Schritt 148 wird bestimmt, ob das empfangene Konfliktlöserfeld 44 (2) anzeigt, dass das empfangene Steuerpaket 36 bei der Initialisierungsstufe erzeugt wurde, wenn das Konfliktlöserfeld 44 auf den "Initialisierungs"-Status (z. B. eine 0) eingestellt ist. Wenn es so ist, wird das Steuerpaket weggeworfen und springt die Prozedur zurück zum Schritt 144, um auf das nächste Steuerpaket zu warten. Wenn die Bestimmung beim Schritt 148 negativ ist, d. h. das Steuerpaket nicht bei der Initialisierungsstufe erzeugt wurde, werden dann bei einem Schritt 150 die lokalen Parameter (z. B. die lokale Gesamtempfangsleistung basierend auf dem Strahlqualitätssignal von der Kanalfestsetzungseinheit 96 oder 98 (4) und die lokale Gesamtsendeleistung basierend auf dem Einstellen der Sendeleistungs-Aktualisierungseinheit 104 oder 106 (4)), die zum Aktualisieren des Steuerpakets verwendet werden, ausgelesen bzw. wiedergewonnen.
  • Bei einem Schritt 152 wird bestimmt, ob das optische Ausfallfeld 46 (2) anzeigt, dass der optische Verbindungsteil der Hybridverbindung 20 richtig arbeitet, um dadurch einen "OK"-Status zu zeigen. Wenn es so ist, dann wird bei einem Schritt 154 bestimmt, ob ein Ausfall des optischen Verbindungsteils der Hybridverbindung 20 lokal angezeigt wird, was in der Situation passieren kann, wenn der optische Verbindungsteil der Hybridverbindung 20 sich schneller verschlechtert, als es für das Steuerpaket 36 dauert, von einer Station zur anderen zu laufen. Wenn es nicht so ist, wird vorausgesetzt, dass die Hybridverbindung 20 im aktiven Mode arbeitet, und es wird bestimmt, ob der gesendete optische Leistungspegel nach oben, nach unten oder überhaupt nicht eingestellt werden muss, und zwar gemäß dem Wert des Empfangsleistungseinstellfelds 48 (2) bei einem Schritt 156. Wenn die Bestimmung beim Schritt 156 negativ ist, wird das Steuerpaket bei einem Schritt 158 aktualisiert. Wenn die Bestimmung beim Schritt 156 positiv ist, d. h. der gesendete optische Leistungspegel einzustellen ist, dann wird der gesendete optische Leistungspegel des optischen Senders 108 oder 110 (4) bei einem Schritt 160 gemäß dem Wert eingestellt, der im Empfangsleistungseinstellbetragsfeld 50 (2) angezeigt wird. Das Steuerpaket wird darauffolgend beim Schritt 158 aktualisiert. Nachdem das Steuerpaket beim Schritt 158 aktualisiert worden ist, endet die adaptive Leistungssteuerprozedur bei einem Schritt 161.
  • Wenn das Steuerpaket 36 beim Schritt 158 aktualisiert wird, bleibt das Konfliktlöserfeld 44 (2) unverändert. In Abhängigkeit davon, ob die lokale Gesamtempfangsleistung unter einer minimalen Schwelle ist und die lokale Gesamtsendeleistung bereits auf ihr Maximum eingestellt ist, wird das optische Ausfallfeld 46 eingestellt, um einen "Ausfall"-Status zu zeigen. Sonst wird das optische Ausfallfeld 46 eingestellt, um den "OK"-Status zu reflektieren. Das Leistungseinstellfeld 48 wird eingestellt, um den "unveränderten" Status zu berücksichtigen, wenn die lokale Gesamtempfangsleistung zwischen der minimalen Schwelle und einer maximalen Schwelle ist. Das Leistungseinstellfeld 48 wird auf den "Erhöhungs"-Status eingestellt, wenn die lokale Gesamtempfangsleistung unter der minimalen Schwelle ist und die lokale Gesamtsendeleistung noch nicht maximiert ist. Das Leistungseinstellfeld 48 wird auf den "Erniedrigungs"-Status eingestellt, wenn die lokale Gesamtempfangsleistung oberhalb der maximalen Schwelle ist. Wenn das Leistungseinstellfeld 48 eingestellt ist, um den "Erhöhungs"- oder "Erniedrigungs"-Status anzuzeigen, dann wird das Leistungseinstellbetragsfeld 50 auf den Betrag eingestellt, um welchen der optische Leistungspegel für die entgegengesetzte Station 22 oder 24 geändert werden muss, und zwar in Abhängigkeit von den Werten der lokalen Gesamtempfangsleistung und der lokalen Gesamtsendeleistung. Das Gesamtempfangsleistungsfeld 52 und das Gesamtsendeleistungsfeld 54 werden mit den Werten der lokalen Gesamtempfangsleistung und der lokalen Gesamtsendeleistung geladen.
