積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置。該裝置包括集光器、分光器、濾鏡、發(fā)射電路和接收電路。集光器由不止一個(gè)直角三棱鏡拼接組成。通過(guò)拼接，使得從不同入射邊入射的光信號(hào)，能夠匯聚成一束攜帶了多路單色光信號(hào)的混合光并發(fā)送出去。分光器由不止一個(gè)直角三棱鏡拼接組成。通過(guò)拼接，使得攜帶了多路信號(hào)的混合光入射進(jìn)分光器一個(gè)直角三棱鏡入射的光信號(hào)，能夠從不同的面出射。各光信道的光信號(hào)波段不重疊，不同信道使用的不同通帶的濾鏡濾除波段不符的光。對(duì)于發(fā)送端的每一個(gè)濾鏡，在接收端都有一個(gè)同樣的濾鏡與之對(duì)應(yīng)。該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、原理清晰，便于實(shí)現(xiàn)。
【專利說(shuō)明】積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于可見(jiàn)光通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)
裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]可見(jiàn)光通信(VLC:Visible Light Communication)技術(shù)把我們眼里的照明設(shè)備變成了無(wú)線通信工具，具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力、隱秘性好、安全性高、功耗低。與其他通信技術(shù)一樣，為了提高通信速度、質(zhì)量、距離等，在VLC中，我們也會(huì)研究采用到各種調(diào)制、解調(diào)的方法。ASK、FSK、PSK、OFDM、CDM、TDM、FDM等是常用于電磁波、激光、紅外等通信的數(shù)字調(diào)制方式，這些技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的研究發(fā)展，實(shí)驗(yàn)測(cè)試手段很多，也很成熟。而VLC作為一個(gè)新技術(shù)，實(shí)驗(yàn)手段還不多，很多技術(shù)還處在仿真階段，人們對(duì)這個(gè)技術(shù)的了解也不多。為了更直觀的認(rèn)識(shí)和理解可見(jiàn)光通信技術(shù)，尤其是色分復(fù)用、色分多址等技術(shù)的原理，需要提供一些方法和裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置，用于驗(yàn)證可見(jiàn)光通信中的色分復(fù)用、色分多址等技術(shù)。
[0004]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置，由發(fā)射端和接收端組成，包括集光器、分光器、濾鏡、發(fā)射電路和接收電路。
[0005]所述集光器由不止一個(gè)直角三棱鏡拼接組成，兩個(gè)直角三棱鏡之間的拼接方法有兩種:兩個(gè)直角三棱鏡的兩個(gè)直角面拼接或者兩個(gè)直角三棱鏡的斜邊拼接；通過(guò)拼接，使得由兩個(gè)直角三棱鏡入射的光信號(hào)，能夠從同一個(gè)面出射。
[0006]所述分光器由不止一個(gè)直角三棱鏡拼接組成，兩個(gè)直角三棱鏡之間的拼接方法有兩種:兩個(gè)直角三棱鏡的兩個(gè)直角邊拼接或者兩個(gè)直角三棱鏡的斜邊拼接；通過(guò)拼接，使得由一個(gè)直角三棱鏡入射的光信號(hào)，能夠從不同的面出射。
[0007]所述濾鏡采用帶通濾鏡。
[0008]所述發(fā)射電路包括光發(fā)射器和調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路，光發(fā)射器采用發(fā)光二極管，用于發(fā)送無(wú)線調(diào)制光信號(hào)，調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路用于調(diào)制電信號(hào)，并根據(jù)調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器發(fā)出光信號(hào)。
[0009]所述接收電路包括光接收器和解調(diào)電路，光接收器采用光電二極管，用于接收發(fā)射電路發(fā)送的調(diào)制光信號(hào)，解調(diào)電路用于將接收到的光信號(hào)解調(diào)成原電信號(hào)。
