具体实施方式

在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示“或”的意思，例如，A/B可以表示A或B。本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。此外，“至少一个”是指一个或多个，“多个”是指两个或两个以上。“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。

需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

本申请实施例所记载的通信装置，可以为终端设备，或者一种通信芯片，或者一种通信模块或者通信单元等。在通信装置为通信芯片、通信模块或者通信单元时，该通信装置可以与终端设备进行耦合，以实现通信装置的全部或部分功能。

本申请实施例所记载的中心设备可以为一种网络设备。

本申请实施例中的通信系统包括但不限于长期演进(long term evolution，LTE)系统、第五代(5th-generation，5G)系统、新空口(new radio，NR)系统，无线局域网(wireless local area networks，WLAN)系统以及未来演进系统或者多种通信融合系统。示例性的，本申请实施例提供的方法具体可应用于演进的全球陆地无线接入网络(evolved-universal terrestrial radio access network，E-UTRAN)和下一代无线接入网(next generation-radio access network，NG-RAN)系统。

本申请实施例中的网络设备为网络侧的一种用于发送信号，或者，接收信号，或者，发送信号和接收信号的实体。网络设备可以为部署在无线接入网(radio accessnetwork，RAN)中为终端设备提供无线通信功能的装置，例如可以为传输接收点(transmission reception point，TRP)、基站(例如，演进型基站(evolved NodeB，eNB或eNodeB)、下一代基站节点(next generation node base station，gNB)、下一代eNB(nextgeneration eNB，ng-eNB)等)、各种形式的控制节点(例如，网络控制器、无线控制器(例如，云无线接入网络(cloud radio access network，CRAN)场景下的无线控制器))、路侧单元(road side unit，RSU)等。具体的，网络设备可以为各种形式的宏基站，微基站(也称为小站)，中继站，接入点(access point，AP)等，也可以为基站的天线面板。所述控制节点可以连接多个基站，并为所述多个基站覆盖下的多个终端设备配置资源。在采用不同的无线接入技术(radio access technology，RAT)的系统中，具备基站功能的设备的名称可能会有所不同。例如，LTE系统中可以称为eNB或eNodeB，5G系统或NR系统中可以称为gNB，本申请对基站的具体名称不作限定。网络设备还可以是未来演进的公共陆地移动网络(public landmobile network，PLMN)中的网络设备等。

本申请实施例中的终端设备是用户侧的一种用于接收信号，或者，发送信号，或者，接收信号和发送信号的实体。终端设备用于向用户提供语音服务和数据连通性服务中的一种或多种。终端设备还可以称为用户设备(user equipment，UE)、终端、接入终端、用户单元、用户站、移动站、远方站、远程终端、移动设备、用户终端、无线通信设备、用户代理或用户装置。终端设备可以是车联网(vehicle to everything，V2X)设备，例如，智能汽车(smart car或intelligent car)、数字汽车(digital car)、无人汽车(unmanned car或driverless car或pilotless car或automobile)、自动汽车(self-driving car或autonomous car)、纯电动汽车(pure EV或Battery EV)、混合动力汽车(hybrid electricvehicle，HEV)、增程式电动汽车(range extended EV，REEV)、插电式混合动力汽车(plug-in HEV，PHEV)、新能源汽车(new energy vehicle)等。终端设备也可以是设备到设备(device to device，D2D)设备，例如，电表、水表等。终端设备还可以是移动站(mobilestation，MS)、用户单元(subscriber unit)、无人机、物联网(internet of things，IoT)设备、WLAN中的站点(station，ST)、蜂窝电话(cellular phone)、智能电话(smart phone)、无绳电话、无线数据卡、平板型电脑、会话启动协议(session initiation protocol，SIP)电话、无线本地环路(wireless local loop，WLL)站、个人数字处理(personal digitalassistant，PDA)设备、膝上型电脑(laptop computer)、机器类型通信(machine typecommunication，MTC)终端、具有无线通信功能的手持设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、车载设备、可穿戴设备(也可以称为穿戴式智能设备)。终端设备还可以为下一代通信系统中的终端设备，例如，5G系统中的终端设备或者未来演进的PLMN中的终端设备，NR系统中的终端设备等。

为了使得本申请更加的清楚，首先对本申请涉及到的部分概念做简单介绍。

1、激光器

激光器的基本工作原理是受激辐射(stimulated radiation)。受激辐射指的是：处于激发态的物质在外界入射光子的激发下，物质中处于高能级的原子向低能级跃迁，并辐射出光子的现象。这些辐射出的光子与入射光子的频率、方向、相位以及偏振状态相同。这样，激光器中的物质经过受激辐射，可以发射出更大强度的光。

激光器主要包括三个部分，分别为：泵浦源，增益介质和谐振腔。以下对其进行详细介绍。

1.1、增益介质

增益介质即为上述处于激发态的物质，增益介质主要用于进行受激辐射，产生与入射光子的频率、方向、相位以及偏振状态相同的光，对入射光进行增益。

1.2、泵浦源

泵浦源用于为增益介质提供能量，将增益介质中处于低能级的原子提升到高能级，实现粒子能级的反转。通过泵浦源，可以将增益介质中因受激辐射而跃迁到低能级的原子再提升到高能级，以实现增益介质的循环使用。在泵浦源的能量输入区域，低能级的原子提升到高能级，因此，这泵浦源的能量输入区域也叫做粒子数反转区域。

当前的泵浦源可以通过电能、光能或者化学能的形式进行泵浦。

1.3、谐振腔

谐振腔通常由两面反射镜组成，其中一面为全反射镜；另一面为具有部分透射功能的反射镜，也叫输出镜。激光器通过该输出镜输出激光。

增益介质位于谐振腔的两个反射镜之间，由入射光和受激辐射产生的光在两个反射镜之间进行反射，可以持续的为增益介质提供入射光，进行受激辐射。从而实现对入射光的持续放大。此外，只有平行于两个反射镜的轴线的入射光才会被来回反射，不平行于轴线的光经过一次或多次反射之后，将会超出反射镜的覆盖范围而无法进行反射。这样，可以使激光器发射的激光具有较好的方向性。