  • Wenn die Bestimmung beim Schritt 154 positiv ist, was anzeigt, dass der optische Verbindungsteil lokal ausgefallen ist, dann wird das Steuerpaket bei einem Schritt 162 aktualisiert. Wenn das Steuerpaket beim Schritt 152 aktualisiert wird, bleibt das Konfliktlöserfeld 44 (2) unverändert. Das optische Ausfallfeld 46 (2) wird eingestellt, um den "Ausfall"-Status anzuzeigen. Das Leistungseinstellfeld 48 (2) und das Leistungseinstellbetragsfeld 50 (2) werden beide vorzugsweise auf Null eingestellt, da ein optischer Ausfall nur dann angezeigt wird, wenn es nicht möglich ist, den gesendeten optischen Leistungspegel weiter zu erhöhen, und da es unerwünscht ist, den gesendeten optischen Leistungspegel zu erniedrigen, wenn ein optischer Ausfall angezeigt wird. Das Gesamtempfangsleistungsfeld 52 (2) und das Gesamtsendeleistungsfeld 54 (2) werden mit den Werten der lokalen Gesamtempfangsleistung und der lokalen Gesamtsendeleistung geladen.
  • Wenn die Bestimmung beim Schritt 152 negativ ist, d. h. das optische Ausfallfeld 46 (2) anzeigt, dass das optische Verbindungsfeld ausgefallen ist, dann wird der Mikroprozessor 127 das Schalten vom aktiven Betriebsmode zum Standby-Betriebsmode begonnen haben, und bei einem Schritt 164 wird bestimmt, ob ein Ausfall des optischen Verbindungsteils auch lokal angezeigt wird. Wenn es so ist, ist der optische Verbindungsteil noch nicht in Betrieb, und die Hybridverbindung ist noch im Standby-Mode, und das Steuerpaket wird demgemäß bei einem Schritt 166 aktualisiert. Das Konfliktlöserfeld 44 (2) ist unverändert. Das optische Ausfallfeld 46 (2) wird auf dem "Ausfall"-Status gehalten. Das Leistungseinstellfeld 48 (2) und das Leistungseinstellbetragsfeld 50 (2) sind vorzugsweise auf Null eingestellt. Das Gesamtempfangsleistungsfeld 52 ( 2) und das Gesamtsendeleistungsfeld 59 (2) werden mit den Werten der lokalen Gesamtempfangsleistung und der lokalen Gesamtsendeleistung geladen. Nach einem Aktualisieren des Steuerpakets beim Schritt 166 endet die Prozedur beim Schritt 161.