[0010]所述發(fā)送端和接收端均有多路光信道，且一一對(duì)應(yīng)；在發(fā)送端，濾鏡用于濾除與發(fā)射光信號(hào)波段不同的光，僅保留需要發(fā)送波段的光信號(hào)，不同信道使用的濾鏡可通過(guò)的光波段不同；在接收端，濾鏡用于濾除與接收光信號(hào)波段不同的光，僅保留需要接收波段的光信號(hào)；發(fā)送端的各個(gè)濾鏡能夠通過(guò)光波的波長(zhǎng)范圍沒(méi)有重疊；對(duì)于發(fā)送端的每一個(gè)濾鏡，在接收端都有一個(gè)同樣的濾鏡與之對(duì)應(yīng)。[0011]本發(fā)明的積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置是一種進(jìn)行可見(jiàn)光通信學(xué)習(xí)和研究的新裝置，尤其用于對(duì)不同顏色、不同波長(zhǎng)的光進(jìn)行多路復(fù)用、多址編碼等編碼調(diào)制技術(shù)進(jìn)行研究，只需通過(guò)增減直角三棱鏡和相應(yīng)波長(zhǎng)的濾鏡，就能夠增減光路；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、原理清晰，便于實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0013]圖中標(biāo)記:1-發(fā)射端；2_接收端；3_發(fā)射控制電路；4_調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路；5_光發(fā)射器；6-濾鏡；7_接收控制電路；8_解調(diào)電路；9_光接收器；10-分光器；11-編碼調(diào)制電信號(hào)；12-調(diào)制白光信號(hào)；13_單色光信號(hào)；14-混合光信號(hào)；15-集光器。
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2中積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置的集光器的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0015]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置的分光器的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0016]圖4為本發(fā)明實(shí)施例3中積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置的集光器的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0017]圖5為本發(fā)明實(shí)施例3中積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置的分光器的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0018]圖中標(biāo)記:TPl, TP2, TP3, TP4, TP5, TP6, TP7, TP8, TP9, ΤΡΙΟ, ΤΡ11, TP12,TP13, TP14, TP15, TP16是直角三棱鏡；LSI, LS2，LS3，LS4，LS5是兩路單色光信號(hào)；LS1+2是LSl和LS2的混合光信號(hào)；LS1+2+3+4+5是LSI，LS2, LS3, LS4, LS5的混合光信號(hào)；BLS1，BLS2是復(fù)合白光信號(hào)；BPF1，BPF2, BPF3, BPF4, BPF5是帶通濾鏡。
[0019]圖6為本發(fā)明實(shí)施例2的一個(gè)測(cè)試波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1:
本實(shí)施例的積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)見(jiàn)附圖1，由發(fā)射端I和接收端2組成，包括集光器15、分光器10、濾鏡6、發(fā)射電路和接收電路。