如图1所示，为激光器的工作原理图，其中，泵浦源用于为增益介质提供能量，增益介质用于在受到入射光照射后，进行受激辐射，实现对入射光的放大，受激辐射产生的光一部分经过部分透射的反射镜的发送出来，形成输出的激光；一部分经过部分透射的反射镜反射，在部分透射的反射镜和全反射镜之间形成谐振，进而使增益介质不断进行受激辐射，持续输出激光。

2、激光通信

激光通信是无线光通信的一种形式。无线光通信指的是利用光波承载信息，并在开放空间当中进行发送、传播和接收的技术。由于光的频率高、频谱极广(包括红外光、可见光、紫外光等)，无线光通信具备很大的带宽潜力。为了实现高带宽通信，需要使用高带宽的光源或调制器，以及高带宽的检测器或解调器。

激光具备单色性强、相干性好、方向性好等特点，激光器本身直接调制的带宽往往也高于其它光源，比如LED等，而激光也可以作为高速外调制器的输入，因此无线激光通信是高带宽无线光通信的常用实现手段。

在利用激光进行通信的过程中，直接利用激光器发射的激光作为光源，承载需要发送的数据。在利用激光调制数据时，包括如下方式1和方式2两种调制方式，以下对方式1和方式2进行详细说明。

方式1

如图2所示，在方式1中，调制器位于激光器之前。

在发送数据时，首先将数据输入到调制器中，调制器根据输入的数据，调节激光器的工作参数等，将数据调制到激光上。例如，调制器将根据数据生成相应的电信号，通过电信号控制激光器输出的激光的参数，从而将数据调制到激光上，或者调制器通过编码，调制，上采样等方式调制数据。生成调制后的激光(即为待发送的数据的光信号)。在接收数据时，接收通信装置接收到调制后的激光之后，通过解调器解调该调制后的激光，得到激光承载的数据。

方式2

如图3所示，在方式2中，调制器位于激光器之后。

在发送数据时，首先通过激光器向调制器发射激光，调制器包括两路输入，一路为激光器发射的激光，一路为输入的待发送数据。调制器根据待发送数据，调制激光的参数，生成调制后的激光输出具有不同激光参数的激光，其中，不同激光参数可以表征不同的数据信息。在接收数据时，接收通信装置接收到调制后的激光之后，通过解调器解调该调制后的激光，得到激光承载的数据。

3、外谐振腔激光器

外谐振腔激光器是一种将谐振腔中的部分透射反射镜与激光器的其他部分分离的激光器。如图4所示，为外谐振腔激光器的结构示意图将部分透射的反射镜设置在通信装置处，这样，当全反射镜和部分透射的反射镜之间存在遮挡物时，激光器的谐振条件将被破坏，此时，激光器将不会产生激光输出。从而增强了激光传输的安全性。

如图5所示，在外谐振腔激光器中，可以设置多个部分透射的反射镜。多个部分透射的反射镜中的每个部分透射的反射镜均可以与全反射镜之间构成谐振腔，从而可以同时产生多路激光输出。

需要说明的是，在该外谐振腔激光器开始运行之后，增益介质产生的激光可以向反射镜面向部分透射的反射镜的每个方向传播。但是只有传播部分透射的反射镜的激光才能够在该通信系统中形成谐振，最终形成稳定传输的激光。而传播至其他方向的激光将会由于无法形成谐振而不断减弱，因而无法形成稳定传输的激光。

4、反射及反射镜

光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象，叫做光的反射。在光的反射过程中，反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角。

反射镜是一种利用反射定律工作的光学器件，能够将光反射回原来的物质。反射镜按形状可分为平面反射镜、球面反射镜和非球面反射镜三种。反射镜按反射程度，可分成全反射镜和半反射镜。全反射镜能够将光全部反射回原来的物质。半反射镜能够将部分光反射回原来的物质，将部分光透射过该反射镜。

5、透射

透射是入射光经过折射穿过物体后的出射现象。

6、逆射及逆射腔镜

逆射是一种光在两种物质分界面上改变传播方向，沿着与原传播方向相反的方向返回原来物质中的现象。

逆射腔镜指的是能够对光进行逆射，使光沿着与原传播方向相反的方向传播的光学器件。在本申请实施例中，可以使用角锥反射镜、猫眼逆射镜、超表面逆射镜等作为逆射腔镜。

为了解决现有技术中，激光通信在非视距通信中的通信速率较低的问题，本申请实施例提供了一种通信系统。

如图6所示，该通信系统包括：第一通信装置、第二通信装置以及中心设备。

其中，第一通信装置包括第一逆射腔镜和第一调制器；第二通信装置包括第二逆射腔镜和第二解调器；中心设备包括反射镜。

第一调制器用于将第一数据调制到激光上，生成第一调制激光，第一调制激光承载有第一数据。

第一逆射腔镜，用于向反射镜逆射第一调制激光。

反射镜，用于将来自第一逆射腔镜的第一调制激光，反射至第二逆射腔镜。

第二逆射腔镜，用于逆射和透射来自反射镜的第一调制激光。

第二解调器，用于解调第二逆射腔镜透射的第一调制激光，获取第一调制激光承载的第一数据。

需要指出的是，上述第一通信装置为用于发送数据的装置，第二通信装置为用于接收数据的装置。

该通信系统还包括增益介质和泵浦源。

增益介质和泵浦源；增益介质在泵浦源的作用下产生激光；泵浦源与增益介质连接；泵浦源用于为增益介质提供能量。增益介质位于中心设备和第一通信装置的至少一项中。

基于上述技术方案，本申请实施例提供了一种通信系统。通过第一逆射腔镜、第二逆射腔镜以及反射镜构成反射外谐振腔。第一逆射腔镜和第二逆射腔镜之间通过反射镜反射形成谐振，从而实现非视距通信，由于反射镜的反射效果很好，因此在非视距通信中可以采用较大功率的激光传输数据，大大提高了激光通信的传输速率。