  • Wenn die Bestimmung beim Schritt 164 negativ ist, was anzeigt, dass der lokale optische Verbindungsteil richtig arbeitet, dann wird angenommen, dass der optische Pfad 26 sich erholt hat, und das Steuerpaket wird demgemäß beim Schritt 168 aktualisiert. Beim Aktualisieren des Steuerpakets beim Schritt 168 bleibt das Konfliktlöserfeld 44 (2) unverändert. In Abhängigkeit davon, ob die lokale Gesamtempfangsleistung unter einer minimalen Schwelle ist und die lokale Gesamtsendeleistung bereits auf ihr Maximum eingestellt ist, wird das optische Ausfallfeld 46 (2) auf den "Ausfall"-Status eingestellt. Sonst wird das optische Ausfallfeld 46 auf den "OK"-Status eingestellt. Das Leistungseinstellfeld 48 (2) wird eingestellt, um "unverändert" anzuzeigen, wenn die lokale Gesamtempfangsleistung zwischen der minimalen Schwelle und einer maximalen Schwelle ist. Das Leistungseinstellfeld 48 wird eingestellt, um ein "Erhöhen" anzuzeigen, wenn die lokale Gesamtempfangsleistung unter der minimalen Schwelle ist und die lokale Gesamtsendeleistung noch nicht maximiert ist. Das Leistungseinstellfeld 48 wird eingestellt, um "Erhöhen" anzuzeigen, wenn die lokale Gesamtempfangsleistung oberhalb der maximalen Schwelle ist. Wenn das Leistungseinstellfeld 48 eingestellt ist, um "Erhöhen" oder "Erniedrigen" anzuzeigen, dann wird das Leistungseinstellbetragsfeld 50 (2) auf dem Betrag eingestellt, um welchen der optische Leistungspegel für die entgegengesetzte Station 22 oder 24 geändert werden muss, und zwar in Abhängigkeit von den Werten der lokalen Gesamtempfangsleistung und der lokalen Gesamtsendeleistung. Das Gesamtempfangsleistungsfeld 52 (2) und das Gesamtsendeleistungsfeld 54 (2) werden mit den Werten der lokalen Gesamtempfangsleistung und der lokalen Gesamtsendeleistung geladen. Nach einem Aktualisieren des Steuerpakets beim Schritt 168 endet die Prozedur bei einem Schritt 161.
  • Eine Prozedur für die Master-TIU 60 (3) zum Umschalten zwischen dem aktiven Mode und dem Standby-Mode unter der Steuerung des Mikroprozessors 127 (5) ist in 8 gezeigt. Die Prozedur startet bei einem Schritt 170. Bei einem Schritt 171 wird bestimmt, ob das Konfliktlöserfeld 44 (2) im Steuerpaket 36 eingestellt ist, um eine Initialisierung anzuzeigen. Wenn es so ist, dann wird bei einem Schritt 172 das Konfliktlöserfeld 44 auf "Betrieb" geändert. Die Änderung erfolgt für das anfängliche Steuerpaket 36, das auf eine Initialisierung der Hybridverbindung 20 hin erzeugt wird. Bei einem Schritt 173 wird bestimmt, ob das optische Ausfallfeld 46 (2) eingestellt ist, um den "OK"-Status anzuzeigen. Wenn es so ist, dann wird bei einem Schritt 174 bestimmt, ob die Hybridverbindung 20 aktuell im Standby-Mode arbeitet. Wenn es so ist, dann wird der Befehl zum Schalten vom Standby-Mode zum aktiven Mode bei einem Schritt 176 ausgegeben. Danach endet die Prozedur bei einem Schritt 178. Wenn die Bestimmung beim Schritt 174 negativ ist, d. h. die Hybridverbindung 20 aktuell im aktiven Mode arbeitet, dann gibt es keine Notwendigkeit zum Umschalten des Betriebsmodes, und die Prozedur endet beim Schritt 178.
  • Wenn die Bestimmung beim Schritt 173 negativ ist, d. h. das optische Ausfallfeld 46 (2) im Steuerpaket den "Ausfall"-Status anzeigt, dann wird bei einem Schritt 180 bestimmt, ob die Hybridverbindung 20 (2) aktuell im aktiven Mode arbeitet. Wenn es so ist, wird der Befehl zum Umschalten vom aktiven Mode zum Standby-Mode bei einem Schritt 182 ausgegeben, und die Prozedur endet darauffolgend beim Schritt 178. Wenn die Bestimmung beim Schritt 180 negativ ist, d. h. die Hybridverbindung 20 aktuell im Standby-Mode arbeitet, dann gibt es keine Notwendigkeit zum Umschalten des Modes, und die Prozedur endet beim Schritt 178.