[0021]所述發(fā)射電路包括光發(fā)射器5和調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路4，光發(fā)射器5采用發(fā)光二極管，用于發(fā)送無(wú)線調(diào)制白光信號(hào)12，調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路4用于產(chǎn)生編碼調(diào)制電信號(hào)11，并根據(jù)調(diào)制電信號(hào)11驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器5發(fā)出編制白光信號(hào)12。
[0022]所述接收電路包括光接收器9和解調(diào)電路8，光接收器9采用光電二極管，用于接收發(fā)射端I發(fā)送的調(diào)制混合光信號(hào)14，并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，解調(diào)電路8用于將光接收器9接收并轉(zhuǎn)換的電信號(hào)解調(diào)成原電信號(hào)。
[0023]在發(fā)送端1，濾鏡6用于濾除與發(fā)射光信號(hào)波段不同的光，僅保留需要發(fā)送波段的光信號(hào)。
[0024]在接收端2，濾鏡6用于濾除與接收光信號(hào)波段不同的光，僅保留需要接收波段的光信號(hào)。
[0025]濾鏡6有N路不同通帶的帶通濾鏡，每個(gè)帶通濾鏡可通過(guò)的光波段不重疊。[0026]本實(shí)施例的積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理:
發(fā)射端，發(fā)射控制電路3將需要發(fā)送的信息發(fā)送至調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路4，調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路4用于產(chǎn)生N (N大于I)路調(diào)制電信號(hào)11，并根據(jù)調(diào)制電信號(hào)11驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器5發(fā)出N路調(diào)制白光信號(hào)12 ;光發(fā)射器5用于發(fā)送N路無(wú)線調(diào)制白光信號(hào)12 ;N路無(wú)線調(diào)制白光信號(hào)12經(jīng)過(guò)濾鏡組6過(guò)濾成N路波段不重疊的單色光信號(hào)13 ;N路單色光信號(hào)13進(jìn)入集光器混合成I路混合光信號(hào)14，再發(fā)送出去。
[0027]接收端，混合光信號(hào)14進(jìn)入分光器10，分光器10將混合光信號(hào)14分成N路；N路混合光信號(hào)14，經(jīng)過(guò)濾鏡組6過(guò)濾成N路波段不重疊的單色光信號(hào)13 ；N路單色光信號(hào)13由光接收器9接收，并轉(zhuǎn)換成N路電信號(hào)；解調(diào)電路對(duì)N路信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，還原成原始信息，并發(fā)送給接收控制電路7。
[0028]實(shí)施例2:
本實(shí)施例是本發(fā)明的一個(gè)兩路信道實(shí)驗(yàn)裝置的實(shí)例，本實(shí)施例中的積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)原理圖同實(shí)施例1，見(jiàn)附圖1。
[0029]發(fā)送端I的兩路光信道能夠通過(guò)光波的波長(zhǎng)范圍沒(méi)有重疊，在接收端2也有濾鏡BPFU BPF2與之對(duì)應(yīng)。
[0030]濾鏡6包括濾鏡BPFl和BPF2。
[0031]發(fā)射電路包括光發(fā)射器5和調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路4，光發(fā)射器5用于發(fā)送無(wú)線調(diào)制復(fù)合白光信號(hào)BLSl和BLS2。調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路4用于調(diào)制電信號(hào)，并根據(jù)調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器5發(fā)出光信號(hào)。
[0032]接收電路包括光接收器9和解調(diào)電路8，光接收器9用于接收發(fā)射端發(fā)送的調(diào)制光信號(hào)，解調(diào)電路8用于將接收到的光信號(hào)解調(diào)成原電信號(hào)。