此外，在现有技术中，由于激光的波束很窄，因此两个通信装置进行通信时难以进行初始对准和跟踪。且由于激光的能量较为集中，导致了激光的安全隐患较大(例如直射人体可能会对人体造成伤害等)。

而本申请实施例中，第一逆射腔镜逆射腔镜逆射的激光经过反射镜反射之后，可以覆盖一个较大的区域(记为第一通信装置的覆盖区域)，位于第一通信装置的覆盖区域内的通信装置均可以与第一通信装置进行通信，可以大大降低通信装置的初始对准和跟踪的难度。而且，本申请实施例中，采用反射外谐振腔激光器的架构，当第一通信装置，中心设备，以及第二通信装置中的任一条光传播的线路被遮挡均会破坏激光的谐振条件，激光输出会立即停止，从而增加了激光传输的安全性。

一种可能的设计中，如图6所示，该通信系统的内，各个器件之间的位置关系如下：在该通信系统内，反射镜反射激光的一面与逆射腔镜(包括第一逆射腔镜和第二逆射腔镜)逆射激光的一面相对。增益介质位于中心设备中，反射镜与逆射腔镜之间。这样，增益介质受激辐射后产生的特定方向的激光可以在反射镜、第一逆射腔镜以及第二逆射腔镜之间来回反射形成谐振，从而产生强度高，单色性好，方向性好的激光。泵浦源与增益介质连接，用于为增益介质的受激辐射提供能量。第一调制器位于第一逆射腔镜逆射激光的一侧。第二解调器位于第二逆射腔镜透射激光的一侧。第二逆射腔镜位于经过第一逆射腔镜逆射，以及反射镜反射的激光的覆盖范围之内。根据光的可逆性，第一逆射腔镜同样位于经过第二逆射腔镜逆射，以及经过反射镜反射的激光的覆盖范围之内。

其中，上述透射激光的一侧，指的是激光透射过介质(反射镜、第一逆射腔镜、第二逆射腔镜等)之后出射的方向。

需要指出的是，为了便于理解，上述以图7为例对该通信系统内各个器件的位置关系进行了说明。在本申请实施例的实际实现过程中，该各个器件的位置关系可以进行相应的调整。例如，增益介质还可以为与通信装置中；第一调制器与第一逆射腔镜连接，其位置可以任意设置。本申请不对各个器件的具体位置进行限定。

如图7所示，为在该通信系统中，激光的传播方向。

Ⅰ、在增益介质受激辐射产生激光之后，其中的一束激光沿传播路线1入射到第一逆射腔镜上。该一束激光为增益介质受激辐射产生的各个方向中，沿特定方向传播的激光。激光沿该特定方向传播能够在第一逆射腔镜、反射镜以及第二逆射腔镜之间形成谐振。

Ⅱ、第一逆射腔镜逆射该激光，使得该激光沿传播路线2入射到反射镜上。其中，传播路线1和传播路线2的传播路线相同，方向相反。

Ⅲ、反射镜反射该激光，使得该激光沿传播路线3，入射到第二逆射腔镜上。其中，传播路线3与传播路线2轴对称，该轴垂直于激光入射至反射镜的镜面，该轴与反射镜的交点，为该激光在反射镜上的入射点。

Ⅳ、第二逆射腔镜逆射该激光，使得该激光沿传播路线4入射至反射镜。其中，传播路线3和传播路线4的传播路线相同，方向相反。

Ⅴ、反射镜反射该激光，使得该激光沿传播路线1入射到第一逆射腔镜上。在此之后，该激光重复上述：Ⅱ-Ⅴ中的传播过程形成谐振。

需要指出的是，在上述步骤Ⅳ中，激光沿传播路线4入射至反射镜之前，激光经过增益介质，激发增益介质进行受激辐射，产生与该激光的频率、方向、相位以及偏振状态相同的激光，避免了因第二逆射腔镜逆射部分激光导致的激光强度不断衰减的问题。

在本申请实施例中，第一通信装置用于发送数据，第二通信装置用于接收数据，中心设备用于转发数据。

第一通信装置发送数据的过程具体可以实现为：第一通信装置确定待发送的数据之后，将数据输入到第一调制器中，第一调制器将该数据调制到激光上，第一逆射腔镜通过逆射，将激光(包括调制后的激光)逆射到中心设备处。

中心设备转发数据的过程具体可以实现为：中心设备中的反射镜接收到来自第一逆射腔镜逆射的激光之后，将该激光反射至第二通信装置的第二逆射腔镜中。

第二通信装置接收数据的过程具体可以实现为：第二通信装置中的第二逆射腔镜接收到反射镜反射的激光后，一部分激光逆射至反射镜处，进行谐振，另一部分光透射至第一解调器中。第一解调器解调该部分透射的激光，得到激光承载的数据。

以下，对通信装置发送数据的过程中，调制器调制激光的过程包括如下三种场景，分别为：场景Ⅰ、调制泵浦源的泵浦功率；场景Ⅱ、调制激光参数；场景Ⅲ、调制逆射腔镜的逆射效果。以下分别对场景Ⅰ、场景Ⅱ以及场景Ⅲ进行具体说明：

场景Ⅰ、调制泵浦源的泵浦功率

泵浦源用于为增益介质的受激辐射提供能量来源。增益介质输出的激光的强度，与泵浦源的泵浦功率有关。通常来说，泵浦源的泵浦功率越大，增益介质输出的激光的强度就越高。

基于此，在通过调制激光的强度，来承载数据的情况下，调制器可以通过调节泵浦源的泵浦功率来调整增益介质输出的激光的强度。从而达到将数据调制到激光上的目的。

需要说明的是，在该场景下，不同强度的激光，可以表征不同的数据。例如，激光的强度位于第一区间的激光表征的数据信号为0，激光的强度位于第二区间的激光表征的数据信号为1。