  • Eine Prozedur für die Slave-TIU 68 zum Umschalten zwischen dem aktiven Mode und dem Standby-Mode daraufhin, dass der Schalter 131 (6) automatisch die Abwesenheit von Daten auf dem optischen Daten-I/O-Bus 74 (4) erfasst, ist in 9 gezeigt. Die Prozedur startet bei einem Schritt 184. Bei einem Schritt 186 wird bestimmt, ob Daten auf dem optischen Daten-I/O-Bus 74 vorhanden sind. Wenn es so ist, dann wird bei einem Schritt 188 bestimmt, ob die Hybridverbindung 20 aktuell im Standby-Mode ist. Wenn es so ist, dann schaltet der Schalter 131 bei einem Schritt 190 von dem Standby-Mode zu einem aktiven Mode, weil das Vorhandensein von optischen Daten auf dem I/O-Bus anzeigt, dass der optische Pfad nun in Betrieb ist. Danach endet die Prozedur bei einem Schritt 192. Wenn die Bestimmung beim Schritt 188 negativ ist, d. h. die Hybridverbindung 20 aktuell im aktiven Mode ist, dann gibt es keine Notwendigkeit zum Umschalten des Modes, und die Prozedur endet beim Schritt 192.
  • Wenn die Bestimmung beim Schritt 186 negativ ist, d. h. Daten nicht auf dem optischen Daten-I/O-Bus 74 (4) vorhanden sind, dann wird bei einem Schritt 194 bestimmt, ob die Hybridverbindung 20 aktuell im aktiven Mode arbeitet. Wenn es so ist, schaltet der Schalter 131 bei einem Schritt 196 vom aktiven Mode zu einem Standby-Mode, weil die Abwesenheit von optischen Daten auf dem optischen Daten-I/O-Bus eine ausgefallene Kommunikation über den optischen Pfad anzeigt. Danach endet die Prozedur beim Schritt 192. Wenn die Bestimmung beim Schritt 194 negativ ist, d. h. die Hybridverbindung 20 aktuell im Standby-Mode ist, dann gibt es keine Notwendigkeit zum Umschalten des Modes, und die Prozedur endet beim Schritt 192.
  • Die Hybridverbindung 20 hat den Vorteil einer Hochgeschwindigkeitskommunikation über den optischen Verbindungsteil, kombiniert mit einem zuverlässigen Kommunikationspfad für Steuer- und Statusinformation, sowie einem Sicherungsdaten-Kommunikationspfad über den RF-Verbindungsteil der Hybridverbindung. Die Hybridverbindung 20 verliert an Kommunikationsgeschwindigkeit oder -bandbreite auf ein Umschalten des Datenflusses vom optischen Verbindungsteil zum RF-Verbindungsteil hin, aber die gesamte Datenkommunikation wird trotzdem bei einer niedrigeren Rate beibehalten. Die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des RF-Verbindungsteils erlaubt den zuverlässigen Austausch von Steuer- und Statusdaten zwischen den Master- und Slavestationen 22 und 24 zu allen Zeiten, und somit können eine Synchronisation und eine Leistungssymmetrie der Master- und Slavestation 22 und 24 selbst unter nachteiligen atmosphärischen Bedingungen für eine optimale Ausnutzung des optischen Verbindungsteils beibehalten werden. Selbst wenn der optische Verbindungsteil ausgefallen ist, wird Steuer- und Statusinformation in Bezug auf den optischen Verbindungsteil noch zwischen den Master- und Slavestationen 22 und 24 gemeinsam genutzt. Viele andere Vorteile und Verbesserungen werden Fachleuten auf dem Gebiet offensichtlich werden, nachdem sie ein vollständiges Verstehen und Begreifen der vorliegenden Erfindung erlangt haben.
  • Gegenwärtig bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihre Verbesserungen sind mit einem Maß an Besonderheit beschrieben worden. Die Beschreibung ist anhand eines bevorzugten Beispiels durchgeführt worden. Es sollte verstanden werden, dass der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung durch die folgenden Ansprüche definiert ist, und nicht unnötigerweise durch die detaillierte Beschreibung des oben aufgezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiels beschränkt sein sollte.