[0033]在發(fā)送端1，濾鏡BPFl和BPF2將用于濾除兩路復(fù)合白光信號(hào)BLSl、BLS2是與發(fā)射光信道波段不同的光，僅保留兩路單色光信號(hào)LS1、LS2。
[0034]在接收端2，濾鏡BPF1、BPF2用于在兩路光信道濾除與接收信道光信號(hào)波段不同的光，僅保留需要接收波段的單色光信號(hào)LSl和LS2。
[0035]其中，本實(shí)施例中的集光器、分光器的結(jié)構(gòu)及工作原理如下:
TPl, TP2, TP3, TP4是四個(gè)直角三棱鏡；LSI，LS2是兩路單色光信號(hào)；LS1+2是LSI和LS2的混合光信號(hào)；BLS1、BLS2是兩路復(fù)合白光信號(hào)；BPF1，BPF2是兩個(gè)帶通濾鏡，BPFl和BPF2可通過(guò)的光波段不重合。
[0036]集光器15由兩個(gè)直角三棱鏡TP1、TP2拼接組成；兩個(gè)直角三棱鏡的斜邊相拼接；通過(guò)拼接，使得分別由直角三棱鏡TPl入射的光信號(hào)LSl和直角三棱鏡TP2入射的光信號(hào)LS2，能夠從同一個(gè)面出射。
[0037]分光器由兩個(gè)直角三棱鏡TP3、TP4拼接組成；兩個(gè)直角三棱鏡的斜邊相拼接；通過(guò)拼接，使得由直角三棱鏡入射TP4的光信號(hào)LS1+2，能夠從不同的面出射。
[0038]復(fù)合白光信號(hào)BLSl經(jīng)過(guò)帶通濾鏡BPFl，濾成單色光信號(hào)LSl ;復(fù)合白光信號(hào)BLS2經(jīng)過(guò)帶通濾鏡BPF2，濾成單色光信號(hào)LS2 ;LS1、LS2經(jīng)過(guò)棱鏡集光器，在出射面形成一束混合光束LS1+2。
[0039]攜帶了單色光信號(hào)LS1、LS2的混合光LS1+2由分光器的入射面進(jìn)入分光器，并分成兩路混合光LS1+2由不同的出射面出射；出射面的帶通濾鏡BPF1、BPF2對(duì)混合光LS1+2進(jìn)行過(guò)濾后再得到單色光信號(hào)LS1、LS2。
[0040]本實(shí)施例的積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置的工作原理:
在發(fā)送端，兩路光信道，兩路光信道所覆蓋的光波長(zhǎng)范圍不同，且不重疊，即單色光信號(hào)LS1、LS2的光波段不重疊。
[0041]首先由發(fā)射電路的調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路將電信號(hào)做調(diào)制，并根據(jù)調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器發(fā)出無(wú)線調(diào)制白光信號(hào)；復(fù)合白光信號(hào)BLSl經(jīng)過(guò)帶通濾鏡BPFl，濾成單色光信號(hào)LSl ;復(fù)合白光信號(hào)BLS2經(jīng)過(guò)帶通濾鏡BPF2，濾成單色光信號(hào)LS2 ;單色光信號(hào)LS1、LS2分別從TPl和TP2的直角邊入射進(jìn)集光器；兩路單色光信號(hào)通過(guò)集光器后匯聚成一束攜帶了兩路單色光信號(hào)的混合光LS1+2并發(fā)送出去。
[0042]在接收端，攜帶了兩路光信號(hào)的LS1+2夾雜著其他外界環(huán)境光入射進(jìn)分光器，混合光經(jīng)分光器后，分成兩路分別從TP3、TP4的一個(gè)直角邊出射，在直角三棱鏡ΤΡ3和ΤΡ4的出射邊分別有濾鏡BPF1、BPF2，濾鏡BPF1、BPF2濾除與對(duì)應(yīng)光信道不同波長(zhǎng)的光，分別保留下 LSl 和 LS2。
[0043]接收電路由光接收器9接收分光器10后兩個(gè)濾鏡過(guò)濾后的光信號(hào)LSl和LS2，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，再由解調(diào)電路8將接收轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)解調(diào)成原電信號(hào)。
[0044]本實(shí)施例的一個(gè)測(cè)試波形如圖6，LS1+2是兩路單色光信號(hào)LSl和LS2的混合光信號(hào)。
[0045]實(shí)施例3:
本實(shí)施例是本發(fā)明的積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置的一個(gè)5路信號(hào)通信的集光器和分光器的實(shí)施例。