示例性的，第一区间可以为(0，0.1)；第二区间可以为(0.8，1)。也即是说，在激光的强度位于0至0.1之间时，该激光表征的数据信号为0，在激光的强度位于0.8至1之间时，该激光表征的数据信息为1。

需要说明的是，在场景Ⅰ中，调制器需要与泵浦源连接，从而对泵浦源的泵浦功率进行调节。

场景Ⅱ、调制激光参数

其中，激光参数可以包括：强度、相位、偏振、轨道角动量等。

调制器可以通过调制激光的一个或多个参数，将数据调制到激光上。对于调制器调制的参数来说，被调制后的参数的信息可以表征不同的数据信号。

以下，以调制的激光参数为激光的强度为例进行说明：

举例来说，调制器通过调制光的强度来将数据调制到激光上。

例如，当需要调制的数据为0时，调制器控制输出的激光的强度小于等于预设值。当需要调制的数据为1时，调制器控制输出的激光的强度大于预设值。

这样，当解调器接收到该激光时，可以根据激光的强度，确定激光上调制的数据。

根据同样的方法，调制器还可以通过调制激光的其他参数，来将数据调制到激光上。

其中，场景Ⅱ中，具体还可以包括上述记载的方式1和方式2两种调制方式。具体的调制方式，可以参照上述方式1和方式2中的描述，此处不再赘述。

需要说明的是，在场景Ⅱ中调制器需要位于激光的传播路线上，以调节激光的参数。也即是说，在场景Ⅱ中调制器需要位于逆射腔镜和反射镜之间。

场景Ⅲ、调制逆射腔镜的逆射效果

其中，逆射腔镜的逆射效果包括：逆射腔镜的反射率和逆射腔镜的逆射状态。

逆射腔镜在不同反射率下，逆射的激光的强度不同。这样，调制器通过调节逆射腔镜的反射率，调节逆射腔镜逆射的激光的强度，进而达到将数据调制到激光上的目的。

逆射腔镜在不同的反射状态下，逆射的激光的偏振或者轨道角动量等参数不同。这样，调制器通过调节逆射腔镜的反射率，调节逆射腔镜逆射的激光的偏振或者轨道角动量，进而达到将数据调制到激光上的目的。

需要指出的是，调制器通过调节激光的偏振或者轨道角动量的参数将数据调制到激光上的方法，与调制器通过调节激光的强度将数据调制到激光上的方法类似，此处不再赘述。

需要说明的是，在场景Ⅲ中调制器与逆射腔镜连接，以调节逆射腔镜的逆射效果。

一种可能的设计中，图6示出了增益介质和泵浦源位于中心设备时，该通信系统的系统架构。在此之外，如图8a所示，增益介质和泵浦源还可以位于第一通信装置中。或者，如图8b所示，增益介质包括第一增益介质和第三增益介质，第一增益介质位于第一通信装置中；第三增益介质位于中心设备中。

在增益介质和泵浦源位于中心设备中时，由中心设备为泵浦源提供能量，通信装置无需为激光产生提供能量，可以实现通信装置的低功耗通信。

在增益介质和泵浦源位于第一通信装置时，第一通信装置可以更好的控制激光的功率，不同的通信装置可以选择不同功率的激光进行通信，从而实现更好的通信功能。

一种可能的设计中，基于图6所示的通信系统，如图9所示，第二通信装置还包括第二调制器；第一通信装置还包括第一解调器。

第二调制器用于将第二数据调制到激光上，生成第二调制激光；第二调制激光承载有第二数据。

第二逆射腔镜，还用于将向反射镜逆射第二调制激光。

第一逆射腔镜，还用于逆射和透射来自反射镜的第二调制激光；第一解调器用于解调第二调制激光，获取第二调制激光承载的第二数据。

基于上述技术方案，第一通信装置中增加了第一解调器，这样，第一通信装置具备了接收数据的功能。第二通信装置中增加了第二调制器，这样，第二通信装置具备了发送数据的功能。基于此，第一通信装置和第二通信装置之间还可以实现双向通信。

需要指出的是，第二通信装置发送数据，第二通信装置接收数据的过程可以参照上述前述描述，此处不再赘述。

一种可能的设计中，结合图9，如图10所示，第二通信装置中同样可以设置增益介质(记为第二增益介质)和泵浦源(记为第二泵浦源)。这样，第二通信装置在发送数据时，可以选择不同功率的激光进行通信，从而实现更好的通信功能。

一种可能的设计中，结合图9，如图11所示，中心设备中还可以包括：第三解调器。相应的，中心设备中的反射镜除了能够反射激光之外，还能够透射激光。

第三解调器位于反射镜透射激光的一侧。反射镜透射的激光中包括第三调制激光。

第三调制激光承载有第三数据。第三解调器，用于解调第三调制激光，获取第三调制激光承载的第三数据；第三调制激光为反射镜透射激光；

基于此，中心设备通过第三解调器解调调制后的激光，这样中心设备具备接收数据的功能。从而实现中心设备和通信装置之间的通信。

此外，中心设备还可以根据该接收数据的功能，监听第一通信装置和第二通信装置之间的通信过程，从而调节第一通信装置和第二通信装置的通信状况。

例如，在泵浦源和增益介质设置在中心设备中时，中心设备可以通过监听所有通信装置之间的通信情况，确定当前正在通信的通信装置的数量。中心设备可以根据当前正在通信的通信装置的数量调节泵浦源的泵浦功率。以保持各个通信装置之间以功率相对稳定的激光进行通信。

具体来说，在泵浦源和增益介质设置在中心设备的情况下，由于泵浦源的功率是一定的若系统中处于通信状态的通信装置对(即互相通信的两个或多个通信装置)数量增加，中心设备为每个通信装置对分配的能量将会降低。这样该对通信装置之间传输的激光的功率就会降低，此时，通信装置之间就需要以较低的速率来传输数据以保证数据传输的准确性。