Claims (27)

  1. Verfahren zum Kommunizieren von Daten in einer Kommunikationsverbindung (20), die sich über einem terrestrischen Freiraumbereich (30) zwischen zwei Stationen (22, 24) an Enden der Verbindung (20) erstreckt, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Kommunizieren der Daten in einem über einen optischen Freiraumpfad (26) zwischen den zwei Stationen (22, 24) gesendeten optischen Signal; Kommunizieren von Steuer- und Zustandsinformation in einem über einen Freiraum-RF-Pfad (28) zwischen den zwei Stationen (22, 24) gesendeten Funkfrequenz-(RF-)Signal gleichzeitig mit der Übertragung des optischen Signals, das die Daten enthält; und Kommunizieren der Daten und der Steuer- und Zustandsinformation in einem im Freiraum-RF-Pfad (28) zwischen den zwei Stationen (22, 24) gesendeten RF-Signal, wenn die Daten nicht im optischen Signal über den optischen Pfad (26) übertragen werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den folgenden Schritt aufweist: Kommunizieren des RF-Signals, das die Steuer- und Zustandsinformation enthält, kontinuierlich zwischen den Stationen (22, 24).
  3. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin die folgenden Schritte aufweist: Auswählen von entweder dem optischen Pfad (26) oder dem RF-Pfad (28) zum Kommunizieren der Daten basierend auf der Steuer- und Zustandsinformation; und Kommunizieren der Daten im ausgewählten Pfad.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, das die folgenden Schritte aufweist: Lesen einer Charakteristik des vom optischen Pfad (26) empfangenen optischen Signals; Auswählen von entweder dem optischen Pfad (26) oder dem RF-Pfad (28) zum Kommunizieren der Daten basierend auf der gelesenen Charakteristik des optischen Signals; und Kommunizieren der Daten im ausgewählten Pfad.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, das die folgenden Schritte aufweist: Lesen eines Fehlers zum Empfangen des im optischen Pfad (26) kommunizierten optischen Signals als die Charakteristik zum Auswählen des Pfads; und Kommunizieren der Daten im RF-Pfad (28) auf ein Lesen eines Fehlers zum Empfangen des optischen Signals hin.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, das weiterhin die folgenden Schritte aufweist: Lesen eines Leistungspegels des im optischen Pfad (26) kommunizierten optischen Signals als die Charakteristik zum Auswählen des Pfads; und Kommunizieren der Daten im RF-Pfad (28) daraufhin, dass der Leistungspegel des im optischen Pfad (26) kommunizierten optischen Signals unter einen vorbestimmten Schwellenpegel abfällt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei: der Schritt zum Lesen bzw. Erfassen des Leistungspegels einen empfangenen Leistungspegel und einen gesendeten Leistungspegel des im optischen Pfad (26) kommunizierten optischen Signals als kombinierte Charakteristik zum Auswählen des Pfads liest; und die Daten im RF-Pfad (28) daraufhin kommuniziert werden, dass der empfangene Leistungspegel des optischen Signals unter den vorbestimmten Schwellenpegel abfällt und der gesendete Leistungspegel des optischen Signals bei etwa einem maximalen Schwellenpegel ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 4, das weiterhin die folgenden Schritte aufweist: Lesen einer Sendekapazität des im optischen Pfad (26) kommunizierten optischen Signals als die Charakteristik zum Auswählen des Pfads; und Kommunizieren der Daten im RF-Pfad (28) daraufhin, dass die Sendekapazität des im optischen Pfad (26) kommunizierten optischen Signals unter eine Sendekapazität des im RF-Pfad (28) kommunizierten RF-Signals abfällt.
  9. Verfahren nach Anspruch 4, das weiterhin den folgenden Schritt aufweist: Senden eines optischen Synchronisationssignals über den optischen Pfad (26), während die Daten im RF-Pfad (28) kommuniziert werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, das weiterhin die folgenden Schritte aufweist: Einschließen von Information einer Charakteristik des empfangenen Synchronisationssignals in der Steuer- und Zustandsinformation; und Umschalten der Kommunikation von Daten vom RF-Pfad (28) zum optischen Pfad (26) basierend auf der Information, die die Charakteristik des in der Steuer- und Zustandsinformation enthaltenen empfangenen Synchronisationssignals beschreibt.