[0046]集光器由8個(gè)直角三棱鏡拼接組成，兩個(gè)直角三棱鏡之間的拼接方法有兩種:1、兩個(gè)直角三棱鏡的兩個(gè)直角面拼接；2、兩個(gè)直角三棱鏡的斜邊拼接；通過(guò)拼接，使得由兩個(gè)直角三棱鏡入射的光信號(hào)，能夠從同一個(gè)面出射；直角三棱鏡ΤΡ1、ΤΡ2、ΤΡ3、ΤΡ4、ΤΡ5、ΤΡ6、ΤΡ7、ΤΡ8，按如圖4方式拼接，構(gòu)成一個(gè)集光器。
[0047]分光器由8個(gè)直角三棱鏡拼接組成；兩個(gè)直角三棱鏡之間的拼接方法有兩種:1、兩個(gè)直角三棱鏡的兩個(gè)直角邊拼接；2、兩個(gè)直角三棱鏡的斜邊拼接；通過(guò)拼接，使得由一個(gè)直角三棱鏡入射的光信號(hào)，能夠從不同的面出射；直角三棱鏡ΤΡ9、ΤΡΙΟ、TPlU ΤΡ12、ΤΡ13、ΤΡ14、ΤΡ15、ΤΡ16，按如圖5方式拼接，構(gòu)成一個(gè)分光器。
[0048]LSI, LS2，LS3，LS4，LS5是5路單色光，各單色光的波長(zhǎng)無(wú)重疊。LSI，LS2，LS3，LS4，LS5是發(fā)送端5路調(diào)制白光信號(hào)分別經(jīng)BPF1、BPF2、BPF3、BPF4、BPF5過(guò)濾的5路單色光，分別從TP2、TPl、TP5、TP6、TP7的一個(gè)直角邊入射進(jìn)集光器，再在TP7的另一個(gè)直角邊混合成混合光信號(hào)LS1+2+3+4+5從集光器發(fā)送出去。
[0049]夾雜了外部環(huán)境光的混合光信號(hào)LS1+2+3+4+5，從TP9的一個(gè)直角邊入射，再分成5路從TP9的另個(gè)直角邊以及TP15、TP16、TP14、TP13的一個(gè)直角邊從分光器出射，并由BPF1、BPF2、BPF3、BPF4、BPF5 濾成單色光信號(hào) LSI，LS2, LS3, LS4, LS5 是 5 路單色光。
【權(quán)利要求】
1.一種積木式可見(jiàn)光通信色分復(fù)用實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于該裝置由發(fā)射端(I)和接收端(2)組成，包括集光器(15)、分光器(10)、濾鏡(6)、發(fā)射電路和接收電路； 所述集光器(15)由不止一個(gè)直角三棱鏡拼接組成，兩個(gè)直角三棱鏡之間的拼接方法有兩種:兩個(gè)直角三棱鏡的兩個(gè)直角面拼接或者兩個(gè)直角三棱鏡的斜邊拼接；通過(guò)拼接，使得由兩個(gè)直角三棱鏡入射的光信號(hào)，能夠從同一個(gè)面出射； 所述分光器(10)由不止一個(gè)直角三棱鏡拼接組成，兩個(gè)直角三棱鏡之間的拼接方法有兩種:兩個(gè)直角三棱鏡的兩個(gè)直角邊拼接或者兩個(gè)直角三棱鏡的斜邊拼接；通過(guò)拼接，使得由一個(gè)直角三棱鏡入射的光信號(hào)，能夠從不同的面出射； 所述濾鏡(6)采用帶通濾鏡； 所述發(fā)射電路包括光發(fā)射器(5)和調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路(4)，光發(fā)射器(5)采用發(fā)光二極管，用于發(fā)送無(wú)線調(diào)制光信號(hào)，調(diào)制驅(qū)動(dòng)電路(4)用于調(diào)制電信號(hào)，并根據(jù)調(diào)制信號(hào)驅(qū)動(dòng)光發(fā)射器(5)發(fā)出光信號(hào)；所述接收電路包括光接收器(9)和解調(diào)電路(8)，光接收器(9)采用光電二極管，用于接收發(fā)射電路發(fā)送的調(diào)制光信號(hào)，解調(diào)電路(8)用于將接收到的光信號(hào)解調(diào)成原電信號(hào)；所述發(fā)送端(I)和接收端(2)均有多路光信道，且一一對(duì)應(yīng)；在發(fā)送端(I)，濾鏡(6)用于濾除與發(fā)射光信號(hào)波段不同的光，僅保留需要發(fā)送波段的光信號(hào)，不同信道使用的濾鏡( 6)可通過(guò)的光波段不同；在接收端(2)，濾鏡(6)用于濾除與接收光信號(hào)波段不同的光，僅保留需要接收波段的光信號(hào)；發(fā)送端(I)的各個(gè)濾鏡(6)能夠通過(guò)光波的波長(zhǎng)范圍沒(méi)有重疊；對(duì)于發(fā)送端(I)的每一個(gè)濾鏡(6)，在接收端(2)都有一個(gè)同樣的濾鏡(6)與之對(duì)應(yīng)。
【文檔編號(hào)】H04B10/116GK103905120SQ201410173197
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月27日
【發(fā)明者】鄧健志 申請(qǐng)人:桂林理工大學(xué)