在该情况下，若中心设备具有接收数据的功能，中心设备就可以监听系统内处于通信状态的通信装置对的数量，进而调节泵浦源的泵浦功率，以保证各个通信装置之间能够以稳定功率的激光传输数据。

一种可能的设计中，如图11所示，该中心设备中还可以包括第三逆射腔镜。第三逆射腔镜位于反射镜反射激光的一侧。

第三逆射腔镜用于接收来自于第一逆射腔镜或者第二逆射腔镜中的激光，并透射和/或逆射来自于第一逆射腔镜或者第二逆射腔镜中的激光。

第三逆射腔镜具有逆射功能以及透射功能。此时，中心设备中的反射镜可以调节为全透射的状态。也即是说，此时，中心设备中的反射镜可以不反射激光，仅透射激光。

这样，在中心设备和通信装置之间，通过中心设备和通信装置的两个逆射腔镜组成谐振腔，可以实现单个通信装置与中心设备之间的通信。

例如，第一通信装置需要向中心设备发送数据，则第一通信装置通过第一逆射腔镜将调制后的激光，逆射至中心设备的第三逆射腔镜中。第三逆射腔镜逆射部分激光，以使第一逆射腔镜和第三逆射腔镜之间形成谐振；第三逆射腔镜透射部分激光，中心设备中的第三解调器解调该透射的激光，确定激光承载的数据。

需要指出的是，第三逆射腔镜具体可以位于增益介质面向第一逆射腔镜和/或第二逆射腔镜的一侧。或者，位于增益介质和反射镜之间。本申请对此不做限定。

一种可能的设计中，结合图11，如图12a、图12b或者图12c所示，该中心设备还可以包括第三调制器；第三调制器用于将数据调制到激光上，生成调制后的激光。

这样，中心设备可以向通信装置发送信息，从而实现对通信装置的控制和调节。

如图12a所示，该第三调制器可以位于增益介质面向第一逆射腔镜和/或第二逆射腔镜的一侧。

这样，第三调制器可以通过上述场景Ⅱ中所记载的方式，将数据调制到激光上。

或者，如图12b所示，该第三调制器可以位于增益介质与反射镜之间。

这样，第三调制器可以通过上述场景Ⅲ中所记载的方式，将数据调制到激光上。

又或者，如图12c所示，第三调制器与中心设备中的泵浦源连接。

这样，第三调制器可以通过上述场景Ⅰ中所记载的方式，将数据调制到激光上。

一种可能的设计中，在该系统中的通信装置有多个时，每个通信装置都可以与位于该通信装置覆盖范围内的通信装置(即位于该通信装置逆射的激光能够被反射镜所反射到的范围)进行通信。

例如，第二通信装置位于第一通信装置的覆盖范围内，则第一通信装置可以向第二通信装置发送数据。同样的，根据光路可逆原理，第一通信装置也位于第二通信装置的覆盖范围内。

若存在多个通信装置互相位于彼此的覆盖范围之内，那么这些通信装置之间都可以互相通信。这些通信装置之间可以互相进行单播、多播或者广播。即一个通信装置可以向互相位于覆盖范围内的一个或多个通信装置发送数据。

中心设备可以将互相位于彼此覆盖范围内的通信装置，划分为一组通信装置。假设与中心设备将连接的通信装置划分为两个通信装置组，分别为第一通信装置组和第二通信装置组。其中第一通信装置组中的通信装置不在第二通信装置组中的通信装置的覆盖范围内，第二通信装置组中的通信装置也不在第一通信装置组中的通信装置的覆盖范围内。

这样，该两个通信装置组中的通信装置都将无法互相感知到另一个通信装置组之间的通信装置。由于两个通信装置组中的通信装置通信时均由中心设备中的泵浦源提供能量，这些通信装置通信时将共享中心设备中的泵浦源的泵浦能量。因此，这些通信装置中处于通信状态通信装置的数量越多，中心设备为每个通信装置组分配的能量将会降低。这样该组通信装置之间传输的激光的功率就会降低，此时，通信装置之间就需要以较低的速率来传输数据以保证数据传输的准确性。

举例来说，第一通信装置组内包括m个通信装置，分别为：{U1,U2,…,Um}。第二通信装置组中包括n个通信装置，分别为：{V1,V2,…,Vn}。m和n均为正整数。

在第一通信装置组内的U1和U2正在通信时，第二组内的V1和V2也需要进行通信。若V1和V2直接进行通信，则中心设备需要分配一定的能量用于V1和V2的通信。此时，U1和U2之间传输的激光的强度将会发生变化，也即是说，V1和V2将会对U1和U2的通信产生干扰。

在该情况下，中心设备可以采用如下方式a和方式b两种方式，避免激光的功率降低。

方式a、调节泵浦源的泵浦功率。

在该方式中，中心设备可以允许V1和V2进行通信。中心设备根据当前正在进行通信的通信装置的数量调节泵浦源的泵浦功率，以保证各个通信装置之间能够以稳定功率的激光传输数据。

方式b、为各对通信装置分配相应的通信时段。

在该方式中，中心设备为V1和V2分配相应的通信时段，并通过第二指示信息，向V1和V2指示其通信时段。V1和V2在接收到第二指示信息之后，根据第二指示信息指示的通信时段，在该通信时段内进行通信。这样，各对通信装置在为其分配的通信时段上进行通信，可以避免互相之间的干扰。

具体来说，在方式b中，通信装置需要进行通信时，首先向中心设备发送第一指示信息；第一指示信息用于指示通信装置请求进行通信。

中心设备接收到来自通信装置的第一指示信息之后，与该通信装置进行通信，协商该通信装置的通信时段。在协商成功之后，中心设备根据协商的通信时段生成第二指示信息；第二指示信息用于指示通信装置在预设通信时段内通信。