  11. Verfahren nach Anspruch 4, das weiterhin die folgenden Schritte aufweist: Einschließen von Information der gelesenen Charakteristik in der Steuer- und Zustandsinformation; und Umschalten der Kommunikation der Daten von einem Pfad zum anderen Pfad basierend auf der gelesenen Charakteristikinformation, die in der Steuer- und Zustandsinformation enthalten ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den folgenden Schritt aufweist: Einstellen des optischen Leistungspegels, bei welchem das optische Signal über den optischen Pfad (26) gesendet wird, durch beide Stationen (22, 24), um einen empfangenen optischen Leistungspegel innerhalb eines Empfänger-Betriebsfensters zwischen einem vorbestimmten maximalen Pegel und einem vorbestimmten minimalen Pegel zu halten.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den folgenden Schritt aufweist: Einstellen des optischen Leistungspegels, bei welchem das optische Signal über den optischen Pfad (26) gesendet wird, durch beide Stationen (22, 24), auf etwa denselben Pegel.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin die folgenden Schritte aufweist: Senden optischer Leistungspegel-Synchronisationsinformation in der zwischen den zwei Stationen (22, 24) gesendeten Steuer- und Zustandsinformation; und Bilden bzw. Einrichten desselben optischen Leistungspegels für das von jeder der zwei Stationen (22, 24) gesendete optische Signal basierend auf der optischen Leistungspegel-Synchronisationsinformation.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, das weiterhin die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen der Steuer- und Zustandsinformation bei der einen Station, die das optische Signal zur anderen Station sendet; und Einschließen von Einstellinformation in der Steuer- und Zustandsinformation, die einen Betrag anzeigt, durch welchen die andere Station den optischen Leistungspegel einstellen muss, bei welchem die andere Station das optische Signal zu der einen Station sendet.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin den folgenden Schritt aufweist: Einstellen des optischen Leistungspegels, bei welchem die andere Station das optische Signal zu der einen Station sendet, gemäß der in der Steuer- und Zustandsinformation enthaltenen Einstellinformation.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, das weiterhin den folgenden Schritt aufweist: Einstellen des optischen Pegels, bei welchem die eine Station das optische Signal sendet, mit demselben Betrag, der durch die Einstellinformation angezeigt wird, die durch die eine Station erzeugt wurde.
  18. Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin die folgenden Schritte aufweist: Auswählen von entweder dem optischen Pfad (26) oder dem RF-Pfad (28) zum Kommunizieren der Daten basierend auf einem externen Steuerfaktor, der zu den Stationen (22, 24) zugeführt wird; und Kommunizieren der Daten im ausgewählten Pfad.
  19. Hybride drahtlose optische und Funkfrequenz(RF-)Kommunikationsverbindung (20) zum Kommunizieren von Daten zwischen einer ersten Station (22) und einer zweiten Station (24), wobei die erste Station (22) und die zweite Station (24) die Daten über jeweilige erste (32) und zweite (34) Eingangs/Ausgangs-(I/O-)Signalpfade empfängt und ausgibt, welche Kommunikationsverbindung folgendes aufweist: einen optischen Freiraum-Verbindungsteil, der einen ersten optischen Transceiver (56) bei der ersten Station (22) und einen zweiten optischen Transceiver (64) bei der zweiten Station (24) zum Senden und Empfangen eines optischen Signals dazwischen aufweist; und einen Freiraum-RF-Verbindungsteil parallel zu dem optischen Verbindungsteil, welcher RF-Verbindungsteil einen ersten RF-Transceiver (58) bei der ersten Station (22) und einen zweiten RF-Transceiver (66) bei der zweiten Station (24) zum Senden und Empfangen eines RF-Signals dazwischen aufweist; wobei das RF-Signal Steuer- und Zustandsinformation zum Steuern der Operation der optischen Transceiver (56, 64) und der RF-Transceiver (58, 66) kommuniziert und gleichzeitig mit dem optischen Signal gesendet wird, wenn das optische Signal die Daten kommuniziert, und wobei das RF-Signal die Daten und die Steuer- und Zustandsinformation kommuniziert, wenn das optische Signal die Daten nicht kommuniziert.