中心设备向通信装置发送该第二指示信息。

通信装置接收到该第二指示信息之后，在第二指示信息指示的通信时段内进行通信。

在方式b的一种可能的实现方式中，中心设备还可以向通信装置发送第三指示信息。第三指示信息用于对通信装置进行同步。例如，同步时频资源。或者同步系统配置信息等。

通信装置接收来自中心设备的第三指示信息，并根据第三指示信息进行同步。

需要指出的是，中心设备可以周期性的发送第三指示信息，或者非周期性的发送第三指示信息。

在中心设备周期性的发送第三指示信息时，通信装置同样可以周期性的接收该第三指示信息，进行同步。

在中心设备非周期性的发送第三指示信息时，通信装置可以仅在其通信的通信时段内接收第三指示信息。在中心设备非周期性的发送第三指示信息时，中心设备可以根据接入该中心设备的通信装置的数量，处于通信状态的通信装置的数量等，确定发送第三指示信息的时间间隔。

示例性的，中心设备周期性的发送第三指示信息，第三指示信息用于进行时间同步。如图13所示，中心设备将时间划分为多个周期，并通过第三指示信息指示每个周期的时间长度。第三指示信息以信标的形式标识每个周期的开始时间和结束时间。每对需要通信的通信装置可以在不同周期的不同通信时段内通信。例如，如图13所示，U1与U2在第一周期的第一个通信时段内通信。V1与V2在第一个周期的第二个通信时段内通信。U3与U4在第二个周期的第一个通信时段内通信。

中心设备周期性的发送第三指示信息，使通信装置确定每个周期的时间长度。在通信装置需要进行通信时，中心设备与通信装置协商，为通信装置分配一个或多个周期内的一个或多个通信时段。

一种可能的设计中，对于同一组内的通信装置，通信装置可以监听组内其他通信装置的通信情况，并根据组内其他通信装置的通信情况，调节自身传输数据的速率。

举例来说，U1正在与U2进行通信的过程中，U3需要向U4发送数据。U3首先监听同一组内的通信装置的通信情况，发现U1正在与U2进行通信，此时，U3与U1、U2进行协商，确定各自进行通信的时间段，或者U1与U2，以及U3与U4同时通信，两个各自选择较低的传输速率发送数据，来降低通信间的干扰。

需要指出的是，通信装置和中心设备在监听过程中接收了数据同样会消耗系统中的能量，从而降低了系统中激光的功率。此时，为了避免该干扰，在通信系统中可以设置一个监听余量，中心设备和通信装置以第一该监听余量的传输速率接收或发送数据时，不会对正在通信的通信装置造成干扰。中心设备和通信装置在监听之前，发送一个签到信号，来探测该系统中允许的监听余量。

一种可能的设计中，结合图10，如图14所示，通信系统的通信装置中包括：光快门；通信装置为第一通信装置和第二通信装置中的至少一个。

光快门位于目标逆射腔镜逆射激光的一侧，光快门处于不同的状态，能够控制激光进入逆射腔镜的激光的强度；逆射腔镜为通信装置中的逆射腔镜。基于此，在光快门处于能够透光一定强度的激光时，该通信装置可以进行谐振以传输数据；在光快门处于不透射任何强度的激光时，通信装置将不进行谐振，降低通信的能耗。此外，在不同强度的激光表征不同的数据的情况下，调制器还可以通过调节光快门的透光率，将数据调制到激光上。

需要指出的是，在本申请实施例中，还可以通过设置透光率可调节的调制器来代替光快门的作用。此时，调制器需要位于逆射腔镜逆射激光的一侧。调制器的透光率不同，可以控制激光进入逆射腔镜的激光的强度。

一种可能的设计中，结合图14，如图15所示，通信系统的通信装置中包括：

滤片；通信装置为第一通信装置和第二通信装置中的至少一个；滤片位于逆射腔镜逆射激光的一侧；滤片用于滤除目标激光；目标激光与具有预设参数的激光的参数不同；其中，激光的参数为以下一项或多项：波长、偏振和轨道角动量；逆射腔镜为通信装置中的逆射腔镜。基于此，通信装置通过滤片滤除目标激光，使得通信装置接收的激光为其所需接收的激光，从而减少了目标激光对通信装置所需解调的激光造成的干扰，避免目标激光影响解调器的解调性能。

一种可能的设计中，反射镜、第一逆射腔镜、第二逆射腔镜、第三逆射腔镜中的任一个或多个的透光率能够调节。基于此，调制器可以通过调节逆射腔镜的透光率，将数据调制到激光上。

需要指出的是，反射镜、第一逆射腔镜、第二逆射腔镜、第三逆射腔镜的透光率可以是调制器根据待调制的数据调节的。

以第一逆射腔镜为例，调制器根据待调制的数据，生成相应的电信号。调制器向第一逆射腔镜发送该电信号。第一逆射腔镜接收到该电信号之后，根据该电信号调节自身的透光率。

一种可能的设计中，本申请实施例中的一个增益介质包括多个子增益介质。不同的子增益介质受激辐射后产生的光的波长不同。该一个增益介质可以为第一增益介质、第二增益介质以及第三增益介质中的一个或多个。

如图16所示，以中心设备中的第三增益介质包括第一子增益介质和第二子增益介质为例进行说明。如图16所示，第一通信装置在第一子增益介质上对应的覆盖范围为区域1。若第一子增益介质受激辐射产生的激光的波长为a，则在区域1内，第一通信装置通过波长为a的激光与其他通信装置通信。若第二子增益介质受激辐射产生的激光的波长为b，则在区域2内，第一通信装置通过波长为b的激光与其他通信装置通信。

基于此，不同波长的激光覆盖的通信范围不同，各个覆盖范围内的通信装置采用相对应的波长的激光进行通信，可以避免各个通信装置之间的干扰。此外，采用多个波长的激光进行通信，可以实现不同波长激光的波分复用，提升通信系统的系统容量。

一种可能的实现方式中，结合上述场景Ⅰ、场景Ⅱ以及场景Ⅲ，对第一调制器、第二调制器、第三调制器将数据调制到激光上的过程进行详细说明。

情况1、针对第一调制器

结合上述场景Ⅰ、第一调制器与第一泵浦源连接；第一调制器用于根据第一数据调节第一泵浦源的泵浦功率；第一增益介质根据第一泵浦源的泵浦功率输出相应功率的激光，该相应功率的激光承载了第一数据。

结合上述场景Ⅱ、第一调制器位于第一通信装置内、第一逆射腔镜和反射镜之间。第一调制器在激光传输到第一逆射腔镜之前将数据调制到激光上。第一逆射腔镜逆射调制后的激光。

结合上述场景Ⅲ、第一调制器与第一逆射腔镜连接；第一调制器用于根据第一数据调节第一逆射腔镜的逆射状态；第一逆射腔镜根据逆射状态逆射相应参数的激光，相应参数的激光承载了第一数据。

情况2、针对第二调制器

结合上述场景Ⅰ、第二调制器与第二泵浦源连接；第二调制器用于根据第二数据调节第二泵浦源的泵浦功率；第二增益介质根据第二泵浦源的泵浦功率输出相应功率的激光，该相应功率的激光承载了第二数据。基于此，第二调制器可以通过调节第二泵浦源的泵浦功率调制数据。

结合上述场景Ⅱ、第二调制器位于第二通信装置内、第二逆射腔镜和反射镜之间。第二调制器在激光传输到第二逆射腔镜之前将数据调制到激光上。第二逆射腔镜逆射调制后的激光。

结合上述场景Ⅲ、第二调制器与第二逆射腔镜连接；第二调制器用于根据第二数据调节第二逆射腔镜的逆射状态；第二逆射腔镜根据逆射状态逆射相应参数的激光，相应参数的激光承载了第二数据。

情况3、第三调制器

对于第三调制器，结合上述场景Ⅰ、第三调制器与第三泵浦源连接，第三调制器用于根据第四数据调节泵浦源的泵浦功率；第三增益介质根据泵浦源的泵浦功率输出相应功率的激光，该相应功率的激光承载了第四数据。

结合上述场景Ⅱ、第三调制器位于中心设备内，反射镜反射激光的一侧。第三调制器在激光传输到反射镜之前将数据调制到激光上。反射镜反射调制后的激光。

结合上述场景Ⅲ、第三调制器与反射镜连接；第三调制器用于根据第四数据调节反射镜的反射状态；反射镜根据反射状态反射相应参数的激光，相应参数的激光承载了第四数据。

一种可能的实现方式中，本申请实施例中所记载的反射镜可以是平面镜、曲面镜、或是多种镜的组合，例如折面镜等。在反射镜为凸面镜的情况下，通常可以得到较大的覆盖范围。

基于上述通信系统，如图17所示，本申请实施例提供了一种通信装置，包括：第一调制器和第一逆射腔镜；第一调制器，用于将第一数据调制到激光上，生成第一调制激光，第一调制激光承载有第一数据；第一逆射腔镜，用于向中心设备逆射第一调制激光。

基于上述技术方案，在激光通信的过程中，通信装置采用第一逆射腔镜逆射激光。第一逆射腔镜逆射的激光逆射到反射镜上，并由反射镜反射至其他通信装置的第二逆射腔镜。这样，第一逆射腔镜和第二逆射腔镜之间通过反射镜反射形成谐振，该通信装置和其他通信装置可以通过反射镜反射的激光进行通信，从而实现非视距通信。由于反射镜的反射效果通常远远好于环境反射和散射的效果，因此在本申请提供的通信装置、中心设备和通信系统可以以较大的激光功率进行非视距传输，大大提高了激光通信的传输速率。

在一种可能的设计中，如图17所示，通信装置还包括：第一解调器；第一解调器，用于解调第二调制激光，获取第二调制激光承载的第二数据；第二调制激光为第一逆射腔镜逆射和透射的来自中心设备的激光；第二调制激光承载有第二数据。

在一种可能的设计中，如图17所示，第一调制器与第一逆射腔镜连接；第一调制器用于根据第一数据调节第一逆射腔镜的逆射状态；第一逆射腔镜根据逆射状态逆射相应参数的激光，相应参数的激光承载了第一数据。

在一种可能的设计中，如图17所示，通信装置还包括：第一增益介质和第一泵浦源；第一增益介质在第一泵浦源的作用下产生激光；第一泵浦源与第一增益介质连接；第一泵浦源用于为第一增益介质提供能量。第一调制器与第一泵浦源连接；第一调制器用于根据第一数据调节第一泵浦源的泵浦功率；第一增益介质根据第一泵浦源的泵浦功率输出相应功率的激光，该相应功率的激光承载了第一数据。

基于上述通信系统，如图18所示，本申请实施例还提供一种通信装置，包括：第二解调器和第二逆射腔镜；第二逆射腔镜，用于逆射和透射来自中心设备的第一调制激光；第一调制激光承载有第一数据；第二解调器，用于解调第二逆射腔镜透射的第一调制激光，获取第一调制激光承载的第一数据。

基于上述技术方案，在激光通信的过程中，通信装置采用第二逆射腔镜逆射和透射激光。对于逆射的激光，该逆射的激光可以逆射到反射镜上，并由反射镜反射至其他通信装置的逆射腔镜。这样，第一逆射腔镜和第二逆射腔镜之间通过反射镜反射形成谐振，该通信装置和其他通信装置可以通过反射镜反射的激光进行通信，从而实现非视距通信。由于反射镜的反射效果通常远远好于环境反射和散射的效果，因此在本申请提供的通信装置、中心设备和通信系统可以以较大的激光功率进行非视距传输，大大提高了激光通信的传输速率。

此外，第二逆射腔镜透射部分激光，可以使得第二解调器获取到调制后的激光。第二调制器通过解调该调制后的激光，可以获取该调制后的激光承载的数据。

在一种可能的设计中，如图18所示，通信装置还包括：第二调制器；第二调制器，用于将第二数据调制到激光上，生成第二调制激光；第二调制激光承载有第二数据；第二逆射腔镜，还用于将向中心设备逆射第二调制激光。