  20. Kommunikationsverbindung (20) nach Anspruch 19, die weiterhin folgendes aufweist: einen ersten Schalter (124) bei der ersten Station (22), der mit dem optischen Verbindungsteil, dem RF-Verbindungsteil und dem ersten I/O-Signalpfad (32) verbunden ist, wobei der erste Schalter (124) die Daten zwischen dem ersten optischen Transceiver (56) und dem ersten I/O-Signalpfad (32) in einem aktiven Mode führt und die Daten zwischen dem ersten RF-Transceiver (58) und dem ersten I/O-Signalpfad (32) in einem Standby-Mode führt; und einen zweiten Schalter (131) bei der ersten Station (24), der mit dem optischen Verbindungsteil, dem RF-Verbindungsteil und dem zweiten I/O-Signalpfad (34) verbunden ist, wobei der zweite Schalter (131) die Daten zwischen dem zweiten optischen Transceiver (64) und dem zweiten I/O-Signalpfad (34) in einem aktiven Mode führt und die Daten zwischen dem zweiten RF-Transceiver (66) und dem zweiten I/O-Signalpfad (34) in einem Standby-Mode führt; und wobei der erste Schalter (124) auf die Steuer- und Zustandsinformation reagiert, um zwischen dem aktiven Mode und dem Standby-Mode umzuschalten.
  21. Kommunikationsverbindung (20) nach Anspruch 20, wobei: einer von dem ersten (56) oder dem zweiten (64) optischen Transceiver des optischen Verbindungsteils ein Übertragungszustandssignal erzeugt, das anzeigt, ob der optische Verbindungsteil die Daten effektiv kommunizieren kann.
  22. Kommunikationsverbindung (20) nach Anspruch 21, wobei: das Übertragungszustandssignal in der Steuer- und Zustandsinformation enthalten ist; und der erste Schalter (124) auf das Übertragungszustandssignal reagiert, um zwischen dem aktiven Mode und dem Standby-Mode umzuschalten.
  23. Kommunikationsverbindung (20) nach Anspruch 20, wobei: einer von dem ersten (124) oder dem zweiten (134) Schalter vom aktiven Mode zum Standby-Mode in Reaktion auf die Abwesenheit von Daten umschaltet, die über den optischen Verbindungsteil übertragen werden.
  24. Kommunikationsverbindung (20) nach Anspruch 20, wobei: die Steuer- und Zustandsinformation ein Steuer-Token-Paket (36) enthält, das zwischen der ersten Station (22) und der zweiten Station (24) über den RF-Verbindungsteil rückwärts und vorwärts übertragen wird und das eine Leistungseinstellinformation (48, 50) enthält; die Leistungseinstellinformation (48, 50) durch ein Senden von einem von dem ersten (56) oder dem zweiten (64) optischen Transceiver erzeugt wird; wobei die Leistungseinstellinformation (48, 50) einen Betrag anzeigt, um welchen der andere empfangende von dem ersten (56) oder dem zweiten (64) optischen Transceiver einen optischen Übertragungsleistungspegel ändern muss, bei welchem der empfangende optische Transceiver das optische Signal zum sendenden optischen Transceiver übertragen sollte.
  25. Kommunikationsverbindung (20) nach Anspruch 24, wobei: der empfangende optische Transceiver auf einen Empfang der optischen Einstellinformation (48, 50), die im Steuer-Token-Paket (36) enthalten ist, durch Ändern des optischen Übertragungsleistungspegels reagiert, bei welchem der empfangende optische Transceiver das optische Signal überträgt bzw. sendet.
  26. Kommunikationsverbindung (20) nach Anspruch 25, wobei: der sendende optische Transceiver den optischen Übertragungsleistungspegel, bei welchem der sendende optische Transceiver das optische Signal sendet bzw. überträgt, um denselben Betrag ändert, der durch die Leistungseinstellinformation (48, 50) angezeigt wird, welche der sendende optische Transceiver erzeugte.
  27. Kommunikationsverbindung (20) nach Anspruch 20, wobei: der erste (124) und der zweite (131) Schalter im aktiven Mode arbeiten, wenn der optische Verbindungsteil Daten überträgt; und der erste (124) und der zweite (131) Schalter im Standby-Mode arbeiten, wenn der optische Verbindungsteil darin fehlschlägt, die Daten zu übertragen.
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