在一种可能的设计中，如图18所示，第二调制器与第二逆射腔镜连接；第二调制器用于根据第二数据调节第二逆射腔镜的逆射状态；第二逆射腔镜根据逆射状态逆射相应参数的激光，相应参数的激光承载了第二数据。基于此，第二调制器可以通过调节第二逆射腔镜的逆射状态调制数据。

在一种可能的设计中，如图18所示，通信装置还包括：第二增益介质和第二泵浦源；第二增益介质在第二泵浦源的作用下产生激光；第二泵浦源与第二增益介质连接；第二泵浦源用于为第二增益介质提供能量。第二调制器与第二泵浦源连接；第二调制器用于根据第二数据调节第二泵浦源的泵浦功率；第二增益介质根据第二泵浦源的泵浦功率输出相应功率的激光，该相应功率的激光承载了第二数据。

在一种可能的设计中，如图17或图18所示，通信装置还包括：光快门；光快门位于逆射腔镜逆射激光的一侧，光快门处于不同的状态，能够控制激光进入逆射腔镜的激光的强度；逆射腔镜为第一逆射腔镜或第二逆射腔镜。

在一种可能的设计中，如图17或图18所示，通信装置还包括：滤片；滤片位于逆射腔镜逆射激光的一侧；滤片用于滤除目标激光；目标激光与具有预设参数的激光的参数不同；其中，激光的参数包括以下一项或多项：波长、偏振和轨道角动量；逆射腔镜为第一逆射腔镜或第二逆射腔镜。

在一种可能的设计中，通信装置，还用于向中心设备发送第一指示信息；第一指示信息用于指示通信装置请求进行通信。

在一种可能的设计中，通信装置，还用于接收来自中心设备的第二指示信息；第二指示信息用于指示通信装置在预设通信时段内通信；通信装置在预设通信时段内，与其他通信装置通信。

在一种可能的设计中，通信装置，还用于根据其他通信装置的数量，调整通信装置发送数据的速率。

在一种可能的设计中，通信装置，还用于接收来自中心设备的第三指示信息；第三指示信息用于对通信装置进行同步；通信装置根据第三指示信息进行同步。

在一种可能的设计中，逆射腔镜的透光率能够调节，逆射腔镜为第一逆射腔镜或第二逆射腔镜。

在一种可能的设计中，第一增益介质和第二增益介质中的至少一个包括多个子增益介质；不同的子增益介质受激辐射后产生的激光的波长不同。

基于上述通信系统，如图19所示，本申请实施例提供一种中心设备，包括：反射镜，第三增益介质和第三泵浦源；其中，第三增益介质在第三泵浦源作用下产生激光；第三泵浦源与第三增益介质连接；第三泵浦源用于为第三增益介质提供能量；反射镜，用于将来自第一通信装置调制后的激光反射至第二通信装置，调制后的激光携带第一通信装置发送的第一数据。

基于上述技术方案，在激光通信的过程中，中心设备采用将来自第一通信装置调制后的激光反射至第二通信装置。这样，在第一通信装置的第一逆射腔镜，第二通信装置的第二逆射腔镜之间可以通过该反射镜反射形成谐振，第一通信装置和第二通信装置可以通过反射镜反射的激光进行通信，从而实现非视距通信。由于反射镜的反射效果通常远远好于环境反射和散射的效果，因此在本申请提供的通信装置、中心设备和通信系统可以以较大的激光功率进行非视距传输，大大提高了激光通信的传输速率。

在一种可能的设计中，如图19所示，反射镜能够透射激光；中心设备还包括：第三解调器；第三解调器位于反射镜透射激光的一侧；第三解调器，用于解调第三调制激光，获取第三调制激光承载的第三数据；第三调制激光为反射镜透射激光；第三调制激光承载有第三数据。

在一种可能的设计中，如图19所示，中心设备还包括：第三逆射腔镜；第三逆射腔镜位于反射镜反射激光的一侧；第三逆射腔镜用于透射和逆射激光。

在一种可能的设计中，如图19所示，第三逆射腔镜位于第三增益介质面向通信装置的一侧，通信装置为第一通信装置和第二通信装置中的至少一个。

在一种可能的设计中，如图19所示，第三逆射腔镜位于增益介质和反射镜之间。

在一种可能的设计中，如图19所示，中心设备还包括：第三调制器；第三调制器，用于将第四数据调制到激光上，生成第四调制激光；中心设备还用于向通信装置发送第四调制激光。

在一种可能的设计中，如图19所示，第三调制器位于第三增益介质面向通信装置的一侧。

在一种可能的设计中，如图19所示，第三调制器位于第三增益介质与反射镜之间。

在一种可能的设计中，如图19所示，第三调制器与第三泵浦源连接，第三调制器用于根据第四数据调节泵浦源的泵浦功率；第三增益介质根据泵浦源的泵浦功率输出相应功率的激光，该相应功率的激光承载了第四数据。

在一种可能的设计中，中心设备还用于，接收来自通信装置的第一指示信息；第一指示信息用于指示通信装置请求进行通信。

在一种可能的设计中，中心设备还用于，向通信装置发送第二指示信息；第二指示信息用于指示通信装置在预设通信时段内通信。

在一种可能的设计中，中心设备还用于，向通信装置发送第三指示信息；第三指示信息用于对通信装置进行同步。

在一种可能的设计中，中心设备还用于根据接入中心设备的通信装置的数量，调整第三泵浦源的泵浦功率。

在一种可能的设计中，反射镜和第三逆射腔镜中的任一个或多个的透光率能够调节。

在一种可能的设计中，第三增益介质包括多个子增益介质；不同的子增益介质受激辐射后产生的激光的波长不同。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件程序实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式来实现。该计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或者数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(digital subscriber line，简称DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可以用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)，光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，简称SSD))等。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

尽管结合具体特征及其实施例对本申请进行了描述，显而易见的，在不脱离本申请的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本申请的示例性说明，且视为已覆盖本申请范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。